claisen酯缩合反应
Claisen(克莱森)缩合反应资料
CH2
COOC2H5
①C2H5ONa
COCOOC2H5
+ (COOC2H5)2
CH2
COOC2H5
②H2O
CH
COOC2H5
CH2
COOC2H5
COCOOH
NaOH
H+
CH
Δ
COOH
CH2
COOH
CH2COCOOH CH2COOH
2.3 甲酸酯与其它酯的反应
与甲酸酯发生酯缩合反应后，即在α碳原子上引入一 个甲酰基。
O O
C2H5ONa
O O
CH3C CHCOC2H5
H
H+
CH3C CCHOC2H5 Na
关键因素：
酯的缩合物与碱生成盐是缩合反应完成的关键 一步。
为使反应顺利进行，两个羰基之间的碳上必须 有活泼氢。因此原料酯上的α碳上至少需要两个 氢。一个用于被碱夺取，另一个用于生成盐。
假如原料酯的α碳上只有一个活泼氢，则缩合反 应必须在更强碱的作用下才能完成。如：异丁 酸乙酯在乙醇钠作用下，不能发生酯缩合反应， 但在三苯甲基钠的作用下就可进行缩合。
CH3CHCOOC2H5 COCOOC2H5
注：
草酸酯的缩合产物有一个α-羰基酸酯的集团，加热即失
去一分子一氧化碳，变成取代的丙二酸酯。苯基取代的
丙二酸酯，不能用溴苯进行芳基化取代，但可用此法制
得:
C6H5CH2COOC2H5
+ (COOC2H5)2
①C2H5ONa ②H+
C6H5CHCOOC2H5
Claisen(克莱森)缩合
定义：两分子酯在碱的作用下失去
一分子醇生成β- 羰基酯的反应称为酯
claisen缩合反应
claisen缩合反应一、Claisen缩合反应的概念和原理Claisen缩合反应是一种重要的有机化学反应，其基本原理是通过两个酯或一个酯和一个醛/酮之间的羰基加成，形成β-羰基酯。
这种反应常用于有机合成中，可以制备出许多重要的有机化合物。
二、Claisen缩合反应的分类1. Claisen酯缩合反应：两个不同的酯在碱性条件下发生缩合反应，生成β-羰基酯。
2. Claisen内酯缩合反应：一种环状的β-羰基酮在碱性条件下发生内部环化，生成环状的β-内酯。
3. Dieckmann环化反应：两个相同的β-羰基酸酯在碱性条件下发生内部环化，生成环状的β-内酯。
三、Claisen缩合反应机理1. 首先，在碱性条件下，一个羰基亲核试剂（如乙氧根离子）攻击一个羧基碳上的电子不稳定位点，形成一个临时的α-羟基负离子中间体。
2. 然后，在第二个羰基试剂的作用下，这个中间体的负电荷被转移到第二个羰基碳上，形成一个新的负离子中间体。
3. 最后，经过质子化和消除水分子，生成β-羰基酯产物。
四、Claisen缩合反应的影响因素1. 碱催化剂：碱催化剂可以促进反应进行，并且影响反应速率和产物选择性。
2. 温度：温度对反应速率和产物选择性都有影响。
通常，较高温度可以加快反应速率，但也可能导致产生不良产物。
3. 反应物浓度：较高浓度的反应物可以加快反应速率，但也可能导致不良产物的生成。
4. 反应时间：反应时间也会影响反应速率和产物选择性。
通常，较长的反应时间可以增加产量和纯度。
五、Claisen缩合反应在有机合成中的应用1. 制备β-羰基酸酯：Claisen缩合反应是制备β-羰基酸酯的重要方法。
这些化合物在医药、香料和杀虫剂等领域都有广泛的用途。
2. 制备环状化合物：Claisen内酯缩合反应和Dieckmann环化反应是制备环状化合物的常用方法。
这些化合物在药物、农药和天然产物的合成中具有重要作用。
3. 制备α,β-不饱和羰基化合物：通过Claisen缩合反应可以制备出α,β-不饱和羰基化合物，这些化合物在有机光电子学、涂料和高分子材料等领域具有广泛的用途。
克莱森缩合反应
克莱森缩合反应克莱森缩合反应（ClaisenCondensation）是一种经典的有机合成反应（OrganicSynthesis），它是第一个把两个亚烷烃（Alkyne）反应，得到α,β-双键醛（α,β-Diketones）的反应。
这种反应被德国化学家Emil Hermann Fischer发现，并由他命名为克莱森缩合反应（Claisen Condensation）。
克莱森缩合反应是一种多步反应，它包含有催化剂和有机物的反应。
首先，其中一个亚烷烃被活性催化剂（Active Catalyst）如碱性金属离子如铵（Ammonium ion）、钾（Potassium）、钠（Sodium）、锂（Lithium）或碱金属氢氧化物（Alkali Metal Hydroxide）等水解，从而产生羟基腈（Hydroxycyanide），分子中的双键醛（alkene）离子（enolate ion）和碱（base）。
接下来，另一个亚烷烃（alkyne）被双键醛离子（enolate ion）活化，反应方程式如下：R-C≡C-H + RC(=O)OH R-C(=O)H + RC(=O)-C-H产物是α,β-双键醛（α,β-Diketone），可以通过进一步水解得到甲醛（aldehyde）或酮（ketone）。
克莱森缩合反应的应用也很广泛，它可以用于芳香醛的合成，也可以用于酮和醇的合成。
它还被用于合成特殊的有机分子，如吡嗪（pyridine）、吡咯（pyrrole）、氢磺化醚（thiol ether）和吡啶（pyridine）等。
克莱森缩合反应也可以用来合成药物，它可以用来合成百苯多拉丁（Bisoprolol）、等离子体低分子量肝素（Plasmolow Molecular Weight Heparin）、环苯胺（Cycloamine）、环氧乙醇（Cyclooxyethanol）和其他药物。
此外，克莱森缩合反应也可以用于分子间化学，它可以用来合成一些重要的分子，如：1、维生素A（Vitamin A）：这种维生素是一种脂溶性维生素，它可以使眼部正常发育，可以帮助皮肤正常发育，还有维持视力、健康血管和免疫功能等。
Claisen酯缩合反应
反应通式
O
O
R
R' O
+
R
R' O
R'OH3O+
OO
R
O R'
R
+ R'OH
反应机理
• 克莱森缩合反应的核心步骤是一个亲核取代反应，它的具 体步骤如下：
• 1. 一分子羧酸酯在强碱的进攻下失去酰基的一个α-氢原子， 这是一个E2消除反应，并得到碳负离子A。
O R'O- + H α O R'
HR
O-
NaCH2C(O)CH2C(O)CH3+ EtOH
NaCH2C(O)CH2C(O)CH3 + HCl
CH3C(O)CH2C(O)CH3 + NaCl
3.脂肪酸的合成
在酶的催化下，通过克莱森缩合反应不断地将丙二酰辅酶 A中的二碳单元添加到延伸中的碳链上，最终生成脂肪酸。
RCO~SCoA + CH3CO~SCoA
OO
R
α β
O R' + R'O-
HR
OO
R
O R'
O- O
R
O R' + R'OH
R
R
共轭碱
几种特殊的反应
如果酯的α-碳上只有一个氢原子，由于酸性太弱，用乙醇 钠难于形成负离子，需要用较强的碱才能把酯变为负离子。 如异丁酸乙酯在三苯甲基钠作用下，可以进行缩合，而在乙 醇钠作用下则不能发生反应。
2(CH3 )2CHCO2C2H5
RCH2CH2CO~SCoA
注意事项
• 酯缩合反应需用强碱作催化剂。常用碱催化剂有醇 钠、氨基钠、氢化钠和三苯甲基钠。
克莱森缩合反应
应用
3. 1-(4-甲基苯甲酰基)-3.3.3-三氟代丙酮（塞莱昔布中 间体）的合成
Application
应用
4.α，β-二氧代庚酸乙酯的α-位烯醇式(钠盐柠檬酸西 地那非中间体)的合成
Recent Literature 近期文献
General, Robust, and Stereocomplementary Preparation of α,β-Disubstituted α,β-Unsaturated Esters H. Nakatsuji, H. Nishikado, K. Ueno, Y. Tanabe, Org. Lett., 2009, 11, 4258-4261.
O O ( 1 ) E t O N a ， E t O H O O
C H 3 C O E t + C H 3 C C H 3( 2 ) H C l
C H 3 C C H 2 C C H 3 + N a C l
Application
应用
2.α-乙酰基 -γ-丁内酯（维生素B1中间体）的乙酰化法合成
Application
类型
迪克曼环化反应 二元酸酯若分子中的酯基被四个以上的碳原子隔开时，就发 生分子内酯缩合反应，形成五元环或更大环的酯。
克莱森缩合反应
实验装置图
实验操作：
于100 mL圆底烧瓶中放 入金属钠2.0 g以及10 mL的二甲苯。 放入磁力搅拌子，置于带搅 拌的电热帽中，再装上球形冷凝回流管以及装有无水氯化钙的干 燥管。 加热，直到金属钠熔融为钠珠，停止加热，打开搅拌开关， 将搅拌子转动速度调到快速位置，熔融的金 属钠被打制成为小液 珠，随着烧瓶慢慢冷却，金属钠液珠冷却形成颗粒细小的钠砂。 停止搅拌，钠砂沉降，倾出二甲苯。 向圆底烧瓶中加入25 mL 乙酸乙酯，加热回流，保持微沸，反应缓慢地进行，直至钠砂完 全消失后继续 反应20 min。 为使反应进行得更为顺利，可以启动 搅拌子。此时得到棕红色的溶液或黄色沉淀。 停止加热，并冷至 室温后，缓慢滴加50 %醋酸，使呈弱酸行。 加入食盐饱和，分 液。
原理：
含有α-氢的酯在醇钠等碱性缩合剂作用下发生缩合作用，失去一分子醇得到β-酮酸酯。 如2分子乙酸乙酯在金属钠和少量乙醇作用下发生缩合得到乙酰乙酸乙酯。
制备乙酰乙酸乙酯 实验仪器：
电热帽，磁力搅拌器，100 mL圆底烧瓶，球形冷 凝回流管，干燥管，磁子。
实验试剂：
金属钠，乙酸乙酯，二甲苯，50 %醋酸，5 %碳 酸氢钠，无水硫酸镁。
改进之处：
通过磁力搅拌器在搅拌促进的钠砂制备中，搅拌器的转速和磁子搅拌中 产生的力矩对钠砂的粒度和 均匀性有很大的影响 对比常规震摇方法。通过对乙酰乙酸乙酯合成实验的钠砂制备方法的改进，针对 性地解决常规震摇 制备钠砂中存在的问题。改进的操 作方法，不仅可以顺利地制取钠砂，同时有助于安全便捷地完成 实验，无疑能有效提高该实验课的教学效果。
水相用20 mL乙酸乙酯萃取一次，合并有机相。并用20 mL 5 %碳酸氢钠洗涤两次，用无水硫酸钠干燥有 机相，
缩合反应
第15章 缩合反应概述在前面的章节内容中，已经讨论过一些缩合反应，如羟醛缩合反应，酮的α－烷基化反应等。
本章将继续讨论羰基化合物的缩合反应。
在亲核加成和酰基化合物的亲核加成－消除反应中，羰基表现为亲电试剂接受进攻试剂的电子，而在羰基化合物的α－取代反应中，羰基化合物通过转变为烯醇负离子扮演亲核试剂的角色，因此，在本章中主要讨论以下两种类型的反应。
15.1.1 Claisen酯缩合乙酸乙酯的α-氢原子酸性是很弱的(pKa ～24.5)，而乙醇钠相对而言是一个较弱的碱(乙醇，pKa ～15.9)，因此，可以想到乙酸乙酯形成的负离子在平衡体系中是很少的。
这也就是说，用乙氧负离子把乙酸乙酯变为 -CH2COOC2H5 是很困难的，但为什么这个反应会进行得如此完全呢？其原因就是最后产物乙酰乙酸乙酯是一个相对比较强的酸，形成较稳定的负离子，可以使平衡朝产物方向移动。
体系中乙酸乙酯负离子浓度虽然很低，但一形成后，就不断地反应，结果使反应完成，这个反应的平衡体系的彼此关系如下式所示：反应(4)是关键的一步，假若乙酰乙酸乙酯是一个很弱的酸，乙氧负离子不能从它夺去质子，其结果随着乙酰乙酸乙酯浓度的增加，反应(4)就不能朝右方进行，而促使反应朝逆方向进行，因此就得不到产物。
但事实上，乙酰乙酸乙酯是一个较强的酸，可以形成稳定的负离子，同时还产生更弱的“酸”——乙醇，这都有利于反应朝产物方向进行，在反应中产生的乙醇，不断地蒸出，更迫使反应朝右方进行，可以得到产率更高的产物。
如单独考虑每一个反应的平衡方向，反应(1)的箭头应写为，反应(2)及(3)取决于(1)，所以也是逆向的，而反应(4)则应写为是顺向的。
在进行这类反应时，首先必须选择一个强度适当的碱，以便在平衡体系中，能产生足够浓度的碳负离子，其次要考虑的是在反应中使用的溶剂。
假若溶剂的酸性比原来化合物强得多的话，那时就不能产生很多的碳负离子，因为溶剂的质子被碱性很强的碳负离子夺去了，变为原来的化合物。
claisen酯缩合条件
claisen酯缩合条件克莱森（酯）缩合反应是含有α-活泼氢的酯类在醇钠、三苯甲基钠等碱性试剂的作用下，发生缩合反应形成β-酮酸酯类化合物。
反应可在不同的酯之间进行，称为交叉酯缩合；也可将本反应用于二元羧酸酯的分子内环化反应，这时反应又称为迪克曼反应(Dieckmann reaction)。
反应条件是α碳上有氢原子的酯发生反应。
克莱森（酯）缩合反应是一种有机化学反应，通常在碱催化下进行，涉及两个或多个酯分子之间的缩合。
这种反应条件温和，操作简便，因此在实际合成中得到了广泛应用。
在克莱森缩合反应中，酯分子中的α-碳原子上的氢原子被亲核试剂（如醇钠、三苯甲基钠等）所取代，形成新的碳-碳键。
这种反应可以用于合成具有特定结构的化合物，例如β-酮酸酯类化合物，具有广泛的生物活性和药理作用。
此外，克莱森缩合反应还可应用于其他类型的合成反应中，如交叉酯缩合和分子内环化反应等。
这些反应条件下的克莱森缩合反应具有较高的选择性，能够生成结构特定的化合物，因此在有机化学、药物合成和材料科学等领域中具有重要的应用价值。
在克莱森（酯）缩合反应中，反应条件的选择对于生成目标产物至关重要。
通常，强碱如醇钠或三苯甲基钠等被用作催化剂。
这些碱试剂能够有效地与酯分子中的羰基发生反应，形成负碳离子，进一步与另一分子酯的羰基发生亲核加成反应。
在反应过程中，α-碳原子上的氢原子被取代，形成新的碳-碳键。
除了催化剂的选择外，反应温度、溶剂和反应时间也是影响克莱森（酯）缩合反应的重要因素。
通常，反应在温和的条件下进行，如室温或稍微加热的条件下。
选择适当的溶剂对于反应的进行也是至关重要的，通常会选择非极性或极性较低的溶剂，如乙醚、苯或四氢呋喃等。
反应时间则根据具体情况而定，通常需要数小时或更长时间才能完成。
此外，克莱森（酯）缩合反应在实际应用中还有一些技巧和注意事项。
例如，在反应过程中保持干燥、避免水分的侵入以及使用纯度较高的试剂等。
这些细节的处理能够确保反应的顺利进行并提高产物的纯度和收率。
乙酰乙酸乙酯的制备
乙酰乙酸乙酯的制备【实验目的】1.了解通过Claisen 缩合反应由乙酸乙酯制备“三乙”的基本原理和方法。
2.了解和掌握蒸馏装置的原理和作用。
【实验原理】含α - 活泼氢的酯在碱性催化剂存在下，能与另一分子酯发生 Claisen 酯缩合反应，生成β - 羰基酸酯。
乙酰乙酸乙酯就是通过这一反应制备的。
当用金属钠作缩合试剂时，真正的催化剂是钠与乙酸乙酯中残留的少量乙醇作用产生的乙醇钠。
一旦反应开始,乙醇就可以不断生成并和金属钠继续作用产生乙醇钠。
反应式：2CH 3CO 2C 2H 5 Na +[CH 3COCH 2 CO 2C 2H 5]-CH 3COCH 2 CO 2C 2H 5 + NaOAcCH 3COC 2H 5O+OC 2H5CH 22H 5O +C 2H 5OH322H 5O CH 3C OC2H 5CH 22H 5O CH 3COCHCOOC 2H 5 Na 3CH 3COCH 2COOC 2H 5 + CH 3COONa由上述反应机理看出，反应要求：1.仪器、药品均需干燥，严格无水。
2.第一步反应中C2H5O-的多少由钠决定，故整个反应以钠为基准。
3. 由于乙酰乙酸乙酯分子中亚甲基上的氢比乙醇的酸性强的多（p Ka =10.65）,所以脱醇反应后生成的是乙酰乙酸乙酯的钠盐形式。
最后必须用酸（如醋酸）酸化，才能使乙酰乙酸乙酯游离出来。
【实验装置图】【实验的准备】仪器：圆底烧瓶，冷凝管，干燥管，蒸馏头，分液漏斗，接液管，温度计，量筒，电热套等药品：金属钠 0.5g(0.022mol)、乙酸乙酯5g (5.5mL, 0.057mol) 、二甲苯2.5mL、醋酸、饱和NaCl溶液、无水硫酸钠【操作步骤】1．安装回流反应装置2.制钠珠在干燥的 25mL 圆底烧瓶中加入 0.5g 金属钠和 2.5mL 二甲苯，装上冷凝管，加热使钠熔融。
拆去冷凝管，用磨口玻塞塞紧圆底烧瓶，用力振摇得细粒状钠珠。
3.缩合和酸化稍经放置钠珠沉于瓶底，将二甲苯倒入指定回收瓶中。
克莱森Claisen酯缩合反应实例注意
三、命名
1、俗名：
CHOOH 蚁酸
HOOCCOOH草酸
CH3COOH醋酸
HOOC C H C COOH 富马酸 H
HOOCCH 琥珀酸 2CH2COOH
HOOC C H 马来酸 C H COOH
2、IUPAC法
a．含羧基的最长碳链。 b．编号。从羧基C原子开始编号。（用阿拉伯数字或希腊字母）
4 3 2 1 CH3CHCHCH2COOH 5
C O Cl
HCOOH CH3COOH CH3CH2COOH PKa 3.76 4.76 4.78
Me3CCOOH 4.86
Me2CHCOOH 5.03
Cl 3CCOOH 〉Cl2CHCOOH 〉ClCH CH3COOH 2COOH 〉 PKa 0.64 1.30 2.86 4.76
+I效应使羧酸酸性减弱，-I效应使羧酸酸性增强。
Me COOH COOH Me
9个碳羧酸（奇数）
8个碳羧酸（偶数）
3.溶解性：短链羧酸能溶于水，随着烃基的增大溶解度（ 水中）减小。 4.气味：甲、乙、丙酸有较强的刺鼻气味，水溶液有酸味。 4-9碳原子酸有难闻的酸臭味。 高级脂肪酸无气味，挥发性很低。
5．比重：一元羧酸：甲酸、乙酸比重大于1； 其它羧酸的比重小于1。 二元羧酸、芳香羧酸的比重大于1。 6. 状态： 十个碳原子以下的饱和一元酸是液体。 高级脂肪酸是蜡状固体。 二元脂肪酸和芳香酸都是结晶固体。
[目的要求]：
1、掌握羧酸的命名。 2、了解羧酸的物理性质和光谱性质； 3、掌握羧酸的结构和化学性质； 4、掌握羧酸的制备，了解羧酸的来源； 5、掌握二元羧酸和取代酸的化学性质； 6、了解一些重要的一元羧酸、二元羧酸和取代酸； 7、理解酸碱理论在有机化学中的应用; 8、掌握羧酸衍生物的分类和命名； 9、了解羧酸衍生物的光谱性质； 10、掌握羧酸衍生物化学性质的共性与特性； 11、掌握酯的水解历程，了解其氨解、醇解历程； 12、了解一些重要的碳酸衍生物的用途；