第14章取代反应和缩合反应1

一、a - 氢酸性与烯醇、烯醇负离子形成
3、 Keto－Enol Tautomerism (互变异构)
中性条件下，羰基化合物存在酮式和烯醇式互变
——体现了a-H的活性
一、a - 氢酸性与烯醇、烯醇负离子形成
3、 Keto－Enol Tautomerism (互变异构)
酸和碱均可催化这一互变异构平衡的达到 ——碱性条件下，碱夺取a -H形成烯醇负离子
O C C H
BH2
C
O C
C 烯醇负离子
O C
烯醇负离子由于羰基的共轭作用得以稳定
羰基化合物的结构与反应特征
——烯醇中的C-C双键接受亲电试剂进攻，发生a –卤代反应； 醛酮、羧酸和酰卤可以发生该反应 ——烯醇负离子作为亲核试剂，进攻卤代烃的缺电子碳，则 发生亲核取代反应；进攻羰基碳则发生亲核加成反应；
一、a - 氢酸性与烯醇、烯醇负离子形成
3、 Keto－Enol Tautomerism (互变异构)
酸催化条件下，羰基氧首先质子化，吸电子作用进一 步增强，然后脱去a –H形成烯醇
一、a - 氢酸性与烯醇、烯醇负离子形成
例题与习题 指出下列每一对化合物，哪一对是互变异 构体，哪一对是共振极限式。如果是互变 异构体，请表示出平衡有利于哪一方？
Y C N
R1 R2
C O
Ph3P CR1R2
C C
C O Y
Nu
C O Nu
+
Y
羰基化合物的结构与反应特征
羰基化合物的结构特征之二： ——羰基C=O的吸电子作用使得a-H具有明显 的酸性，在碱性条件下可以离解，生成烯醇 负离子，从而成为亲核试剂，进攻羰基碳或 卤代烃，发生亲核加成反应、亲核取代反应。
O
OH O C C C
- H2O
O C C C
C
C
O
加成-缩合
O
共轭加成
-羟基酮
a, -不饱和酮
Aldol-缩合 Michael 加成
O 1, 5-二羰基化合物 Robinson成环
本章主要内容
一、a - 氢的酸性与烯醇、烯醇负离子的形成
二、 a-卤代反应
三、 Aldol加成和Aldol缩合
一、a - 氢酸性与烯醇、烯醇负离子形成
2、Formation of Enolate 酸性条件下将形成烯醇，而不是烯醇负离子
O CH3 O CH3
B
O CH3 H
O CH3
OH CH3
动力学控制产物
热力学控制产物
强碱有利于形成动力学控制的少取代烯醇负离子。 酸性条件则有利于形成热力学控制的多取代烯醇 弱碱条件下，影响因素会更多，选择性不高。
第十四章
Reaction at the a - Carbon of Carbonyl Compounds
羰基α–取代反应和缩合反应
羰基化合物的结构与反应特征
羰基化合物的结构特征之一： ——羰基C=O，可以接受亲核试剂的进攻，发 生亲核加成反应、亲核取代反应。

C O

Nu E
C OE Nu
C O
H2NY
O C O C
R- C l
C
C 烯醇负离子
亲核取代 O C 亲核加成
C R
O C
烷基化反应
OH O C C C
Aldol-反应 羟醛反应
X-X
亲电取代
-羟基酮
O C C X
a卤代反应
羰基化合物的结构与反应特征
——烯醇负离子作为亲核试剂，发生亲核加成的产 物可以脱水缩合形成a, -不饱和羰基化合物；烯醇 负离子还可以与a, -不饱和羰基化合物反应生成1, 5-二羰基化合物。 1, 5-二羰基化合物进一步发生分 子内缩合就形成环状结构。
1. Aldol addition and aldol condensation
O RCHCR O RCH2CR an electrophile
a nucleophile
-hydroxyaldehyde Aldol addition -hydroxyketone
Aldol condensation
Aldol condensation
三、Aldol加成和Aldol缩合
1. Aldol addition and aldol condensation
Mechanism for the aldol addtion
三、Aldol加成和Aldol缩合
1. Aldol addition and aldol condensation
COOH SOCl2
COCl
EtOH
COOEt
(CH3)2CHCH2COOH
PBr3
(CH3)2CHCH2COBr
EtOH
(CH3)2CHCH2COOEt
(CH3)CHCH2COOH
(CH3)CHCHCOOH Br P(cat.)
Br2
EtOH H+
(CH3)CHCHCOOEt Br
三、Aldol加成和Aldol缩合
LDA
O
LDA THF -78 C
o
OLi +
OLi 99:1
动力学控制产物 热力学控制产物
O OLi + OLi 80:20
LDA THF -78oC
—— low temperature, give kinetic enolate —— high temperature, give thermodynamic enolate
二、a – 卤代反应
（1）Aldehyde and ketone二、a Nhomakorabea– 卤代反应
（1）Aldehyde and ketone 碱催化机理：
O H H3C C CH2
Ⅰ
OH
慢
O H3C C CH3
O H3C C CH2
X-X
O H3C C CH2X
Ⅱ
-X
比较I和II，由于卤素的吸电子作用，II中连卤素碳上氢 的酸性增强，更容易形成烯醇负离子，反应难以停留 在一卤代阶段，将进一步发生多卤代反应。 如果原料是甲基酮，则将发生进一步反应，并断键生成 卤仿。
O (1) CH3CCH2CH3
O O
OH CH2=CCH2CH3
OH O
OH CH3C=CHCH3
(2) CH3CCH2COC2H5 OH O
CH2=CCH2COC2H5 O OH
CH3C=CHCOC2H5
CH3CCH=COC2H5
一、a - 氢酸性与烯醇、烯醇负离子形成
4、烯醇硅醚的形成 LDA作用下形成的负离子与三甲基氯硅烷反 应生成烯醇硅醚
(1) CH3CH2CH2CHO CH3CH2CH=CHOH
(2) CH3CH2CHCH=CH2
CH3CH2CH=CHCH2
(3) CH3CH2CH2N
O O
CH3CH2CH=N
OH O
酮式
(4) O
烯醇式
OH
一、a - 氢酸性与烯醇、烯醇负离子形成
例题与习题 预测下列每组化合物，哪一个烯醇负 离子是主要的（动力学控制产物）
二、a – 卤代反应
（1）Aldehyde and ketone
O H OH H3C C CH2X Ⅱ O H3C C CHX2 Ⅲ O H3C C CX3 Ⅳ
OH OH
O H3C C CH2X
O H3C C CH2
X-X -X
O H3C C CX2
O H3C C CX2
X-X -X
O H3C C CX3 OH + CHX3
Br2 ( excess) NaOH Br2 ( 2 mol ) NaOH
(CH3)3CCOOH + O Br Br
CHBr3
CH2CH3
(2) 羧酸及酰卤 Hell-Volhard-Zelinski reaction (HVZ reaction)
二、a – 卤代反应
二、a – 卤代反应
例题与习题 完成下列反应
O (1) CH3CCH2CH3 CH3 (2) RONa O RONa O-Na+ CH2=CCH2CH3 CH3 O Na
+
O-Na+ CH3C=CHCH3 CH3 RONa O-Na+
一、a - 氢酸性与烯醇、烯醇负离子形成
例题与习题 预测下列每组化合物中，哪一个烯醇结构 较稳定，即为热力学控制烯醇？
例题与习题 请写出下列反应的产物
O
OH CHO
-
CHO
CHO
H OH
OHCHO
OH
CHO
CHO
CHO
+
O H3CC
EtONa 20 C
0
CH CHCO
三、Aldol加成和Aldol缩合
2. The mixed aldol addition
When one of the aldehyde or ketone has no a-H, and with one excess starting material, one product could be mainly obtained.
O H C C H LDA C O C C 烯醇负离子 (CH3)3SiCl OSi(CH3)3 C O C
C
二、a – 卤代反应
烯醇或烯醇负离子具有C-C双键，可以接受亲电试剂进 攻，发生亲电取代反应。酸碱催化机理有所不同。
二、a – 卤代反应
（1）Aldehyde and ketone 酸催化下 —— 得一卤代物。 —— 反应性：RCOCHR2 > RCOCH2R > RCOCH3 碱催化下 —— 得多卤代物 —— RCOCH3 and RCH(OH)CH3发生卤仿反应 —— 反应性： RCOCH3 > RCOCH2R > RCOCHR2