有机化学第十五章缩合反应

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【基础有机化学】第15章碳负离子缩合反应

Na2CO3
O -H2O
OH O
2 醛和酮的交叉缩合两种不同的醛、酮之间发生的羟醛缩合反应称为交叉的羟醛缩合反应。
有两种情况（1）一种醛或酮有-H，另一种醛或酮无-H。（2）两种醛酮都有-H。（在定向缩合反应中讨论。）
HCHO +
K2CO3 (CH3)2CHCH2CHO
(CH3)2CHCHCHO
R CH -CO 2
O C CH3
α烃基化反应时宜采用伯卤代烃。因叔卤烃在碱性条件下易发生消除反应，仲卤烃也因伴随有消除反应而产率低，芳卤代烃则由于很不活泼而难反应。
• 在合成中常利用乙酰乙酸乙酯的酮式分解制备
甲基酮：
O
O
OO
(1)C2H5ONa
H
H3C C
CH2
C OC2H5 (2)n-C4H9Br
OH C CH(R) 烯醇式
O H-B C CH(R)
OH C CH(R) 烯醇式
缩合反应
15.3 缩合反应简述将分子间或分子内不相连的两个碳原子连接起来的反应通称为缩合反应
无机酸、碱、盐或醇钠、醇钾是常用的缩合剂缩合往往需要经过加成、消除、取代等过程。
15.4、羟醛缩合反应
（1）定义：有-H的醛或酮在酸或碱的作用下，缩合生成-
O
O
O
O
OO
C2H5ONa H3C C CH2 C OC2H5
H3C C CH
C OC2H5 R-X
H H3C C C
C OC2H5
R
O
(1)OH /H2O
(2)H+/ -CO2 R CH2 C CH3
R
C2H5ONa R-X
OR O

兰州大学化学化工学院有机化学课件第15章羧酸衍生物酰基的亲核取代和酯缩合反应

NH O
KOH 酸碱反应
N -K+ + H2O O
丁二酰亚胺
丁二酰亚胺钾盐
15.6 羧酸衍生物与有机金属化合物的反应
O RCW + R'MgX OMgX
R'MgX
OMgX R C W R' OH
H2O -WM gX
O RCR'
R C R' R'
R C R' R'
例1:
MgX + CH3O O O O H2O
CH3COCCH3 + HCOH
O O CH3COCCH3
O 2C6H5COH
O O O C6H5COCC6H5 + 2 CH3COH
15.5 羧酸衍生物的氨解反应
O CH3CW + NH3 O CH3CNH2 + HW
(1) 反应只能碱催化，不能酸催化。 (2) 3o胺不能发生氨解反应。
O O CH3CCl + (C2H5)3N O CH3CN(C2H5)3ClROH
+
OH C(CH3)3
CH3C O18
CH3CO18OH + (CH3)3C+
H2O
(CH3)3COH + H
+
(CH3)C 3COH2
+
关键中间体
通过同位素跟踪可以证明上述反应机制
6. AAc1酸性水解
具体实例:
CH3 H3C O C OCH3 + H+ CH3 H3C CH3 O C OH + CH3OH CH3
3. 酸性水解（AAc2）
O CH3CO C2H5 + H2O

有机反应反应机理缩合反应PPT课件

O CH3CCH3
Ba(OH)2
OHO (CH3)2CCH2CCH 3
O
-H2O
(CH3)2C=CHCC3H
第4页/共21页
碱催化下的反应机理
CH3CH=O
-B：烯醇化
CH2CH=O
CH3CH=O 亲核加成
O- O CH3CHC2H CH H2O
酸碱反应
OH O CH3CHC2HCH
-H2O
CH3CH=CHCHO
R'
R'
取代的氨甲基
具有活泼氢的化合物、甲醛、胺同时缩合，活泼氢被氨甲基或取代氨甲基取代的反应，称为曼尼期 (Mannich, C.)反应，生成的产物称为曼氏碱。
第11页/共21页
反应机理
R
H +
C2H =O
N
C2H =OR H '
HR N
R'
H+转移
-2 C OH H
H
R N
-C 2-O H2H-H 2O
醛、酮与α-卤代酸酯在强碱(RONa, NaNH2, (CH3)3COK)催化作用下互相作用，生成α,β-环氧酸酯的反应称为达参(Darzen, G.)反应。
C=B O * 2 C r 2 E C O + N o t r H R O - 2 aN C βC α H C H 2 E O t O
α,β-环氧酸酯
第13页/共21页
反应机理
(C3C O H 2C ) 2 H Et-(O C3C O H 2C ) H C2H =CH-CH=O O
(C3H C2)CH-C 2-C HH=C-H-O EtO(H C 3 O C H 2 C ) H 2 --C CH H=互 C 变异构 H-OH

有机合成——缩合反应(1)

R2 R1CHO + H
R3 (E) OM R2
R2 H R3 R1 H OH R1 R3 (次) R2 R1 H H R3 R2 O O M H (主) O (苏型) R2 O O M R
3
R1 O O H H OH R
1
M
(次) O (赤型) R R3 (主)
2
anti
syn
R2 H O O R R3
O C O H + OH O C
慢
O CH2 快 OH C + H O C O C H + OH H
CH3
CH CH2 + H2O 快
H
CH3
CH3
CH CH2 O CH
H2O
CH3CH CH2
对于活性醛，反应温度较高或催化剂的碱性较强，有利于进行消除脱水得α, β-不饱和醛
OH
NaOH 25℃
o
H3 C CHCH2CH H 3C CHCOCH3
(2)定向醛醇缩合 (Directed aldol condensation)
为克服醛酮间缩合时易发生醛自身缩合，人们应用封闭基团，首先与醛或酮作用，以保证定向缩合。 a、烯醇盐法：先将某一种醛、酮与具位阻的碱(如LDA，二异丙胺锂)作用，生成所谓动力学烯醇盐，再与另一分子的醛、酮反应，实现区域或立体选择性的缩合。
1
M
H R1CHO + R
3
(Z) OM
b、烯醇硅醚法：将其中一种醛、酮(与如卤代三烷基硅烷反应)转变成烯醇硅醚，在Lewis酸(如TiCl4) 催化下(促硅醚断裂)与另一分子醛、酮缩合。
R
1
OSi(CH3)3
3

有机化学第十五章含氮有机物

NO2 NaHS NO2 CH3OH， NO2 NH2
OH O2N NO2 Na2S C2H5OH， NO2 O2N
OH NH2
NO2
在碱性介质中还原时，硝基苯被还原成两分子缩合的产物。
O 葡萄糖，NaOH
NO2 2
N
N
100 ℃
氧化偶氮苯
Zn(2mol)，NaOH CH3OH
N N 偶氮苯
Zn(3mol)，NaOH CH3OH
LiAlH4,醚
工业上常采用高级脂肪酸经腈催化加氢的方法高级脂肪伯胺。
C15H31COOH
H2，Ni
NH3， —H2O
O C15H31C NH2
—H2O
C15H31C
N
C15H31CH2NH2
H2O
3. 醛和酮的还原氨化
R (R') H C =O + NH3 R"NH2 C =NH (R') H NR" R
N H
N H
氢化偶氮苯
在化工生产中，常用Cu、Ni或Pt等催化剂，采用催化加氢的方法，还原硝基化合物。实验室中也可采用类似的方法。
NO2
H2，Cu，约300 ℃ 约95%
NH2
NHCOCH3 NO2
H2，Pt 醇
NHCOCH3 NH2
（二）芳环上的亲电取代反应
NO2 Br2 Fe，140 ℃ NO2 发烟HNO3，浓H2SO4 95 ℃ NO2 发烟H2SO4 110 ℃ SO3H NO2 Br NO2
[R4N]+XR3N + RX
季铵盐与强碱作用，可以得到季铵碱。
[R4N] X + KOH
2[(CH3)4N]+I- + Ag2O H2O

有机化学：第十五章 - 重排反应

5、弗里斯（Fries）重排--分子间重排
酚酯催化加热，酰基迁移到邻位或对位
O
O C CH3 AlCL3
OH COCH3
OH
heat
COCH3
25oC H3COC
OH
OOCCH3
H3C
H3C
165oC H3C
COCH3
OH
O OCR
+ AlCl3
AlCl3 O COR
Cl3Al O
+R C O
Cl3Al O
C6H5 > (CH3)3C >(CH3)2CH >C2H5 >CH3
H3CO
CC OH OH
H+
OCH3
1,2-二苯基-1,2-二(对甲氧基苯基)乙二醇
CC O
OCH3
OCH3
主要产物
分析
C6H5
C6H5 C6H5 C1 C2 CH3
OH OH
形成C+离子稳定性C1>C2 C2上取代基迁移苯基>甲基
O
(C6H5)3C C CH3
分析
H3C
CH3
CH CH3
H3C
C 1
C
2
CH2 CH3
OH OH
• 形成C+离子稳定性C1>C2 • C2上取代基迁移乙基>甲基
H3C
CH3
CH CH3
H3C C C O
C2H5
HO OH
(d)
R 羟基位于脂环上的连乙二醇
R
OH Ph
Ph
O Ph Ph
2、蒂芬欧-捷姆扬诺夫(Tiffeneau-Demjanov)重排
质子化

药物合成反应

四.缩合反应定义：两个及两个以上有机化合物通过反应形成一个新的较大分子或同一分子内部发生分子内的反应形成新分子的反应称为缩合反应。

Aldol：定义：在稀酸或稀碱催化下(通常为稀碱)，一分子醛(或酮)的氢原子加到另一分子醛(或酮)的羰基氧原子上，其余部分加到羰基碳上，生成 -羟基醛(或酮)，这个增长碳链的反应称为α-羟烷基化反应。

但该类化合物不稳定，易消除脱水生成α，β-不饱和醛酮，又称Aldol缩合反应。

Aldol特点：酮：活性小于醛，反应速度慢。

1. 对称酮产物较单纯。

2. 不对称酮的自身缩合，在碱性或酸性催化下，反应都发生在取代较少的羰基碳原子上。

羟醛缩合催化剂碱：弱碱（如Na3PO4、NaOAc、Na2CO3、K2CO3、NaHCO3），强碱（如NaOH、KOH、NaOEt、NaH、NaNH2）酸：盐酸、硫酸、对甲苯磺酸、三氟化硼以及阳离子交换树脂等Cannizzaro反应（歧化反应）定义：凡α位碳原子上无活泼氢的醛类和浓NaOH或KOH水或醇溶液作用时，不发生醇醛缩合或树脂化作用而起歧化反应生成与醛相当的酸(成盐)及醇的混合物。

此反应的特征是醛自身同时发生氧化及还原作用，一分子被氧化成酸的盐，另一分子被还原成醇。

甲醛的羟甲基化反应和交叉Cannizzaro反应能同时发生，是制备多羟基化合物的有效方法。

定向醇醛(酮)缩合方法：A.烯醇盐法：醛或酮与具位阻的碱如LDA(二异丙胺锂)作用，形成烯醇盐再与另一分子醛或酮作用，B.烯醇硅醚法：醛、酮转变成烯醇硅醚，在TiCl4催化下与另一分子醛、酮分子作用。

C. 醛、酮与胺形成亚胺，与LDA形成亚胺锂盐，再与另一分子醛、酮作用。

Diels-Alder反应含有一个活泼的双键或叁键的烯或炔类和二烯或多烯共轭体系发生1,4-加成，形成六员环状化合物的反应称为Diels-Alder反应。

该反应易进行且反应速度快，应用范围广，是合成环状化合物的一个非常重要的方法。

有机化学基础知识点酮的反应类型

有机化学基础知识点酮的反应类型酮是有机化合物中常见的一类功能团，它的结构特点是在碳链上有一个C=O键和两个碳基团。

酮的反应类型主要包括氧化还原反应、加成反应、缩合反应等。

下面将分别介绍酮的这些反应类型。

一、氧化还原反应1. 酮的氧化：酮可以被氧化为酸或酮酸。

常见的氧化试剂有酸性过氧化物、氧气等。

具体反应如下：R₁-CO-R₂ + [O] → R₁-COOH 或 R₁-COOR₂2. 酮的还原：酮可以被还原为醇。

常见的还原试剂有氢气和催化剂、还原金属等。

具体反应如下：R₁-CO-R₂ + 2H₂→ R₁-CH(OH)-R₂二、加成反应1. 羰基加成：酮中的碳链上的C=O键可以与亲核试剂发生加成反应。

常见的亲核试剂有水、胺、醇等。

具体反应如下：R₁-CO-R₂ + Nu-H → R₁-C(Nu)-R₂ + H₂O2. 异丙醇加成：酮中的羰基碳可以与异丙醇发生加成反应，生成半缩醛。

具体反应如下：R₁-CO-R₂ + (CH₃)₂CHOH → R₁-C(CHOH)-R₂ + (CH₃)₂CO三、缩合反应1. 羧酸缩合：酮与羧酸在碱性条件下缩合生成β-酮酸。

具体反应如下：R₁-CO-R₂ + R₃-COOH → R₁-CO-CH₂-COOR₃ + H₂O2. 羟酮缩合：两个酮分子在碱性条件下发生缩合反应，生成α,β-不饱和酮。

具体反应如下：R₁-CO-R₂ + R₃-CO-R₄ → R₁-CO-CH₂-CO-R₄ + R₃-CO-H总结：酮是有机化合物中常见的一类功能团，其反应类型主要包括氧化还原反应、加成反应和缩合反应。

其中，氧化还原反应涉及酮的氧化和还原，加成反应主要是指酮的羰基加成和异丙醇加成，而缩合反应包括酮的羧酸缩合和羟酮缩合等。

这些反应类型是有机化学中酮类化合物重要的化学转化过程，对深入理解有机化学的基础知识具有重要意义。

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AH+B CH+B
A +B H C +B H
O
H3C CH3 + CH3CH2O pKa 20 O
H3C CH2 + CH3CH2O pKa 11 COOC2H5
O
RC CH2 + CH3CH2OH
K<1
pKa 15.9
O
RC CH + CH3CH2OH
K>1
COOC2H5 pKa 15
12
15．1、Mannich Reaction-I
2) H +
1OH
2
C HCR +
Nu
1,2-addition
1OH 4H RHC C CR
Nu (enol)
O
4
RHC C H2C
Nu (k
1,4-addition (conjugate additio
Micheal reaction: 亲核的碳负离子对亲电的共轭体系进行共轭加成
B: A CH2 R
CH3CO2H
4.7
CH2(CN)CO2C2H5 9
CH2(COCH3)2
9
CH3NO2
10.3
CH3COCH2CO2C2H5 11
CH2(CO2C2H5)2
13
HOH
15.7
C2H5OH
15.9
CH3COCH3
20
CH3SO2CH3
~23
CH3CO2C2H5
~24
H3C C N
25
35
11
酸碱平衡
• for his investigations on plant products of
biological importance, especially the alkaloids.
Robinson托品酮合法成（仿生合成，1904）;
Robinson环合
O
O
+
O
O
O
O CH C H+ CH3NH2
OH
R' C C CH2NR2'' or base R' C C CH2+HNR'
CH3I R'
O H2
Base
C
C
CH2NR2'' I- CH3
or heating
R'
OH C C CH2+CH3N
18
15.2、The Michael reaction
RHC
4
1
O
C HCR
32
1) Nu -; RHC
9
一些稳定化的碳负离子
HO CC
HR
HO CN
HO
HO C SR
HO
R2C PR'3
HO CC
HR
HO CN
HO
HO CC
H OR
H CCN
H
HO CC
H OR
H CCN
H
HO C SR
HO
HO CSR
HO
R2C PR'3 R2C SR'2 R2C SR'2 10
The pKa of some acids
酯、硝基化合物、末端炔，酚的邻、对位，吲哚的3-位等。 • 醛：甲醛，其它醛; 胺：仲胺，伯胺 • 预制的亚胺鎓: [(CH3)2N=CH2]+, I• 条件：H2O，EtOH，或HOAc中，加HCl；或胺HCl盐。 • 非对称酮得到混合物
15
1947:Sir Robert
Robinson Oxford University UK
BrMg CH3 + C O a Nucleophile an Electrophile
H3C CH3 + MgBr + H3C C O + MgBr
R-X + Mg:
R: MgX
8
稳定化碳负离子的亲核反应
I
C H B:
A 去质子化
C: + H3C I A
C: + A
CO
C CH3 A
C CO A
含 -H的酮或其它容易烯醇化的羰基化合物
与醛（甲醛）及仲胺反应产生-胺基酮的反应。
O
O
H+
OH
R
C
+ CH2R' H
C
+ H
HNR''2
水或醇
R'
C C CH2 R
NR
a Mannich base
13
The Mannich Reaction: Mechanism
O
H+
OH
R C CH2R' R' C CH
+ H2C
OH
_ H2O
C
1N CH
OH
C COOH H
O
COOH O H
2
1，4-丁二醛
3-氧代戊二酸
H3C N _
H2O
COOH
H3C N - 2 CO2
HOOC O
tropinone
O
17
15．1、Mannich反应-IV
Mannich碱的用途（2）: 作为 ,-不饱和酮的前体
O H2
distilation
A CH R
A'
R
CH C C
A
A'
R
HB H C C C H A, A' = CHO, COR, COOR,
A
A'
NO2, CN, SO2Ph
19
Some Common Micheal Donors and Acceptor
Micheal Donors (给体)
第十五章缩合反应 Condensation Reactions
• 亲核试剂与亲电试剂的反应：
Nu':- + El'+
Nu－El + A
• 碳亲核试剂与碳亲电试剂的反应;
• 形成 C-C 键、
• 脱去一个小分子。
4
Carbon-Carbon bond Formation
C+ C
亲核体 Nucleophiles
O + H3C C Cl a Nucleophile
AlCl3
O
C CH3 + HCl
O H3C C Cl AlCl3
H3C C O H3C C O
+ AlCl4 an Electrophile
7
Grignard Reactions (R: +MgX)
CH3 +H3C I a Nucleophile an Electrophile
1，O4-丁二醛
+
COOH
O
_ 2H2 O
COOH - 2 CO2
3-氧代戊二酸
N tropinone
O
16
15．1、Mannich反应-III
应用：1、各种Mannich碱，包括环状化合物的合成。
Robinson托品酮合法成（仿生合成，1904）。
H COOH
O
2
CH 1
COOH HC
C
H
+ H2N CH3
an enole R
OH
R' C C CH2 N R
a -aminoketo a Mannich ba
H+ O HNR''2H C H
H+
+ H+
HO NR''2 -H2O C
H2
H2C NR2' an iminium
14
15．1、Mannich反应-II
• 适应范围： • 碳亲核体：含 -活泼H的酮，-酮酸、 -酮
亲电体 Electrophiles
CC
5
Friedel – Crafts Reactions-I
+ （CH3)3CCl a Nucleophile
AlCl3
CH3 C CH CH3 3 + HCl
(H3C)3C Cl AlCl3
+
(CH3)3C
_
+ AlCl4
an Electrophile
6
Friedel – Crafts Reactions-II