第九章羰基取代反應和縮合反應

第九章羰基取代反應和縮合反應演示文稿目前一頁\總數(shù)一百零三頁\編于七點優(yōu)選第九章羰基取代反應和縮合反應目前二頁\總數(shù)一百零三頁\編于七點羰基化合物的結構與反應特征羰基化合物的結構特征之一：——羰基C=O，可以接受親核試劑的進攻，發(fā)生親核加成反應、親核取代反應。目前三頁\總數(shù)一百零三頁\編于七點羰基化合物的結構與反應特征羰基化合物的結構特征之二：——羰基C=O的吸電子作用使得a-H具有明顯的酸性，在堿性條件下可以離解，生成烯醇負離子，從而成為親核試劑，進攻羰基碳或鹵代烴，發(fā)生親核加成反應、親核取代反應。烯醇負離子由于羰基的共軛作用得以穩(wěn)定目前四頁\總數(shù)一百零三頁\編于七點羰基化合物的結構與反應特征——烯醇中的C-C雙鍵接受親電試劑進攻，發(fā)生a–鹵代反應；醛酮、羧酸和酰鹵可以發(fā)生該反應——烯醇負離子作為親核試劑，進攻鹵代烴的缺電子碳，則發(fā)生親核取代反應；進攻羰基碳則發(fā)生親核加成反應；目前五頁\總數(shù)一百零三頁\編于七點一、a-氫的酸性與烯醇、烯醇負離子的形成二、a-鹵代反應三、Aldol加成和Aldol縮合四、酮和酯的烷基化反應五、a,b

-不飽和羰基化合物的親核加成六、酮和酯的?；磻摺-二羰基化合物的反應與應用八、其他縮合反應本章主要內容目前六頁\總數(shù)一百零三頁\編于七點一、a-氫酸性與烯醇、烯醇負離子形成1、Acidityofa-HydrogensofCarbonylCompounds醇ROH的pKa約為15~18，的pKa為25醛酮RCH2COR’羰基a-H的pKa約為16~20酯RCH2COOR’羰基a-H的pKa為25——可見在適當?shù)膲A作用下，醛酮羰基的a-H可以離解，而形成碳負離子——常用堿有：OH-，EtONa，t-BuOK，(i-Pro)2NHLi（LDA），PhLi等（RNH2的pKa為35，PhH的pKa為~44，水的pKa為~15）目前七頁\總數(shù)一百零三頁\編于七點2、FormationofEnolate——烯醇負離子由于羰基的共軛作用得以穩(wěn)定——弱堿如NaOH，RONa作用下，反應只能達到一定的平衡——強堿如LDA作用下，可以定量地轉化為烯醇負離子一、a-氫酸性與烯醇、烯醇負離子形成目前八頁\總數(shù)一百零三頁\編于七點2、FormationofEnolateLDA

——lithiumdiisopropylamide——astrongbasebutapoornucleophile——allcarbonylcompoundisconvertedtoenolate——preparedbyBuLiwith(CH3)2CHNHCH(CH3)2一、a-氫酸性與烯醇、烯醇負離子形成目前九頁\總數(shù)一百零三頁\編于七點LDA——lowtemperature,givekineticenolate——hightemperature,givethermodynamicenolate動力學控制產(chǎn)物熱力學控制產(chǎn)物目前十頁\總數(shù)一百零三頁\編于七點強堿有利于形成動力學控制的少取代烯醇負離子。酸性條件則有利于形成熱力學控制的多取代烯醇弱堿條件下，影響因素會更多，選擇性不高。2、FormationofEnolate酸性條件下將形成烯醇，而不是烯醇負離子一、a-氫酸性與烯醇、烯醇負離子形成目前十一頁\總數(shù)一百零三頁\編于七點3、Keto－EnolTautomerism

(互變異構)中性條件下，羰基化合物存在酮式和烯醇式互變——體現(xiàn)了a-H的活性一、a-氫酸性與烯醇、烯醇負離子形成目前十二頁\總數(shù)一百零三頁\編于七點3、Keto－EnolTautomerism

(互變異構)酸和堿均可催化這一互變異構平衡的達到——堿性條件下，堿奪取a-H形成烯醇負離子一、a-氫酸性與烯醇、烯醇負離子形成目前十三頁\總數(shù)一百零三頁\編于七點3、Keto－EnolTautomerism

(互變異構)酸催化條件下，羰基氧首先質子化，吸電子作用進一步增強，然后脫去a–H形成烯醇一、a-氫酸性與烯醇、烯醇負離子形成目前十四頁\總數(shù)一百零三頁\編于七點例題與習題指出下列每一對化合物，哪一對是互變異構體，哪一對是共振極限式。如果是互變異構體，請表示出平衡有利于哪一方？一、a-氫酸性與烯醇、烯醇負離子形成目前十五頁\總數(shù)一百零三頁\編于七點例題與習題預測下列每組化合物，哪一個烯醇負離子是主要的（動力學控制產(chǎn)物）一、a-氫酸性與烯醇、烯醇負離子形成目前十六頁\總數(shù)一百零三頁\編于七點例題與習題預測下列每組化合物中，哪一個烯醇結構較穩(wěn)定，即為熱力學控制烯醇？一、a-氫酸性與烯醇、烯醇負離子形成目前十七頁\總數(shù)一百零三頁\編于七點4、烯醇硅醚的形成LDA作用下形成的負離子與三甲基氯硅烷反應生成烯醇硅醚一、a-氫酸性與烯醇、烯醇負離子形成目前十八頁\總數(shù)一百零三頁\編于七點烯醇或烯醇負離子具有C-C雙鍵，可以接受親電試劑進攻，發(fā)生親電取代反應。酸堿催化機理有所不同。二、a–鹵代反應目前十九頁\總數(shù)一百零三頁\編于七點（1）Aldehydeandketone酸催化下——得一鹵代物?！磻裕篟COCHR2>RCOCH2R>RCOCH3

堿催化下——得多鹵代物——RCOCH3andRCH(OH)CH3發(fā)生鹵仿反應——反應性：RCOCH3>RCOCH2R>RCOCHR2二、a–鹵代反應目前二十頁\總數(shù)一百零三頁\編于七點（1）Aldehydeandketone酸催化機理：比較I和II，由于鹵素的吸電子作用，II中羰基氧上的電子云密度降低，因此質子化能力降低，反應多停留在一鹵代階段二、a–鹵代反應質子化相對容易目前二十一頁\總數(shù)一百零三頁\編于七點（1）Aldehydeandketone二、a–鹵代反應目前二十二頁\總數(shù)一百零三頁\編于七點（1）Aldehydeandketone堿催化機理：比較I和II，由于鹵素的吸電子作用，II中連鹵素碳上氫的酸性增強，更容易形成烯醇負離子，反應難以停留在一鹵代階段，將進一步發(fā)生多鹵代反應。如果原料是甲基酮，則將發(fā)生進一步反應，并斷鍵生成鹵仿。二、a–鹵代反應目前二十三頁\總數(shù)一百零三頁\編于七點（1）Aldehydeandketone二、a–鹵代反應目前二十四頁\總數(shù)一百零三頁\編于七點碘仿反應：用于鑒別甲基酮和能氧化為甲基酮的醇二、a–鹵代反應（1）Aldehydeandketone思考題：舉例說明能氧化為甲基酮的醇有哪些？目前二十五頁\總數(shù)一百零三頁\編于七點例題與習題完成下列反應二、a–鹵代反應目前二十六頁\總數(shù)一百零三頁\編于七點二、a–鹵代反應(2)羧酸及酰鹵Hell-Volhard-Zelinskireaction(HVZreaction)目前二十七頁\總數(shù)一百零三頁\編于七點例題與習題完成下列反應二、a–鹵代反應目前二十八頁\總數(shù)一百零三頁\編于七點三、Aldol加成和Aldol縮合1.AldoladditionandaldolcondensationAldoladditionAldolcondensationb-hydroxyaldehydeb-hydroxyketonea,b-unsaturatedaldehydea,b-unsaturatedketone目前二十九頁\總數(shù)一百零三頁\編于七點1.Aldoladditionandaldolcondensation三、Aldol加成和Aldol縮合目前三十頁\總數(shù)一百零三頁\編于七點Aldolcondensation1.Aldoladditionandaldolcondensation三、Aldol加成和Aldol縮合目前三十一頁\總數(shù)一百零三頁\編于七點Mechanismforthealdoladdtion1.Aldoladditionandaldolcondensation三、Aldol加成和Aldol縮合目前三十二頁\總數(shù)一百零三頁\編于七點例題與習題請寫出下列反應的產(chǎn)物1.Aldoladditionandaldolcondensation三、Aldol加成和Aldol縮合目前三十三頁\總數(shù)一百零三頁\編于七點2.ThemixedaldoladditionWhenoneofthealdehydeorketonehasnoa-H,andwithoneexcessstartingmaterial,oneproductcouldbemainlyobtained.三、Aldol加成和Aldol縮合目前三十四頁\總數(shù)一百零三頁\編于七點2.Themixedaldoladdition三、Aldol加成和Aldol縮合如果兩個反應物都具有a-H，則將得到四個產(chǎn)物目前三十五頁\總數(shù)一百零三頁\編于七點2.ThemixedaldoladditionHowtogetthedesiredproduct?采用強堿LDA與一個醛或酮反應，使之定量地轉化為烯醇負離子，然后再向該體系中加入另一個醛或酮，則可以得到單一產(chǎn)物。三、Aldol加成和Aldol縮合目前三十六頁\總數(shù)一百零三頁\編于七點3.Intramolecularaldoladdition

——toformcyclicb-hydroxyketoneor

a,b–unsaturatdketone三、Aldol加成和Aldol縮合目前三十七頁\總數(shù)一百零三頁\編于七點3.Intramolecularaldoladdition

三、Aldol加成和Aldol縮合目前三十八頁\總數(shù)一百零三頁\編于七點3.Intramolecularaldoladdition三、Aldol加成和Aldol縮合目前三十九頁\總數(shù)一百零三頁\編于七點三、Aldol加成和Aldol縮合例題與習題完成下列反應目前四十頁\總數(shù)一百零三頁\編于七點三、Aldol加成和Aldol縮合例題與習題完成下列反應目前四十一頁\總數(shù)一百零三頁\編于七點例題與習題試用合適的原料合成下列化合物目前四十二頁\總數(shù)一百零三頁\編于七點例題與習題從指定原料出發(fā)，如何完成下列轉化？思考題：不使用上述途徑，如何用不多于四個碳的原料合成上述兩個化合物？目前四十三頁\總數(shù)一百零三頁\編于七點4.Biologicalaldolreaction三、Aldol加成和Aldol縮合目前四十四頁\總數(shù)一百零三頁\編于七點四、酮和酯的烷基化反應1.通過enolate目前四十五頁\總數(shù)一百零三頁\編于七點2.通過enamine兩種方法比較通過enolate的方法，還會得到二烷基化和氧烷基化的產(chǎn)物通過enamine的方法，只得到單烷基化的產(chǎn)物，合成上更有用。四、酮和酯的烷基化反應目前四十六頁\總數(shù)一百零三頁\編于七點兩種方法比較四、酮和酯的烷基化反應目前四十七頁\總數(shù)一百零三頁\編于七點五、a,b-不飽和羰基的親核加成1.MichaeladditionItistheadditionofaa,b-unsaturatedcarbonylcompoundwithanenolateasanucleophile——1,4–addition——toform1,5-dicarbonylcompounds目前四十八頁\總數(shù)一百零三頁\編于七點五、a,b-不飽和羰基的親核加成1.MichaeladditionItistheadditionofaa,b-unsaturatedcarbonylcompoundwithanenolateasanucleophile——1,4–addition——toform1,5-dicarbonylcompoundse.g.目前四十九頁\總數(shù)一百零三頁\編于七點五、a,b-不飽和羰基的親核加成1.Michaeladditionthenucleophilecanbeanenolategeneratedfromcompoundsotherthanaldehydesorketones——itcanbeanester,anitro-compound,oranitrilee.g.目前五十頁\總數(shù)一百零三頁\編于七點五、a,b-不飽和羰基的親核加成1.MichaeladditionThebestnucleophileare:

b-diketones,b-diesters,b-ketoesters,b-ketonitriles目前五十一頁\總數(shù)一百零三頁\編于七點目前五十二頁\總數(shù)一百零三頁\編于七點五、a,b-不飽和羰基的親核加成1.MichaeladditionMoreexamples:目前五十三頁\總數(shù)一百零三頁\編于七點五、a,b-不飽和羰基的親核加成1.MichaeladditionQuestions:Pleasewriteoutthemainproducts:目前五十四頁\總數(shù)一百零三頁\編于七點五、a,b-不飽和羰基的親核加成1.MichaeladditionQuestions:Whatreagentswouldyouusetopreparethefollowingcompounds?目前五十五頁\總數(shù)一百零三頁\編于七點五、a,b-不飽和羰基的親核加成2.StorkenaminereactionEnaminescanbeusedinplaceofenolatesinMichealreactions.目前五十六頁\總數(shù)一百零三頁\編于七點五、a,b-不飽和羰基的親核加成3.TheRobinsonannulation(環(huán)合)1,5-diketonescanundergoanintramolecularaldoladditiontoformcyclicb-hydroxyketonesora,b-unsaturatedketones目前五十七頁\總數(shù)一百零三頁\編于七點五、a,b-不飽和羰基的親核加成3.TheRobinsonannulation(環(huán)合)e.g.目前五十八頁\總數(shù)一百零三頁\編于七點五、a,b-不飽和羰基的親核加成3.TheRobinsonannulation(環(huán)合)e.g.目前五十九頁\總數(shù)一百零三頁\編于七點五、a,b-不飽和羰基的親核加成3.TheRobinsonannulation(環(huán)合)e.g.目前六十頁\總數(shù)一百零三頁\編于七點五、a,b-不飽和羰基的親核加成3.Robinsonannulation(環(huán)合)Appliedinsynthesis目前六十一頁\總數(shù)一百零三頁\編于七點五、a,b-不飽和羰基的親核加成3.Robinsonannulation(環(huán)合)Appliedinsynthesise.g.目前六十二頁\總數(shù)一百零三頁\編于七點五、a,b-不飽和羰基的親核加成3.Robinsonannulation(環(huán)合)Appliedinsynthesise.g.??目前六十三頁\總數(shù)一百零三頁\編于七點六、酮和酯的?；磻?.Claisencondensation——acylationofesters,togiveb-ketoesterb-ketoester目前六十四頁\總數(shù)一百零三頁\編于七點六、酮和酯的?；磻?.Claisencondensation——comparisonofaldolreactionwithClaisencondensationthereactionisreversible目前六十五頁\總數(shù)一百零三頁\編于七點1.ClaisencondensationWithasodiumalkoxideasabase,asuccessfulClaisencondensationrequiresanesterwithtwoa-hydrogensandanequivalentamountofbaseratherthanacatalyticamountofbase.六、酮和酯的?；磻猧rreversiblethehydrogenisnecessaryanequivalentamountofbaseisnecessary目前六十六頁\總數(shù)一百零三頁\編于七點六、酮和酯的酰基化反應1.Claisencondensation——foranesterwithonlyonea-H,strongerbaselikeLDA,orsodiumtrityl（三苯甲基鈉）shouldbeusedasbase，thepKavalueoftritane（三苯甲烷）isabout31.5目前六十七頁\總數(shù)一百零三頁\編于七點六、酮和酯的?；磻?.Claisencondensation——NaHandKHarecommonbasesusedinClaisencondensation.——ethaneformedinthereactionmayreactwithNaH,enforcingtheequilibriumtomovetotheproductside.目前六十八頁\總數(shù)一百零三頁\編于七點六、酮和酯的?；磻?.Claisencondensation——Claisencondensationisreversible.Withacatalyticamountofbase,ab-diketonecandecomposetothestartingester.目前六十九頁\總數(shù)一百零三頁\編于七點六、酮和酯的?；磻?.Claisencondensation例題與習題完成下列反應，寫出主要產(chǎn)物目前七十頁\總數(shù)一百零三頁\編于七點六、酮和酯的酰基化反應1.Claisencondensation例題與習題完成下列反應，寫出主要產(chǎn)物目前七十一頁\總數(shù)一百零三頁\編于七點六、酮和酯的?；磻?.Claisencondensation——amixedClaisencondensation——兩個都具有a-H的酯將得到四個產(chǎn)物ABCD目前七十二頁\總數(shù)一百零三頁\編于七點六、酮和酯的?；磻?.Claisencondensation——amixedClaisencondensation——如果其中一個酯沒有a-H，則可以得到單一產(chǎn)物例如：使用苯甲酸酯、草酸酯目前七十三頁\總數(shù)一百零三頁\編于七點六、酮和酯的?；磻?.Claisencondensation——amixedClaisencondensation——如果其中一個酯沒有a-H，則可以得到單一產(chǎn)物又例如利用甲酸酯：但是甲酸酯的縮合產(chǎn)物很活潑，如：目前七十四頁\總數(shù)一百零三頁\編于七點六、酮和酯的?；磻?.Claisencondensation例題與習題完成下列反應，寫出主要產(chǎn)物目前七十五頁\總數(shù)一百零三頁\編于七點2.Dieckmanncondensation

——intramolecularcondensation——toformacyclic

b-ketoester——a1,7-diestermayformasix-memberring

b-ketoester六、酮和酯的?；磻壳捌呤揬總數(shù)一百零三頁\編于七點六、酮和酯的酰基化反應2.Dieckmanncondensation

——intramolecularcondensation——toformacyclicb-ketoester——

mechanism目前七十七頁\總數(shù)一百零三頁\編于七點六、酮和酯的?；磻?.Dieckmanncondensation

——例題與習題——完成下列反應，寫出主要產(chǎn)物：3個不同的a-H目前七十八頁\總數(shù)一百零三頁\編于七點六、酮和酯的?；磻?.用酰氯或酸酐進行酯的?；?/p>

——一元酸酯在強堿作用下，可用酰氯或酸酐進行?；?，反應需要在非質子型溶劑中進行，目前七十九頁\總數(shù)一百零三頁\編于七點4.Acylationofketonesandaldehydes

condensationofaketoneandanester,oracidanhydride——toformab-ketoaldehydeorab-diketone六、酮和酯的?；磻猰oreaciditynoa-Hagoodmethod目前八十頁\總數(shù)一百零三頁\編于七點4.Acylationofketonesandaldehydes

condensationofaketoneandanester,oracidanhydride——toformab-ketoaldehydeorab-diketone

——moreexamples:六、酮和酯的酰基化反應目前八十一頁\總數(shù)一百零三頁\編于七點六、酮和酯的酰基化反應4.Acylationofketonesandaldehydes

——viaenamines目前八十二頁\總數(shù)一百零三頁\編于七點七、b-二羰基化合物的反應與應用1.b-二羰基化合物的結構特征與反應特性——由于兩個羰基的吸電子作用，b-二羰基化合物中連接兩個羰基的亞甲基十分活潑，表現(xiàn)為酸性增強，形成的烯醇負離子也十分穩(wěn)定。如：76%24%目前八十三頁\總數(shù)一百零三頁\編于七點七、b-二羰基化合物的反應與應用1.b-二羰基化合物的結構特征與反應特性——b-二羰基化合物由于具有活潑的亞甲基，常被稱為活潑亞甲基化合物。它們在堿的作用下，容易形成烯醇負離子，作為親核試劑與鹵代烴、酰鹵、和羰基發(fā)生親核反應，在合成上是重要的增長碳鏈的試劑——比如：Michael加成（本章第四個問題）——乙酰乙酸乙酯和丙二酸二乙酯是其中的典型代表目前八十四頁\總數(shù)一百零三頁\編于七點七、b-二羰基化合物的反應與應用2.Ethylacetoacetateandmalonicester——DecarboxylationofEthylacetoacetateandmalonicester（1）乙酰乙酸乙酯的成酮分解目前八十五頁\總數(shù)一百零三頁\編于七點七、b-二羰基化合物的反應與應用2.Ethylacetoacetateandmalonicester——DecarboxylationofEthylacetoacetateandmalonicester（2）乙酰乙酸乙酯的成酸分解目前八十六頁\總數(shù)一百零三頁\編于七點七、b-二羰基化合物的反應與應用2.Ethylacetoacetateandmalonicester——DecarboxylationofEthylacetoacetateandmalonicester（3）β-羰基酯均能發(fā)生與乙酸乙酰乙酯類似的成酮或成酸分解反應。例如：目前八十七頁\總數(shù)一百零三頁\編于七點七、b-二羰基化合物的反應與應用2.Ethylacetoacetateandmalonicester——DecarboxylationofEthylacetoacetateandmalonicester（4）丙二酸二乙酯的分解目前八十八頁\總數(shù)一百零三頁\編于七點七、b-二羰基化合物的反應與應用2.Ethylacetoacetateandmalonicester——alkylationofethylacetoacetateandmalonicester取代甲基酮取代甲基酮取代乙酸取代乙酸目前八十九頁\總數(shù)一百零三頁\編于七點七、b-二羰基化合物的反應與應用2.Ethylacetoac