廣醫(yī)有機(jī)化學(xué)課件12碳負(fù)離子反應(yīng)

第一節(jié)a-氫的酸性與互變異構(gòu)一、a-氫的酸性CH3CH3CH3CH2-

+

H+OCH3CCH3OCH3CCH2-

+

H+pKa=42pKa=203OCH

C

ClCH2H++3CH

COOCH3CH23C

ClOH++3OCH

C

N(CH

)3

2CH2C N(CH

)3

2C

OCHOH++3OCH

C

CH3CH2C

CHO3OH++3OCH

C

CH2COOC2H5CH3CCHCOOC

H2

5OH++α-氫的酸性比較pKaN,N-二甲基乙酰胺

30乙酰乙酸乙酯11丙酮

乙酰氯

乙酸乙酯20

16

26CH3-C-CH2-COC2H5O

OO

OCH3-C-CH-COC2H5CH3-C=CH-COC2H5O-OCH3-C-CH=COC2H5OO-活潑亞甲基二、互變異構(gòu)OCH3CCH3OHCH3C=CH20.00015%2、酮式——烯醇式互變異構(gòu)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)事實(shí)CH3O2OC

CH

C

CH3

2.4-

二硝基苯肼O-C-橙色OCOCH3-C-I2

+

NaOHOC淡黃H3CBr2

/CCl4褪色C=CC

CFeCl3-C=COH紫黑色C

COHH2活潑H

Na

活潑HCH3CH3O

O

C3HCO

O

H3HC烯醇式（80%）CH3

CC

CH2酮式（20%）OCH

C

CH3OH乙酰丙酮是以酮式與烯醇式兩種形式存在，它們之間存在下列動(dòng)態(tài)平衡：互變異構(gòu)現(xiàn)象同分異構(gòu)體之間能以一定的比例平衡共存，并且相互轉(zhuǎn)化★分子存在明顯的烯醇式須具備的條件：⒈分子中的亞甲基氫受兩個(gè)吸電子基團(tuán)影響酸性增強(qiáng)。⒉形成烯醇式產(chǎn)生的雙鍵應(yīng)與羰基形成-共軛⒊烯醇式可形成分子內(nèi)氫鍵，構(gòu)成穩(wěn)定性更大的六元環(huán)。OH3C

C

CH3OC

CH2-COCH3-C-CH2-C-OC2H5OO烯醇式含量0.00025%7.5%96.0%思 考：往乙酰乙酸乙酯溶液中加入少量FeCl3溶液，顯紫紅色，快速加入溴水，紫紅色褪去，但不久后又恢復(fù)紫紅色，為什么？OCH3C=CHCOCH2CH3OHOH

OCH3C

CHCOCH2CH3Br

BrBr2-HBrO

OCH3CCHCOCH2CH3BrOH

OCH3C=CCOCH2CH3Br互變異構(gòu)現(xiàn)象在含氮化合物中，也普遍存在。NOH

CC

N

OHOH

C

NOC

NOHOOH

N

CN

C

OHH

C

C

NC

C

NH第二節(jié)縮合反應(yīng)condensation

reaction兩個(gè)或多個(gè)有機(jī)化合物分子通過反應(yīng)形成一個(gè)新的較大的化合物反應(yīng)－縮合反應(yīng)作用：增長碳鏈、改變碳鏈骨架一、羥醛縮合型反應(yīng)產(chǎn)物：反應(yīng)物：含-氫的醛或酮-羥基醛或-羥基酮CH3

3CHO

+

CH

CHOOH-CH3CHO

OH-

CH2CHO＋O-CH3CHCH2CHO＋H2OCH3CHCH2CHO+

HCH3CO-OH32CH

CHCH

CHOOH上述加成反應(yīng)所得的β-羥基醛，如進(jìn)一步加熱，則可失水形成α,β-不飽和醛。CH3CH=CHC=OHOHCH3CHCH2CHO(一）Perkin(柏琴）反應(yīng)(芳香醛與酸酐）由于羥基同時(shí)受羰基和苯環(huán)的作用，極易脫水，所以產(chǎn)物幾乎全部是β-芳基-α,β-不飽和羧酸。產(chǎn)物的構(gòu)型一般總是帶羰基的基團(tuán)和另一個(gè)大基團(tuán)處于反式。ArCHO

+(RCH

CO)

O2RCH

COOK△C=C2

2HArCOOHRArCHO

+(CH3CO)2OCH3COOK180oCC=CHArCOOHHAcOOCCH2H

AcO-O-CHC

OC6H5AcOOCCH2O-CHAcOOCCH3C6H5AcOOCHCH2CH2CH3CO-OAc

AcOOCC6H5-OAcAcOAcOCHOCC6H5CHHCHOOH+

CH3CHO

-H

O2O+

(CH3CO)2OCH3COONa170oC/7hOO治吸血蟲病藥CH2CH2CH2NH2呋喃丙胺CH=CHCOOH呋喃丙烯酸Perkin反應(yīng)反應(yīng)物：芳香醛與酸酐產(chǎn)物：反式β-芳基-α,β-不飽和羧酸(二)Knoevenagel(克腦文格爾）反應(yīng)醛或酮與具有活潑亞甲基的化合物(CH3)2CHCH2CHO

+

CH2(COOC2H5)2哌啶/△(CH3)2CHCH2CH=C(COOC2H5)278%酮一般不與丙二酸或丙二酸酯作用，可與活性更強(qiáng)的氰乙酸酯反應(yīng)CH3COONH4CH3C=OCH3+H2CCNCOOC2H5CH3CH3C=CCNCOOC2H5Knoevenagel(克腦文格爾)反應(yīng)反應(yīng)物：醛或酮與具有活潑亞甲基的化合物產(chǎn)物：α,β-不飽和化合物(三)Darzen(達(dá)參)反應(yīng)醛或酮與-鹵代酸酯t-BuOKO

+

ClCH2COOC2H5OCHCOOC2H583-85%OC2H5O-

+

H-CH-COC2H5ClR(H)R`OO-R-C-CH-COC2H5(H)R`ClOOR-C-CH-COC2H5(H)R`OClCH-COC2H5OC=O+

ClCH-COC2H5OO(H)R`(2)H+OR-C

-

CH-COC2H5

(1)OH-/H2O

R-C

-

CH-C-O-HO(H)R`C=CHR(H)R`OHCH-CHOR(H)R`Darzen(達(dá)參)反應(yīng)反應(yīng)物：醛或酮與-鹵代酸酯產(chǎn)物：,-環(huán)氧酸酯二、酯縮合反應(yīng)酯中的a氫顯弱酸性，在強(qiáng)堿作用下可與另一分子酯發(fā)生類似于羥醛縮合的反應(yīng)，結(jié)果一分子酯的a氫被另一分子酯的酰基取代，生成酮酸酯，稱為酯縮合反應(yīng)或克萊森縮合反應(yīng)（Claisen

condensation）。(1)C2H5ONa2CH3COOC2H5(2)H3O+2CH3COOC2H5(1)C2H5ONa(2)H3O+CH3COOC2H5

C2H5ONaOCH2COC2H5++CH3COC2H5O-OC2H5CH3C-CH2COOC2H5O-CH3C-CH2COOC2H5O2CH3COOC2H5(1)C2H5ONa3(2)H

O+CH3C-CH2COOC2H5OC2H5ONaOCH3C-CH2COOC2H5OCH3C-CH2COOC2H5O

Na+CH3C-CHCOOC2H5H3O+（1）若一個(gè)酯a碳上只有一個(gè)H，在乙醇鈉的作用下碳負(fù)離子很難形成；（2）另一方面由于生成的β酮酸酯中沒有a-H，不能成鹽。(CH3)2CHCOOC2H5此時(shí)若采用一個(gè)很強(qiáng)的堿如三苯甲基鈉，使第（1）步平衡向右移動(dòng)，產(chǎn)生大量的碳負(fù)離子，酯縮合反應(yīng)也能完成。只有一個(gè)a-H的酯在乙醇鈉的作用下很難發(fā)生酯縮合反應(yīng)。(CH3)2CHCOOC2H5

+

(C6H5)C-Na+(CH3)2CCOOC2H5O＋(CH3)2CH-C-OC2H5O(CH3)2CCOOC2H5(CH3)2CH-C-OC2H5OCH3(CH3)2CH-C

-

C-COOC2H5CH3酯縮合反應(yīng)反應(yīng)物：含-氫的酯產(chǎn)物：-酮酸酯反應(yīng)條件：強(qiáng)堿（醇鈉用于含有兩個(gè)以上-氫的酯，三苯甲基鈉用于含有一個(gè)-氫的酯）記憶方法：一分子酯的-氫被另一分子酯的?；〈?dāng)采用不同的具有a-H的酯進(jìn)行縮合時(shí)，可能有四種產(chǎn)物，在合成上無意義。CH3CH2COOC2H5+

CH3COOC2H5四種產(chǎn)物但若用含a氫的酯與無a氫且羰基比較活潑的酯進(jìn)行酯縮合時(shí)，可得到單一產(chǎn)物。如：狄克曼（Dieckmann）反應(yīng)：己二酸酯或庚二酸酯發(fā)生分子內(nèi)酯縮合反應(yīng)，形成五元或六元環(huán)β酮酸酯：當(dāng)用酮與酯或酮酸酯本身進(jìn)行縮合時(shí)，主要產(chǎn)物是β-二酮。酯縮合反應(yīng)是形成C-C鍵的重要反應(yīng)，它可以合成β酮酸酯、1,3-二酮等，而這些化合物在有機(jī)合成上的應(yīng)用及其廣泛。第三節(jié)

-二羰基化合物的烷基化、酰基化及在合成中的應(yīng)用一、乙酰乙酸乙酯（一）特殊的化學(xué)反應(yīng)

１.與三氯化鐵的顯色反應(yīng)2.酮式分解和酸式分解OO稀ＮaOHCH3-C-CH2-C-OC2H5CH3-C-CH2-C-ONaOOH+OOCH3-C-CH2-C-OHOCH3-C-CH3酮式分解2.酮式分解和酸式分解OO濃NaOHCH3-C-CH2-C-OC2H5OH-O-OCH3-C-CH2-C-OC2H5OHCH3COOH

+

-CH2COOC2H5CH3COO-

+

CH3COOC2H5OH-2CH3COO-

+

C2H5OH酸式分解2.酮式分解和酸式分解酮式分解：乙酰乙酸乙酯在稀堿中水解生成乙酰乙酸鹽，酸化后加熱脫羧生成丙酮。酸式分解：乙酰乙酸乙酯在濃堿中共熱，不但酯基發(fā)生水解，而且酮羰基受親核試劑OH－進(jìn)攻，發(fā)生親核加成，然后引起碳碳鍵的斷裂，最后生成兩分子的乙酸，叫酸式分解。稀NaOH-C2H5OHOH3C

C

CH2

COONaH+/

O-CO2

CH3

C

CH3(1)濃NaOH(2)H+2CH3COOH

+

C2H5OHO

b a

OH3C

C

CH2

C

OC2H5abO

CH3

OCH3-C

C C-OC2H5C2H5(1)稀NaOH(2)H+/(2)H+/A(1)濃NaOH

BAOCH3A:

CH3-C-CHC2H5練習(xí)：BB:OCH-C-OHCH3C2H53.亞甲基上的烷基化、?；?2CH -C-CH -C-OC

HO

OC2

5H

ONaCH -C-CH-C-OC

H3

2

5O

OCH3CH2Cl-++2

5O

OCH3-C-CH-C-OC2H5CH2CH3(1)稀NaOH(2)H+/O(1)濃NaOH(2)H+/OCH3-C-CH2-CH2CH3酮式分解CH3CH2-CH2-C-OH酸式分解若CH3CH2Cl過量O

OC2H5ONaCH3-C-CH-C-OC2H5

CH3-C-C-C-OC2H5O

OCH3CH2Cl-CH2CH3+

+CH2CH3CH2CH3CH2CH3O

OCH3-C-C-C-OC2H5(1)稀NaOH(2)H+/(1)濃NaOH(2)H+/O

CH2CH3CH3-C-CH-CH2CH3CH3CH2

OCH3CH2-CH-C-OH同理亞甲基上的酰基化CH3-C-CH-C-OC2H5O

O+CH3COCl+

-稀NaOHH+/(1)濃NaOH(2)H+/O

OCH3-C-CH-C-OC2H5CH3C=OCH3-C-CH2-C-CH3酮式分解O

OCH3-C-CH2-C-OC2H5O

OC2H5ONaNaHCH3-C-CH2-C-OH酸式分解O

O（二）在合成中應(yīng)用OOH3CC

CH2

C

OC

H2

5(1)C2H5ONaO

OHH3C

C

C C

OC2H5C4H9-n4

9(2)n-C

H

Br)OH

/H2OOH3C

C

CH2

C4H9-n(1

稀NaOH(2)H+/

-CO2由酯縮合反應(yīng)生成的其他β-酮酸酯同樣可以烷基化、酰基化、酸式和酮式分解，反應(yīng)經(jīng)水解和脫羧后，生

成各種結(jié)構(gòu)的酮及環(huán)酮等，在合成上也有廣泛的用途。CH2CH2COOC2H5CH2CH2COOC2H5(1)C2H5ONa(2)H+O

C

H

ONaCOOC2H5

2

5C2H5BrOC2H5COOC2H5

(1)OH

/H2O(2)H+/

-CO2OC2H5稀NaOH練習(xí)題：由乙酰乙酸乙酯合成下列化合物CCH2CH2CCH3O

O(1)C

CH3O(2)O(3)O

OH3C

C

CH2

C

OC2H52

5C

H

ONaCOCH2Br2(1)OH

/H

O(2)H+/

-CO2產(chǎn)物第（2）題解答：2(1)OH

/H

O(2)H+/

-CO2產(chǎn)物2

5C

H

ONa3OH

CC

C

(CH2)3CH2BrCOOC2H5COOC2H5OH3C

COH3C

CCOOC2H5OH3C

CBrO

OH3C

C

CH2

C

OC2H5BrO

OH3C

C

CH C

OC2H5CH2CH2CH2CH2BrC2H5ONaBr二、丙二酸二乙酯C2H5ONaR-XH2CCOOC2H5COOC2H5HCCOOC2H5COOC2H5HCCOOC2H5COOC2H5R(1)OH

/H2O(2)H+/

-CO2(2)H+/2-CO2OR

CH2

C

OH2

5R-XC

H

ONaR

OR

CH

C

OHCCOOC2H5

(1)OH

/H

O2

5R COOC

HR取代乙酸的制備用一鹵代烴為烴化劑，制備取代乙酸。例如：H2CCOOC2H5COOC2H5COOC2H5C3H7

HCCOOC2H5(1)C2H5ONa(2)CH3CH2CH2Br(1)OH

/H2O(2)H+/

-CO2CH3CH2CH2CH2COOH環(huán)烷酸的制備C2H5ONaH2CCOOC2H5COOC2H5BrH2CH2CH2C

COOC2H5CH

COOC2H5BrCH2CH2CH2Br2

5C

H

ONaCCOOC2H5BrH2CH2CH2C

COOC2H5COOC2H5COOC2H5(2)H+/

-CO2(1)OH

/H2OCOOH二元羧酸的制備2mol的丙二酸二乙酯，2mol的醇鈉和1mol的二鹵代烴作用，可以制備二元酸。例如：COOC2H5COOC2H5(2)BrCH2CH2BrC2H5OOC

COOC2H5CH

CH2CH2

HCC2H5OOC

COOC2H52

H2C(1)2C2H5ONa(1)OH

/H2O(2)H+/

-CO2CH2CH2

CH2COOHHOOCCH2用α鹵代酸酯也可以制得二元羧酸。例如：C2H5ONaH2CCOOC2H5COOC2H5CH3CHCOOC2H5BrC2H5OOCHCH(COOC2H5)2CH3OH

/H2OH+/

-CO2HOOCCH

CH2COOHCH3練習(xí)題：完成下列合成(1)(2)(3)H2CCOOC2H5COOC2H5COOHCOOHH2CCOOC2H5COOC2H5CH

CHCH

CHCOOH2NH23CH3OHO

O解答:（1