颜范勇-全-第四章缩合反应.pptVIP

第四章 缩合反应 Condensation Reaction 缩合定义： 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。 反应过程中一般同时脱去的小分子是水、醇、氨、卤化氢等。 本章重点讨论： 具有活泼氢的化合物与羰基化合物之间的缩合反应 反应类型： ?-羟烷基、卤烷基、氨烷基化反应 ?-羟烷基、 ?-羰烷基化反应 ?,?-环氧烷基化反应 环加成反应 亚甲基化反应 主要包括以下几种形式： 1.醛、酮之间的缩合 2.醛、酮与羧酸及其衍生物之间的缩合 3.酯的缩合 用途：形成新的碳-碳键或碳-杂键 第一节 ?-羟烷基、卤烷基、氨烷基化反应 一、? -羟烷基化反应 Aldol缩合[醇醛(酮)缩合] 不饱和烃的? -羟烷基化反应(Prins反应) 芳醛的? -羟烷基化反应(安息香缩合) 有机金属化合物的? -羟烷基化 羰基旁边相邻的碳原子叫α-碳原子，连结在α-碳上的氢原子叫α-氢。断裂普通的C-H键是困难的，可是醛、酮α-氢容易被强碱除去,即它们具有一定酸性。这是由于醛、酮的α-氢被碱除去所形成的碳负离子(共轭碱)的负电荷通过共轭效应可以分散到羰基上去，因而这样的碳负离子比一般碳负离子更加稳定。从下面的pKa值可以判断醛、酮的α-氢的相对酸性强度： 化合物 CH2CH=CH2 乙炔 丙酮 pKa ～38 25 20 由于这样的负离子的α-碳上具有一定的负电荷， 因此，它是一个良好的亲核试剂 一、α-羟烷基化反应 1、Aldol缩合(醇醛缩合、羟醛缩合反应) 含有α-H的醛或酮，在碱或酸的催化下发生自身缩合或与另一分子醛或酮发生缩合，在α-位导入α-羟烷基，生成β-羟基醛或β-羟基酮 形成的β-羟基醛在加热时(或用稀酸处理)，很容易脱水变成α,β-不饱和醛。脱水一步是不可逆的，从而使反应进行到底。 含α–氢原子的醛、酮在催化剂作用下，可以发生两分子间的相互作用，其中一分子醛（酮）的α–氢原子加到另一分子醛（酮）的羰基氧原子上，而其余部分加到羰基的碳原子上，该反应称为羟醛缩合反应。 催化剂： 碱： 弱碱（如Na3PO4、NaOAc、Na2CO3、K2CO3、NaHCO3等） 强碱（如NaOH、KOH、NaOEt、NaH、NaNH2等）。 酸： 盐酸、硫酸、对甲苯磺酸、三氟化硼以及阳离子交换树脂等。 含α-H的醛酮的自身缩合（一般用碱性催化剂） P178 (a). 醛自身缩合应用：2-乙基己醇（异辛醇）的生产（用碱性催化剂） (a). 甲醛 与含α-H醛酮的反应(P184) 含有?-氢的醛或酮在碱的存在下，用甲醛处理，在醛、酮的?-碳原子上引入羟甲基的反应称为Tollens缩合反应。 （b). 卡尼扎罗反应： （Cannizaro ） 无α氢的醛在强碱的作用下，一分子的醛基氢以氢负离子的形式转移给另一个分子，结果一分子氧化，一分子还原，也叫歧化反应。 卡尼扎罗反应（Cannizaro ）应用利用甲醛的这一性质制备季戊四醇 (c).芳醛与含α-H的醛酮缩合(Claisen-Schimidt反应) 为了避免含α–氢的醛或酮的自身缩合，常采取下列措施： ★ 先将等摩尔的芳醛与另一种醛或酮混合均匀，然后均匀地滴加到碱的水溶液中；或先将芳醛与碱的水溶液混合后，再慢慢加入另一种醛或酮。并控制在低温（0~6℃）下反应。 （i）芳醛与含α-H的醛酮缩合(Claisen-Schimidt反应)的特点：产物构型一般均为反式。 原因:消除过程中的稳定性 芳醛与含α–H的对称酮反应：酮过量得单缩合产物，芳醛过量得双缩合产物 (ii). 芳香醛与不对称酮反应 芳香醛和不称的酮缩合，如果不对称酮仅一个α位含有活泼氢原子，则得到的产品单纯，不论是酸催化还是碱催化，均得到同一产品。 若不对称醛酮的α位均有活泼氢原子，则可能得到两种不同产品。 在碱性条件下，丁酮中C1甲基的质子酸性大，位阻小，易与碱结合，使C1形成碳负离子，这步是动力学控制。 在酸性条件下，因丁酮中C3上氢与羰基形成稳定的烯醇。 (iii)不含α-H的芳酮也可与含α-H的醛、酮发生缩合反应。 （3）定向醛酮缩合 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，实现区域或立体选择性醛酮缩合。 补充知识：半缩醛和缩醛 2. 不饱和烃的α-羟烷基化反应(Prins反应,P185) Prins反应：烯烃与甲醛（或其它醛）在酸催化下加成缩合，得1,3-二醇，或其环状缩醛产