β-二羰基化合物（2学时）.DOC

山 东 理 工 大 学 教 案 第 18 次课 教学课型：理论课□ 实验课□ 习题课□ 实践课□ 技能课□ 其它□ 主要教学内容（注明：* 重点 # 难点 ）： 第十四章β-二羰基化合物 14-1β-二羰基化合物的酸性和烯醇负离子的稳定性# 14-2β-二羰基化合物碳负离子的反应# 14-3丙二酸酯在有机合成中的应用# 14-4克莱森（酯）缩合反应-乙酰乙酸乙酯的合成# 14-5乙酰乙酸乙酯在有机合成上的应用* 教学目的要求： 1．掌握酯的水解和克莱森（Claisen）酯缩合历程。 2．掌握乙酰乙酸乙酯和丙二酸二酯在合成上的应用。 3. 理解互变异构。 4．理解合成路线设计的基本知识。 5．了解麦克尔加成的涵义和应用。 教学方法和教学手段： 本课程以课堂讲授为主，结合必要的课堂讨论。教学手段以板书和多媒体相结合。 讨论、思考题、作业： 教材：1①②; 3①; 8①③; 9①②; 10; 思考11 参考资料： 1．邢其毅等，《基础有机化学》.高等教育出版社，1993 2．胡宏纹主编《有机化学》高等教育出版社1990 3．王积涛等《有机化学》 南开大学出版社 1993 4（美）莫里森、博伊德编《有机化学》（第二版），复旦大学化学系有机化学教研室译，科学出版社，1993年。 第十四章 β-二羰基化合物 § 14.1 β-二羰基化合物的酸性和烯醇负离子的稳定性 分子中含有两个羰基官能团的化合物，统称为二羰基化合物；其中两个羰基为一个亚甲基相间隔的化合物，叫做β-二羰基化合物。 § 14.1.1 β-二羰基化合物的酸性 由于β-二羰基化合物中的亚甲基同时受到两个羰基的影响，使这个碳上的α氢原子显得特别活跃，具有较强的酸性。该类化合物的pka在9～13之间，远比醇和水的酸性强。因而，β-二羰基化合物具有自己独特的反应。 § 14.1.2 烯醇负离子的稳定性 乙酰乙酸乙酯：又叫β-丁酮酸乙酯，简称三乙，是酮式和烯醇式互变异构的一个最著名的例子。 （1）性质：在室温下为无色液体，无色有水果香味的液体；沸点180.4CO；微溶于水，易溶于乙醚、乙醇等有机溶剂。以酮式和烯醇式两种结构以动态平衡而同时存在的互变异构体。 1．互变异构现象 （1）生成的烯醇式稳定的原因 1°形成共轭体系，降低了体系的内能。 2°烯醇结构可形成分子内氢键（形成较稳定的六元环体系） （2）烯醇负离子：在碱的作用下生成烯醇负离子，以2，4－戊二酮为例 § 14.2 β-二羰基化合物碳负离子的反应 由共振结构式可知，碳负离子都具有带负电荷的碳原子或氧原子，都具有亲核性能，但反应主要发生在亲核的碳原子上。 亚甲基活泼氢的性质： 1．酸性 乙酰乙酸乙酯的α-C原子上由于受到两个吸电子基（羰基和酯基）的作用，α-H很活泼，具有一定的酸性，易与金属钠、乙醇钠作用形成钠盐。 2．钠盐的烷基化和酰基化 乙酰乙酸乙酯的钠盐与卤代烃、酰卤反应，生成烃基和酰基取代的乙酰乙酸乙酯。 （a）烷基化： 注：① R最好用1°，2°产量低，不能用3°和乙烯式卤代烃。 ② 二次引入时，第二次引入的R′要比R活泼。 RX也可是卤代酸酯和卤代酮。 (b) 酰基化： 3．酮式分解和酸式分解 （a）酮式分解 乙酰乙酸乙酯及其取代衍生物与稀碱作用，水解生成β-羰基酸，受热后脱羧生成甲基酮。故称为酮式分解。 例如： (b) 酸式分解 乙酰乙酸乙酯及其取代衍生物在浓碱作用下，主要发生乙酰基的断裂，生成乙酸或取代乙酸，故称为酸式分解。 例如： § 14.3 丙二酸二乙酯 丙二酸二乙酯CH2(COOC2H5)2为无色液体，有芳香气味，沸点199.3℃，不溶于水，易溶于乙醇、乙醚等有机溶剂。 （1）制法：可以从氯乙酸的钠盐来制备丙二酸二乙酯。 （2）性质 1．酸性和烃基化：活泼亚甲基能与醇钠反应生成钠盐，产生的碳负离子（强亲核试剂）与卤代烃反应，产生一烃基取代的丙二酸酯。 2．水解脱羧 丙二酸二乙酯及其取代衍生物水解生成丙二酸，丙二酸不稳定，易脱羧成为羧酸。 例如： 3丙二酸二乙酯在有机合成的应用 丙二酸二乙酯的上述性质在有机合成上用途很广，用于合成各种类型的羧酸（一取代乙酸，二取代乙酸，环烷基甲酸，二元羧酸等）。 例如，用丙二酸酯合成法合成下列化合物，其结构分析如下： 具有活泼亚甲基的化合物容易在碱性条件下形成稳定的碳负离子，所以它们还可以和羰基发生一系列亲核加成，例如，柯诺瓦诺格（Knoevenagel）反应，迈克尔（Michael）反应。 § 14.4．酯缩合反应： 克莱森(Claisen)缩合反应－ 乙酰乙酸乙酯的合成 这类反应称为Claisen缩合反