Claisen(克莱森)缩合反应.ppt

Claisen(克莱森)缩合 定义：两分子酯在碱的作用下失去一分子醇生成β- 羰基酯的反应称为酯缩合反应，也称为Claisen(克莱森)缩合反应。 反应机理如下： 反应机理为： 首先，酯在碱的作用下失去活泼氢，生成烯醇负离子，烯醇负离子对另一分子的酯发生亲和加成，再消去烷氧负离子，生成β-酮酯。 反应条件： 1.至少有一个酯含有活泼氢 2.碱性条件下反应 3.使用的溶剂必须符合一定的条件。 1.相同酯之间的缩合 例如：乙酸乙酯的缩合产物“三乙” 乙酸乙酯的α氢的酸性是很弱的（pKa约为24.5），而乙醇钠是一个较弱的碱（乙醇， pKa 约为15.9）在这样条件下，乙酸乙酯形成的负离子在平衡体系中很少的。 反应如下 为什么这个反应进行的如此完全呢？其原因是最后产物乙酰乙酸乙酯是一个比较强的酸，在碱作用下可以形成很稳定的负离子，使平衡朝产物方向移动。体系中乙酸乙酯负离子浓度虽低，但一旦形成就不断反应，结果使反应完成。 关键因素： 酯的缩合物与碱生成盐是缩合反应完成的关键一步。 为使反应顺利进行，两个羰基之间的碳上必须有活泼氢。因此原料酯上的α碳上至少需要两个氢。一个用于被碱夺取，另一个用于生成盐。 假如原料酯的α碳上只有一个活泼氢，则缩合反应必须在更强碱的作用下才能完成。如：异丁酸乙酯在乙醇钠作用下，不能发生酯缩合反应，但在三苯甲基钠的作用下就可进行缩合。 溶剂的影响： 假如溶剂的酸性比原化合物强得多，就不能产生很多的碳负离子，因为溶剂的质子被碱性很强的碳负离子夺去了。 一般使用的强碱和相应的溶剂有以下几种搭配： 1.三级丁醇钾，经常使用三级丁醇、二甲亚砜、四氢呋喃为溶剂； 2.氨基钠，溶剂为液氨、醚、苯、甲苯、1,2-二甲氧乙烷等； 3.氢化钠及氢化钾，溶剂为苯、醚、二甲基甲酰胺等； 4.三苯甲基钠，溶剂为苯、醚、液氨等； 注：三苯甲烷的pKa值大约为31.5，而三级丁醇的pKa是18，因此三苯甲基钠要比三级丁醇钠的碱性强得多。此外还有LDA等。 2.混合酯缩合 若用两个不同的并都含有α活泼氢的酯进行酯缩合作用，理论上就可得到四种不同的产物，在制备上，没有很多的价值。 因此一般进行这种混合酯缩合时，只用一个含有活泼氢的酯和一个不含活泼氢的酯进行缩合。 经常用的不含活泼氢的酯有苯甲酸酯、甲酸酯、草酸酯、碳酸酯等。 2.1苯甲酸酯与其它酯的反应注：芳香酸酯的酯羰基一般不够活泼，缩合时需要用较强的碱，有足够浓度的碳负离子，才能保证反应进行。 2.2 草酸酯与其它酯的反应 草酸酯由于一个酯基的诱导作用，增加了另一个羰基的亲电作用，所以比较容易和其它的酯发生缩合作用。 注： 草酸酯的缩合产物有一个α-羰基酸酯的集团，加热即失去一分子一氧化碳，变成取代的丙二酸酯。苯基取代的丙二酸酯，不能用溴苯进行芳基化取代，但可用此法制得: 注： 用长链的脂肪酸酯和草酸酯反应，一般产率很低，但如能将产出来的乙醇不断蒸出，可以得到产率较高的产物。 草酸酯缩合产物，经过处理可以得到α-羰基酸。利用这个反应，可以合成生物化学上重要的2-氧代戊二酸。 2-氧代戊二酸（ α-羰基戊二酸）的合成： 2.3 甲酸酯与其它酯的反应 与甲酸酯发生酯缩合反应后，即在α碳原子上引入一个甲酰基。 如用苯乙酸乙酯和甲酸乙酯进行缩合，得到α-甲酰苯乙酸乙酯： 注： α-甲酰化合物是非常活泼的，产率往往很低，并且容易聚合。 例如:乙酸乙酯和甲酸乙酯缩合的产物，会马上再发生羟醛缩合作用，得到均苯三甲酸三乙酯。 注： Claisen(克莱森)缩合反应是可逆的，因此生成的β-二羰基化合物在催化量的碱与一分子醇作用下，可发生Claisen(克莱森)酯缩合反应的逆反应，分解为两分子酯。小结: * * Claisen(克莱森)缩合反应，在合成上很重要，其逆合成在合成上也是很有用的。