精细有机合成化学和工艺学课件--第13章缩合.ppt

课件 第13章 缩合 课件 习题： 13-5 （2） 答：对硝基甲苯先用多硫化钠还原-氧化对氨基苯甲醛，然后在稀硫酸中重氮化-重氮基被羟基置换，得对羟基苯甲醛。由对羟基苯甲醛与丙二酸在吡啶中于85℃进行脱水缩合和脱羧反应，得目的产物。 其合成路线如下： * * 课件 课件 13.1 概述 缩合一般系指两个或两个以上分子间通过生成新的碳-碳、碳-杂原子或杂原子-杂原子键，从而形成较大的单一分子的反应。缩合反应一般往往伴随着脱去某一种简单分子，如H2O、HX、ROH等。 本章主要讨论的内容有：脂链中亚甲基和甲基上的酸性活泼氢被取代而形成新的碳-碳键的缩合反应。 乙酰丙酮酸乙酯 课件 羰基的加成缩合 课件 13-2 羟醛缩合反应 高级醛得到β-羟基醛后，更容易失水： 含有α-氢的醛或酮，在碱或酸的催化下生成β-羟基醛或β-羟基酮类化合物的反应。 β-羟基醛或酮经脱水消除便成α,β-不饱和醛或酮。 一、羟醛 (Aldol）缩合反应 课件 酮的羟醛缩合反应比醛困难： 羟醛缩合反应常需有碱(如氢氧化钠水溶液、其次也用到碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钾、碳酸钾、氢氧化钡、醇钠和有机叔胺等)催化。有时也可用酸(如盐酸、硫酸、阳离子交换树脂等)催化。 1、催化剂 课件 2、反应历程 以乙醛的自身缩合为例： 课件 二、醛醛缩合 1、同分子醛自身缩合 0-20℃ 课件 课件 羟醛自身缩合在有机合成上的特点是可使产物的碳链长度增加一倍，工业上可利用这种缩合反应来制备高级醇。 课件 答: 课件 2、异分子醛的交叉缩合 这类反应可能生成四种羟基醛(如果继续脱水,则产物更多) 。 注意：异分子醛在碱催化下交叉缩合时，一般是α-碳原子上含有活泼氢较少（即含取代基较多）的醛形成碳负离子，然后与α-碳原子上含有活泼氢较多（即含取代基较少）的醛的羰基碳原子发生亲核加成反应。 课件 例如：正丁醛和乙醛缩合、脱水、加氢主要得到2-乙基丁醛（异己醛） 异己醛 课件 但若采取下列措施： a. 反应物之一为无α－H的醛（如甲醛、芳甲醛）； b. 将无α－H的醛先与稀碱混合； c. 再将有α－H的醛滴入。 则产物有意义！ 课件 3、芳醛与脂醛的交叉缩合 芳醛虽不含羰基α氢，但可以与含有α氢的脂肪醛缩合，然后脱水生成β-苯基α,β-不饱和醛，该反应叫Claisen-Schimidt反应。 反应条件： 苯甲醛:乙醛:1%-1.25%氢氧化钠水溶液按1:1.38:0.09的摩尔比，在溶剂苯中，在20℃反应5h，苯层精馏，回收苯和苯甲醛，最后蒸出肉桂醛。 消除脱水 课件 4、甲醛与其他醛的交叉缩合(Cannizzaro反应(歧化反应)) 甲醛不含有α氢，它不能自身缩合，但是甲醛分子中的羰基却容易同含有α氢的醛所生成的碳负离子，发生交叉缩合反应，主要生成β-羟甲基醛。 利用甲醛向醛或酮分子中的羰基α碳原子上引入一个或多个羟甲基的反应叫羟甲基化缩合。 课件 如：季戊四醇的制备： 课件 四、酮酮缩合 1、对称酮的自身缩合 例如： 课件 2、不对称酮的自身缩合 这类反应虽然可能生成四种产物，但是通过可逆平衡可以主要生成一种产物。这时，脱质子反应主要发生在羰基α位含活泼氢较多的碳原子上。 课件 五、醛酮交叉缩合 醛酮交叉缩合既可以生成β-羟基醛，又可以β-羟基酮，不易得到单一产物。然而，不含α氢的甲醛或苯甲醛与对称酮缩合时，则能得到单一产物。 课件 13-1（5）：苯甲醛与丙酮通过缩合、消除脱水以及加氢还原可以制得哪些主要产品？以反应式表示。 答：丙酮脱质子形成负碳离子： 课件 13-3 羧酸及其衍生物的缩合反应 课件 一、珀金(PerKin)缩合反应 芳香醛与脂肪酸酐在碱性催化剂（通常采用相应脂肪酸碱金属盐）作用下缩合，生成β-芳基丙烯酸类化合物的反应称为珀金缩合反应。 其通式如下： 反应特点： 1、羧酸酐为活性较弱的亚甲基化合物，而羧酸盐催化剂又是弱碱，所以反应温度较高（150-200℃）。 2、催化剂一般用无水羧酸钠，但有时钾盐效果比钠盐好，反应速度快，收率也较高。 3、如果芳醛环上有吸电基时，亲核加成反应易进行，收率较高；反之，如果环上有给电基，则亲核加成反应较难进行，收率也低，甚至不能发生反应。 13-3-1珀金(PerKin)缩合反应 课件 应用举例：肉桂酸的制备 CH3COOK 170-180℃，3h 课件 二、反应历程 以苯甲醛和乙酸酐的缩合为例，其反应历程如下： ① 课件 缺点： 反应时间长，温度高，收率相对较低。 亲核加成 消除脱水 水解 课件 肉桂酸的其他制备方法： 加成C-烷化 催化剂，加热 脱氯化氢-水解 催化剂，加热 乙酸介质 第一种：波兰加成反应用脂胺-一价铜配合物催化