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Claisen克莱森缩合反应

反应机理如下:

反应机理为:首先,酯在碱得作用下失去活泼氢,生成烯醇负离子,烯醇负离子对另一分子得酯发生亲与加成,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、使用得溶剂必须符合一定得条件。

1、相同酯之间得缩合例如:乙酸乙酯得缩合产物“三乙”乙酸乙酯得α氢得酸性就是很弱得(pKa约为24、5),而乙醇钠就是一个较弱得碱(乙醇,pKa约为15、9)在这样条件下,乙酸乙酯形成得负离子在平衡体系中很少得。反应如下

为什么这个反应进行得如此完全呢？

其原因就是最后产物乙酰乙酸乙酯就是一个比较强得酸,在碱作用下可以形成很稳定得负离子,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:酯得缩合物与碱生成盐就是缩合反应完成得关键一步。为使反应顺利进行,两个羰基之间得碳上必须有活泼氢。因此原料酯上得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。假如原料酯得α碳上只有一个活泼氢,则缩合反应必须在更强碱得作用下才能完成。如:异丁酸乙酯在乙醇钠作用下,不能发生酯缩合反应,但在三苯甲基钠得作用下就可进行缩合。

溶剂得影响:假如溶剂得酸性比原化合物强得多,就不能产生很多得碳负离子,因为溶剂得质子被碱性很强得碳负离子夺去了。

一般使用得强碱与相应得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:三苯甲烷得pKa值大约为31、5,而三级丁醇得pKa就是18,因此三苯甲基钠要比三级丁醇钠得碱性强得多。此外还有LDA等。

2、混合酯缩合若用两个不同得并都含有α活泼氢得酯进行酯缩合作用,理论上就可得到四种不同得产物,在制备上,没有很多得价值。因此一般进行这种混合酯缩合时,只用一个含有活泼氢得酯与一个不含活泼氢得酯进行缩合。经常用得不含活泼氢得酯有苯甲酸酯、甲酸酯、草酸酯、碳酸酯等。

2、1苯甲酸酯与其它酯得反应

注:芳香酸酯得酯羰基一般不够活泼,缩合时需要用较强得碱,有足够浓度得碳负离子,才能保证反应进行。

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2、2草酸酯与其它酯得反应草酸酯由于一个酯基得诱导作用,增加了另一个羰基得亲电作用,所以比较容易与其它得酯发生缩合作用。

注:草酸酯得缩合产物有一个α-羰基酸酯得集团,加热即失去一分子一氧化碳,变成取代得丙二酸酯。苯基取代得丙二酸酯,不能用溴苯进行芳基化取代,但可用此法制得:

注:用长链得脂肪酸酯与草酸酯反应,一般产率很低,但如能将产出来得乙醇不断蒸出,可以得到产率较高得产物。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得2-氧代戊二酸。

2-氧代戊二酸(α-羰基戊二酸)得合成: