有机化学缩合反应.ppt
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1、 第十五章第十五章 缩合反应(缩合反应(1)主要内容主要内容主要内容主要内容 酯酯酯酯的的的的缩合反应(缩合反应(缩合反应(缩合反应(ClaisenClaisen缩合,缩合,缩合,缩合,DieckmannDieckmann缩合,交叉缩合,交叉缩合,交叉缩合,交叉 酯缩合),酯缩合反应机理酯缩合),酯缩合反应机理酯缩合),酯缩合反应机理酯缩合),酯缩合反应机理 酮的酰基化酮的酰基化酮的酰基化酮的酰基化 酮或酯的酰基化反应在合成中的应用酮或酯的酰基化反应在合成中的应用酮或酯的酰基化反应在合成中的应用酮或酯的酰基化反应在合成中的应用 b-b-b-b-二羰基化合物的互变异构现象二羰基化合物的互变异构现
2、象二羰基化合物的互变异构现象二羰基化合物的互变异构现象 酮和酯类化合物酮和酯类化合物酮和酯类化合物酮和酯类化合物 位的烷基化位的烷基化位的烷基化位的烷基化1 1复习:烯醇负离子及其部分反应复习:烯醇负离子及其部分反应复习:烯醇负离子及其部分反应复习:烯醇负离子及其部分反应烯醇负离子烯醇负离子烯醇负离子烯醇负离子 醛、酮醛、酮醛、酮醛、酮酯酯酯酯n n 复习:几类烯醇负离子的反应复习:几类烯醇负离子的反应复习:几类烯醇负离子的反应复习:几类烯醇负离子的反应氕氘交换氕氘交换氕氘交换氕氘交换-卤代卤代卤代卤代醇醛缩合醇醛缩合醇醛缩合醇醛缩合亲核试剂亲核试剂亲核试剂亲核试剂n n 本章将介绍的几类烯醇
3、负离子的反应本章将介绍的几类烯醇负离子的反应本章将介绍的几类烯醇负离子的反应本章将介绍的几类烯醇负离子的反应烷基化烷基化烷基化烷基化酰基化酰基化酰基化酰基化共轭加成共轭加成共轭加成共轭加成(Michael(Michael加成加成加成加成)醛、酮或酯醛、酮或酯醛、酮或酯醛、酮或酯1 1酯的酰基化酯的酰基化酯的酰基化酯的酰基化酯缩合反应酯缩合反应酯缩合反应酯缩合反应1.1.ClaisenClaisen (酯)缩合(两个相同酯之间的缩合)酯)缩合(两个相同酯之间的缩合)酯)缩合(两个相同酯之间的缩合)酯)缩合(两个相同酯之间的缩合)b-b-b-b-羰基酯羰基酯羰基酯羰基酯(1,31,3-二羰基类化合
4、物)二羰基类化合物)二羰基类化合物)二羰基类化合物)其它常用碱其它常用碱其它常用碱其它常用碱 NaH,NaNH NaH,NaNH2 2,LDA,Ph LDA,Ph3 3CNa,t-BuOKCNa,t-BuOK (弱亲核性强碱)(弱亲核性强碱)(弱亲核性强碱)(弱亲核性强碱)碱碱碱碱 用用用用 量对反应的影响量对反应的影响量对反应的影响量对反应的影响催催催催 化化化化 量:量:量:量:反应可逆反应可逆反应可逆反应可逆大于化学计量:大于化学计量:大于化学计量:大于化学计量:反应完全反应完全反应完全反应完全 为什么?为什么?为什么?为什么?请注意所用请注意所用请注意所用请注意所用碱的结构碱的结构碱的
5、结构碱的结构 ClaisenClaisen 缩合举例:缩合举例:缩合举例:缩合举例:乙酰乙酸乙酯乙酰乙酸乙酯乙酰乙酸乙酯乙酰乙酸乙酯 ClaisenClaisen 缩合机理缩合机理缩合机理缩合机理稳定的烯醇负离子稳定的烯醇负离子稳定的烯醇负离子稳定的烯醇负离子 b-b-b-b-羰基酯的分解机理(逆羰基酯的分解机理(逆羰基酯的分解机理(逆羰基酯的分解机理(逆ClaisenClaisen缩合机理)缩合机理)缩合机理)缩合机理)消除一个稳定消除一个稳定消除一个稳定消除一个稳定的烯醇负离子的烯醇负离子的烯醇负离子的烯醇负离子2.2.交叉酯缩合(两个不同酯之间的缩合)交叉酯缩合(两个不同酯之间的缩合)交
6、叉酯缩合(两个不同酯之间的缩合)交叉酯缩合(两个不同酯之间的缩合)产物单一产物单一产物单一产物单一有合成意义有合成意义有合成意义有合成意义合成上意义不大合成上意义不大合成上意义不大合成上意义不大(1)甲酸酯)甲酸酯醛基醛基RO-0-25oCNaHH2ONaBH4C2H5OH 25oC*1.甲酸酯中含有醛基、催化剂碱性不能太强,产率不高甲酸酯中含有醛基、催化剂碱性不能太强,产率不高.*2.是在分子中引入甲酰基的好方法是在分子中引入甲酰基的好方法.*3.如果用一个环酯和甲酸酯缩合,不能用如果用一个环酯和甲酸酯缩合,不能用RO-做催化剂,做催化剂,否则会发生酯否则会发生酯 交换而开环交换而开环.讨讨
7、 论论*1.一个酯羰基的诱导效应,增加了另一个酯羰基的活性,一个酯羰基的诱导效应,增加了另一个酯羰基的活性,反应顺利,产率好。反应顺利,产率好。*2.羰基活性好,所以催化剂的碱性不用太强。羰基活性好,所以催化剂的碱性不用太强。*3.在合成上用来制备在合成上用来制备 丙二酸酯或丙二酸酯或-取代的丙二酸酯。取代的丙二酸酯。-羰基酸。羰基酸。(2)草酸酯)草酸酯丙二酸酯丙二酸酯-羰基酸羰基酸*1.羰基活性差,应选用强一些的碱作催化剂。羰基活性差,应选用强一些的碱作催化剂。*2.在合成上用来制备丙二酸酯或在合成上用来制备丙二酸酯或-取代的丙二酸酯。取代的丙二酸酯。(3)碳酸酯碳酸酯*1.羰基活性差,选
8、用强碱作催化剂。羰基活性差,选用强碱作催化剂。*2.在合成上,主要用于在在合成上,主要用于在-C上引入苯甲酰基。上引入苯甲酰基。(4)苯甲酸酯苯甲酸酯 混合酯缩合举例:混合酯缩合举例:混合酯缩合举例:混合酯缩合举例:无无无无 氢氢氢氢有有有有 氢氢氢氢eg 1.选用合适原料制备选用合适原料制备eg 2.选用合适的原料制备选用合适的原料制备合成二:合成二:HCOOEt +C6H5CH2COOEtEtONa70%合成一:合成一:EtOOC-COOEt +C6H5CH2COOEtEtONa-CO175oC+C6H5CH2COOEtEtONa合成:合成:eg 3.选用合适的原料合成选用合适的原料合成逆
9、合成分析逆合成分析-CO2EtO-H+H+OH-eg 4.选用合适的原料合成选用合适的原料合成逆合成剖析:逆合成剖析:具体合成:具体合成:3.3.DieckmannDieckmann 缩合(分子内酯缩合)缩合(分子内酯缩合)缩合(分子内酯缩合)缩合(分子内酯缩合)n n 对称二羧酸酯的对称二羧酸酯的对称二羧酸酯的对称二羧酸酯的 DieckmannDieckmann 缩合缩合缩合缩合碱为催化量时反应可逆碱为催化量时反应可逆碱为催化量时反应可逆碱为催化量时反应可逆 n n 不对称二羧酸酯的不对称二羧酸酯的不对称二羧酸酯的不对称二羧酸酯的 DieckmannDieckmann 缩合缩合缩合缩合 主要
10、产物主要产物主要产物主要产物两产物在碱作用下可两产物在碱作用下可两产物在碱作用下可两产物在碱作用下可相互转变,请写出该相互转变,请写出该相互转变,请写出该相互转变,请写出该转变的机理转变的机理转变的机理转变的机理(下页)(下页)(下页)(下页)反应可逆反应可逆反应可逆反应可逆过量的碱过量的碱过量的碱过量的碱其它可能产物难其它可能产物难其它可能产物难其它可能产物难生成,为什么?生成,为什么?生成,为什么?生成,为什么?机理机理机理机理分析分析分析分析逆逆逆逆Dieckmann Dieckmann 缩合缩合缩合缩合Dieckmann Dieckmann 缩合缩合缩合缩合合成合成合成合成 n n 例
11、:例:例:例:DieckmannDieckmann 缩合的可逆性在合成上的应用缩合的可逆性在合成上的应用缩合的可逆性在合成上的应用缩合的可逆性在合成上的应用直接反应得不直接反应得不直接反应得不直接反应得不到目标产物到目标产物到目标产物到目标产物双活化位双活化位双活化位双活化位问题:问题:问题:问题:两步反应中分别采用两步反应中分别采用两步反应中分别采用两步反应中分别采用了不同的碱,若两种碱相了不同的碱,若两种碱相了不同的碱,若两种碱相了不同的碱,若两种碱相互交换会有什么问题?互交换会有什么问题?互交换会有什么问题?互交换会有什么问题?4.4.酯与酰氯或酸酐的缩合酯与酰氯或酸酐的缩合酯与酰氯或酸
12、酐的缩合酯与酰氯或酸酐的缩合机理机理机理机理问题:用酯代替酰氯问题:用酯代替酰氯问题:用酯代替酰氯问题:用酯代替酰氯或酸酐好不好?或酸酐好不好?或酸酐好不好?或酸酐好不好?反应分两步进行反应分两步进行反应分两步进行反应分两步进行化学计量化学计量化学计量化学计量产物有何特点?产物有何特点?产物有何特点?产物有何特点?2 2酮的酰基化酮的酰基化酮的酰基化酮的酰基化酯(酰基化试剂)酯(酰基化试剂)酯(酰基化试剂)酯(酰基化试剂)酮酮酮酮2,42,4-戊二酮(乙酰丙酮)戊二酮(乙酰丙酮)戊二酮(乙酰丙酮)戊二酮(乙酰丙酮)(引入酯基)(引入酯基)(引入酯基)(引入酯基)碳酸二乙酯碳酸二乙酯碳酸二乙酯碳
13、酸二乙酯1,31,3-二羰基类化合物二羰基类化合物二羰基类化合物二羰基类化合物b-b-b-b-羰基酯类羰基酯类羰基酯类羰基酯类n n 酮的酰基化机理酮的酰基化机理酮的酰基化机理酮的酰基化机理酮与酯的酮与酯的酮与酯的酮与酯的-氢酸性比较:氢酸性比较:氢酸性比较:氢酸性比较:优先优先优先优先n n 不对称酮的酰基化不对称酮的酰基化不对称酮的酰基化不对称酮的酰基化实例实例 2实例实例 3发生分子内酮酯缩合时发生分子内酮酯缩合时,总是倾向于形成五元环、六元环。总是倾向于形成五元环、六元环。实例实例 1练习:拟定合理的反应机理练习:拟定合理的反应机理-EtO-EtO-解答解答解答解答 :思考题:思考题:
14、思考题:思考题:(1 1)酮与酯的缩合是否也有可逆性?酮与酯的缩合是否也有可逆性?酮与酯的缩合是否也有可逆性?酮与酯的缩合是否也有可逆性?(2 2)若存在可逆,还可能有什么产物生成?写出机理解释。若存在可逆,还可能有什么产物生成?写出机理解释。若存在可逆,还可能有什么产物生成?写出机理解释。若存在可逆,还可能有什么产物生成?写出机理解释。(3 3)如果反应有可逆性,如何使反应完全?如果反应有可逆性,如何使反应完全?如果反应有可逆性,如何使反应完全?如果反应有可逆性,如何使反应完全?3 3 3 3b-b-b-b-二羰基化合物的互变异构现象二羰基化合物的互变异构现象二羰基化合物的互变异构现象二羰基
15、化合物的互变异构现象互变异构互变异构互变异构互变异构烯醇式的特征:烯醇式的特征:IR:有有OH吸收峰,吸收峰,1H NMR:有有OH和烯质子信号,和烯质子信号,化学试验:化学试验:与与FeCl3显色显色分子内氢键分子内氢键分子内氢键分子内氢键-二酮二酮二酮二酮-羰基酯羰基酯羰基酯羰基酯-二酯二酯二酯二酯很少很少很少很少4 4酮或酯的酰基化反应在合成上的应用酮或酯的酰基化反应在合成上的应用酮或酯的酰基化反应在合成上的应用酮或酯的酰基化反应在合成上的应用 制备制备制备制备 b-b-b-b-二羰基型化合物(二羰基型化合物(二羰基型化合物(二羰基型化合物(1,31,3-二羰基化合物二羰基化合物二羰基化
16、合物二羰基化合物)b-b-b-b-二酮二酮二酮二酮b-b-b-b-羰基酯羰基酯羰基酯羰基酯n n 1,31,3-二羰基型化合物的反合成分析二羰基型化合物的反合成分析二羰基型化合物的反合成分析二羰基型化合物的反合成分析酯酯酯酯酮酮酮酮酯酯酯酯酯酯酯酯酮酮酮酮酯酯酯酯例例例例 1 1(反合成分析)(反合成分析)(反合成分析)(反合成分析)原料不易得原料不易得原料不易得原料不易得有两处可反应有两处可反应有两处可反应有两处可反应原料易得原料易得原料易得原料易得合成方便合成方便合成方便合成方便例例例例 2 2(反合成分析)(反合成分析)(反合成分析)(反合成分析)原料易得原料易得原料易得原料易得合成方便
17、合成方便合成方便合成方便例例例例 3 3(反合成分析):(反合成分析):(反合成分析):(反合成分析):b-b-b-b-氨基酮类氨基酮类氨基酮类氨基酮类二烯酮不稳定二烯酮不稳定二烯酮不稳定二烯酮不稳定MannichMannich反应反应反应反应胺的共轭加成胺的共轭加成胺的共轭加成胺的共轭加成逆向逆向逆向逆向DieckmannDieckmann缩合缩合缩合缩合胺的共轭加成胺的共轭加成胺的共轭加成胺的共轭加成稳定化合物稳定化合物稳定化合物稳定化合物例例例例3 3的合成路线的合成路线的合成路线的合成路线,b-,b-,b-,b-不饱和酯的共轭加成不饱和酯的共轭加成不饱和酯的共轭加成不饱和酯的共轭加成(
18、类似(类似(类似(类似,b-,b-,b-,b-不饱和酮的反应)不饱和酮的反应)不饱和酮的反应)不饱和酮的反应)例例例例 4 4:反合成分析:反合成分析:反合成分析:反合成分析不可行不可行不可行不可行不可行不可行不可行不可行可行可行可行可行可行可行可行可行5 5酮和酯类化合物酮和酯类化合物酮和酯类化合物酮和酯类化合物 位的烷基化反应位的烷基化反应位的烷基化反应位的烷基化反应n n 普通酮、酯的烷基化反应普通酮、酯的烷基化反应普通酮、酯的烷基化反应普通酮、酯的烷基化反应反应不可逆反应不可逆反应不可逆反应不可逆醛、酮醛、酮醛、酮醛、酮酯酯酯酯烯醇负离子作为亲核试剂烯醇负离子作为亲核试剂烯醇负离子作为
19、亲核试剂烯醇负离子作为亲核试剂例例例例1 1:第一步若不采用强碱和低温,酮将不能完全烯第一步若不采用强碱和低温,酮将不能完全烯醇负离子化,会发生醇醛缩合等副反应。醇负离子化,会发生醇醛缩合等副反应。应予以考虑的问题:应予以考虑的问题:应予以考虑的问题:应予以考虑的问题:反应的活性问题反应的活性问题反应的活性问题反应的活性问题(一般酮和酯类化合物(一般酮和酯类化合物(一般酮和酯类化合物(一般酮和酯类化合物 氢的酸性不够强,氢的酸性不够强,氢的酸性不够强,氢的酸性不够强,须强碱作用,反应条件较为苛刻)须强碱作用,反应条件较为苛刻)须强碱作用,反应条件较为苛刻)须强碱作用,反应条件较为苛刻)。反应的
20、区位选择性问题反应的区位选择性问题反应的区位选择性问题反应的区位选择性问题(不对称酮有两种反应位置)。(不对称酮有两种反应位置)。(不对称酮有两种反应位置)。(不对称酮有两种反应位置)。酮或酯的自身缩合问题酮或酯的自身缩合问题酮或酯的自身缩合问题酮或酯的自身缩合问题(醇醛缩合和(醇醛缩合和(醇醛缩合和(醇醛缩合和ClaisenClaisen缩合)缩合)缩合)缩合)例例例例2 2:例例例例3 3:不对称酮不对称酮不对称酮不对称酮热力学控制热力学控制热力学控制热力学控制动力学控制动力学控制动力学控制动力学控制n n 1,31,3-二羰基化合物的烷基化反应二羰基化合物的烷基化反应二羰基化合物的烷基化
21、反应二羰基化合物的烷基化反应双活化位置,反应优先发生双活化位置,反应优先发生双活化位置,反应优先发生双活化位置,反应优先发生其它活化基团如:其它活化基团如:其它活化基团如:其它活化基团如:CNCN,NONO2 2,ArAr双活化例子双活化例子双活化例子双活化例子例:例:例:例:本次课小结:本次课小结:本次课小结:本次课小结:l l 酯的酰基化。反应的几个类型(酯的酰基化。反应的几个类型(酯的酰基化。反应的几个类型(酯的酰基化。反应的几个类型(ClaisenClaisen缩合,缩合,缩合,缩合,DieckmannDieckmann 缩合,交叉酯缩合),各反应的机理(重要)缩合,交叉酯缩合),各反
22、应的机理(重要)缩合,交叉酯缩合),各反应的机理(重要)缩合,交叉酯缩合),各反应的机理(重要)l l 酮的酰基化酮的酰基化酮的酰基化酮的酰基化l l 酮和酯的酰基化反应在合成中的应用酮和酯的酰基化反应在合成中的应用酮和酯的酰基化反应在合成中的应用酮和酯的酰基化反应在合成中的应用l l 羰基羰基羰基羰基 位的烷基化位的烷基化位的烷基化位的烷基化有机化学作业有机化学作业上册,第五章上册,第五章上册,第五章上册,第五章 习题习题习题习题下册,第十五章下册,第十五章下册,第十五章下册,第十五章 习题习题习题习题本次作业共本次作业共本次作业共本次作业共2020分,限五一节前交上。分,限五一节前交上。分
23、,限五一节前交上。分,限五一节前交上。第十五章第十五章 缩合反应(缩合反应(2)主要内容主要内容主要内容主要内容 乙酰乙酸乙酯合成法在合成中的应用乙酰乙酸乙酯合成法在合成中的应用乙酰乙酸乙酯合成法在合成中的应用乙酰乙酸乙酯合成法在合成中的应用 丙二酸酯合成法在合成中的应用丙二酸酯合成法在合成中的应用丙二酸酯合成法在合成中的应用丙二酸酯合成法在合成中的应用 羰基羰基羰基羰基 位酯基的作用位酯基的作用位酯基的作用位酯基的作用活化、定位、引导断键活化、定位、引导断键活化、定位、引导断键活化、定位、引导断键 1,31,3-二羰基化合物二羰基化合物二羰基化合物二羰基化合物 位的反应位的反应位的反应位的反
24、应n n复习:羰基复习:羰基复习:羰基复习:羰基 位的反应位的反应位的反应位的反应 酰基化(酰基化(酰基化(酰基化(ClaisenClaisen缩合,缩合,缩合,缩合,交交交交叉酯缩合,叉酯缩合,叉酯缩合,叉酯缩合,DieckmannDieckmann缩合)和烷基化缩合)和烷基化缩合)和烷基化缩合)和烷基化本次课重点:羰基本次课重点:羰基本次课重点:羰基本次课重点:羰基 位的酰基化和烷基化在合成上的应用位的酰基化和烷基化在合成上的应用位的酰基化和烷基化在合成上的应用位的酰基化和烷基化在合成上的应用 醛、酮、酯醛、酮、酯醛、酮、酯醛、酮、酯1,3-1,3-二羰基型化合物二羰基型化合物二羰基型化合
25、物二羰基型化合物(b-b-b-b-二羰基化合物)二羰基化合物)二羰基化合物)二羰基化合物)酰基化酰基化酰基化酰基化烷基化烷基化烷基化烷基化碱碱碱碱1 1乙酰乙酸乙酯合成法乙酰乙酸乙酯合成法乙酰乙酸乙酯合成法乙酰乙酸乙酯合成法比较以下两合成比较以下两合成比较以下两合成比较以下两合成实验条件较苛实验条件较苛实验条件较苛实验条件较苛刻,产率不好刻,产率不好刻,产率不好刻,产率不好.取代丙酮取代丙酮取代丙酮取代丙酮(甲基酮)(甲基酮)(甲基酮)(甲基酮)乙酰乙酸乙酯乙酰乙酸乙酯乙酰乙酸乙酯乙酰乙酸乙酯丙酮丙酮丙酮丙酮乙酰乙酸乙酯乙酰乙酸乙酯乙酰乙酸乙酯乙酰乙酸乙酯丙酮丙酮丙酮丙酮合成等价物合成等价物合
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