有机化学第十四章羰基α-取代和缩合课件.ppt

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1、第十四章 羰基取代反应和缩合反应Reaction at the a-Carbon of Carbonyl Compounds羰基化合物的结构与反应特征羰基化合物的结构特征之一：羰基C=O，可以接受亲核试剂的进攻，发生亲核加成反应、亲核取代反应。羰基化合物的结构与反应特征羰基化合物的结构特征之二：羰基C=O 的吸电子作用使得a-H 具有明显的酸性，在碱性条件下可以离解，生成烯醇负离子，从而成为亲核试剂，进攻羰基碳或卤代烃，发生亲核加成反应、亲核取代反应。烯醇负离子由于羰基的共轭作用得以稳定羰基化合物的结构与反应特征烯醇中的C-C 双键接受亲电试剂进攻，发生a 卤代反应；醛酮、羧酸和酰卤可以发生该

2、反应烯醇负离子作为亲核试剂，进攻卤代烃的缺电子碳，则发生亲核取代反应；进攻羰基碳则发生亲核加成反应；一、a-氢的酸性与烯醇、烯醇负离子的形成二、a-卤代反应三、Aldol 加成和Aldol 缩合四、酮和酯的烷基化反应五、酮和酯的酰基化反应六、a,b-不饱和羰基化合物的亲核加成七、b-二羰基化合物的反应与应用八、其他缩合反应本章主要内容一、a-氢酸性与烯醇、烯醇负离子形成1、Acidity of a-Hydrogens of Carbonyl Compounds醇ROH 的p Ka约为1518，的p Ka 为25醛酮RCH2COR 羰基a-H 的p Ka约为1620酯RCH2COOR 羰基a-H

3、 的p Ka 为25可见在适当的碱作用下，醛酮羰基的a-H 可以离解，而形成碳负离子常用碱有：OH-，EtONa，t-BuOK，(i-Pro)2NHLi（LDA），PhLi 等（RNH2 的p Ka 为35，PhH 的p Ka 为44，水的p Ka 为15）2、Formation of Enolate烯醇负离子由于羰基的共轭作用得以稳定弱碱如NaOH，RONa 作用下，反应只能达到一定的平衡强碱如LDA 作用下，可以定量地转化为烯醇负离子一、a-氢酸性与烯醇、烯醇负离子形成LDA low temperature,give kinetic enolate high temperature,giv

4、e thermodynamic enolate动力学控制产物 热力学控制产物强碱有利于形成动力学控制的少取代烯醇负离子。酸性条件则有利于形成热力学控制的多取代烯醇弱碱条件下，影响因素会更多，选择性不高。2、Formation of Enolate酸性条件下将形成烯醇，而不是烯醇负离子一、a-氢酸性与烯醇、烯醇负离子形成3、Keto Enol Tautomerism(互变异构)酸和碱均可催化这一互变异构平衡的达到碱性条件下，碱夺取a-H形成烯醇负离子一、a-氢酸性与烯醇、烯醇负离子形成例题与习题指出下列每一对化合物，哪一对是互变异构体，哪一对是共振极限式。如果是互变异构体，请表示出平衡有利于哪一

5、方？一、a-氢酸性与烯醇、烯醇负离子形成例题与习题预测下列每组化合物，哪一个烯醇负离子是主要的（动力学控制产物）一、a-氢酸性与烯醇、烯醇负离子形成4、烯醇硅醚的形成LDA 作用下形成的负离子与三甲基氯硅烷反应生成烯醇硅醚一、a-氢酸性与烯醇、烯醇负离子形成烯醇或烯醇负离子具有C-C 双键，可以接受亲电试剂进攻，发生亲电取代反应。酸碱催化机理有所不同。二、a 卤代反应（1）Aldehyde and ketone酸催化下 得一卤代物。反应性：RCOCHR2 RCOCH2R RCOCH3 碱催化下 得多卤代物 RCOCH3 and RCH(OH)CH3发生卤仿反应 反应性：RCOCH3 RCOCH

6、2R RCOCHR2二、a 卤代反应（1）Aldehyde and ketone酸催化机理：比较I 和II，由于卤素的吸电子作用，II 中羰基氧上的电子云密度降低，因此质子化能力降低，反应多停留在一卤代阶段二、a 卤代反应质子化相对容易（1）Aldehyde and ketone二、a 卤代反应（1）Aldehyde and ketone二、a 卤代反应碘仿反应：用于鉴别甲基酮和能氧化为甲基酮的醇二、a 卤代反应（1）Aldehyde and ketone思考题：举例说明能氧化为甲基酮的醇有哪些？例题与习题完成下列反应二、a 卤代反应例题与习题完成下列反应二、a 卤代反应三、Aldol加成和A

7、ldol缩合1.Aldol addition and aldol condensationAldol additionAldol condensationb-hydroxyaldehyde b-hydroxyketonea,b-unsaturated aldehyde a,b-unsaturated ketoneAldol condensation1.Aldol addition and aldol condensation三、Aldol加成和Aldol缩合Mechanism for the aldol addtion1.Aldol addition and aldol condensatio

8、n三、Aldol加成和Aldol缩合例题与习题请写出下列反应的产物1.Aldol addition and aldol condensation三、Aldol加成和Aldol缩合2.The mixed aldol additionWhen one of the aldehyde or ketone has no a-H,and with one excess starting material,one product could be mainly obtained.三、Aldol加成和Aldol缩合2.The mixed aldol addition三、Aldol加成和Aldol缩合如果两个

9、反应物都具有a-H，则将得到四个产物2.The mixed aldol additionHow to get the desired product?采用强碱LDA 与一个醛或酮反应，使之定量地转化为烯醇负离子，然后再向该体系中加入另一个醛或酮，则可以得到单一产物。三、Aldol加成和Aldol缩合3.Intramolecular aldol addition to form cyclic b-hydroxyketone or a,b unsaturatd ketone三、Aldol加成和Aldol缩合3.Intramolecular aldol addition 三、Aldol加成和Aldo

10、l缩合3.Intramolecular aldol addition三、Aldol加成和Aldol缩合三、Aldol加成和Aldol缩合例题与习题完成下列反应三、Aldol加成和Aldol缩合例题与习题完成下列反应例题与习题试用合适的原料合成下列化合物例题与习题从指定原料出发，如何完成下列转化？思考题：不使用上述途径，如何用不多于四个碳的原料合成上述两个化合物？4.Biological aldol reaction三、Aldol加成和Aldol缩合四、酮和酯的烷基化反应1.通过enolate2.通过enamine两种方法比较通过enolate 的方法，还会得到二烷基化和氧烷基化的产物通过enamine 的方法，只得到单烷基化的产物，合成上更有用。四、酮和酯的烷基化反应两种方法比较四、酮和酯的烷基化反应一、a-氢酸性与烯醇、烯醇负离子形成二、a 卤代反应三、Aldol 加成和Aldol 缩合四、酮和酯的烷基化反应