二羰基化合物的拆开概述

2-7 1,3-二羰基化合物的拆开二羰基化合物的拆开 1,5-二羰基化合物的拆开二羰基化合物的拆开 1,3-二羰基化合物的拆开二羰基化合物的拆开 构造通式构造通式一、一、1,3-二羰基化合物的合成二羰基化合物的合成1,3-二羰基化合物的制备，通常是用克莱森缩合反响。二羰基化合物的制备，通常是用克莱森缩合反响。克莱森缩合反响克莱森缩合反响Claisen缩合反响是指两分子羧酸酯在强碱如乙醇钠催化下，失缩合反响是指两分子羧酸酯在强碱如乙醇钠催化下，失去一分子醇而缩合为一分子去一分子醇而缩合为一分子-羰基羧酸酯的反响。羰基羧酸酯的反响。1、克莱森酯缩合反响、克莱森酯缩合反响 例如：例如：历程历程 其它常用碱其它常用碱 NaH,NaNH2,LDA,Ph3CNa,t-BuOK 弱亲核性强碱弱亲核性强碱2、穿插酯缩合、穿插酯缩合 3、Dieckmann 缩合分子内酯缩合缩合分子内酯缩合n 对称二羧酸酯的对称二羧酸酯的 Dieckmann 缩合缩合碱为催化量时反响可逆碱为催化量时反响可逆碱为催化量时反响可逆碱为催化量时反响可逆 n 不对称二羧酸酯的不对称二羧酸酯的 Dieckmann 缩合缩合 主要产物主要产物主要产物主要产物两产物在碱作用下可相互转变，两产物在碱作用下可相互转变，两产物在碱作用下可相互转变，两产物在碱作用下可相互转变，请写出该转变的机理下页请写出该转变的机理下页请写出该转变的机理下页请写出该转变的机理下页反响可逆反响可逆反响可逆反响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生成，其它可能产物难生成，其它可能产物难生成，其它可能产物难生成，为什么？为什么？为什么？为什么？分析分析分析分析逆逆逆逆Dieckmann Dieckmann 缩合缩合缩合缩合Dieckmann Dieckmann 缩合缩合缩合缩合机理机理机理机理nn 例：例：例：例：Dieckmann Dieckmann 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响得不到目标直接反响得不到目标直接反响得不到目标直接反响得不到目标产物产物产物产物双活化位双活化位双活化位双活化位合成合成合成合成 问题：问题：问题：问题：两步反应中分别采用了不同的碱，两步反应中分别采用了不同的碱，两步反应中分别采用了不同的碱，两步反应中分别采用了不同的碱，若两种碱相互交换会有什么问题？若两种碱相互交换会有什么问题？若两种碱相互交换会有什么问题？若两种碱相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酐的缩合酯与酰氯或酸酐的缩合反响分两步进展反响分两步进展反响分两步进展反响分两步进展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？机理机理机理机理问题：用酯代替酰氯或酸酐好不好问题：用酯代替酰氯或酸酐好不好问题：用酯代替酰氯或酸酐好不好问题：用酯代替酰氯或酸酐好不好？ll 一些一些一些一些 典型的典型的典型的典型的CHCH的酸性比较的酸性比较的酸性比较的酸性比较化合物化合物化合物化合物pKa化合物化合物化合物化合物pKa1、互变异构、互变异构p-、-共轭2、亚甲基活泼氢的性质、亚甲基活泼氢的性质 1 1、酸性、酸性 2 2、钠盐的烷基化和酰基化、钠盐的烷基化和酰基化 A、R最好用最好用1O，2O产量低，不能用产量低，不能用3O和乙烯式卤代烃；和乙烯式卤代烃；B、二次引入时，其次次引入的二次引入时，其次次引入的R要比要比R活泼；活泼；C、RX也可是卤代酸酯或卤代酮。也可是卤代酸酯或卤代酮。3、酮式分解和酸式分解、酮式分解和酸式分解 1、酮式分解、酮式分解 2 2、酸式分解、酸式分解 二、二、1,3-二羰基化合物的拆开二羰基化合物的拆开不同酯间的缩合产物同样能够用切断法对分子简化。例如依据该缩合反响的特点，可以做如下切断。切断a法合成三、三、1,3-二羰基化合物的合成举例二羰基化合物的合成举例切断b法合成切断切断合成：丙合成：丙酮不能与草酸不能与草酸缩合，但草酸二乙合，但草酸二乙酯却能与丙却能与丙酮发生生Claisen反响反响,反响如下反响如下切断合成 1,5-二羰基化合物的拆开二羰基化合物的拆开 构造通式构造通式一、一、1,5-二羰基化合物的合成二羰基化合物的合成麦克尔麦克尔Michacl,1853年年 缩合，也称缩合，也称Michael反响，是合成反响，是合成1,5-二羰基化合物的重要反二羰基化合物的重要反响。含活泼亚甲基化合物，如响。含活泼亚甲基化合物，如CH2(COOC2H5)2、C6H5CH2CN、RCH2NO2等，在强碱等，在强碱如如NaOH、C2H5ONa作用下与作用下与、-不饱和醛酮发生不饱和醛酮发生1,4-加成反响加成反响称为麦克尔反响。称为麦克尔反响。可用通式表示如下可用通式表示如下反反应应特特点点催化剂催化剂:强碱强碱产产 物物:1,5二羰基化合物二羰基化合物过过 程：程：1,4-加成（表面上若加成（表面上若3.4-加成）加成）反应物反应物:有活性亚甲基化合物有活性亚甲基化合物、-不饱和醛酮、酯、腈等不饱和醛酮、酯、腈等nn Michael Michael 加成举例加成举例加成举例加成举例MichaelMichaelacceptorsacceptorsMichaelMichaeldonorsdonorsMichaelMichaelacceptorsacceptorsMichaelMichaeldonorsdonors叁叁叁叁 键键键键双键双键双键双键二、二、1,5-二羰基化合物的拆开二羰基化合物的拆开拆开拆开例如：例如：【例例1】合成合成5,5-二甲基二甲基-1,3-环己二己二酮三、三、1,5-二羰基化合物的合成二羰基化合物的合成1,31,3-二羰基二羰基二羰基二羰基a,b-a,b-a,b-a,b-不饱和酮不饱和酮不饱和酮不饱和酮a,b-a,b-a,b-a,b-不饱和酯不饱和酯不饱和酯不饱和酯1,51,5-二羰基二羰基二羰基二羰基用用用用MichaelMichael加成法合成加成法合成加成法合成加成法合成下一张：下一张：下一张：下一张：进一步分析进一步分析进一步分析进一步分析 添加酯基添加酯基添加酯基添加酯基 合成路线合成路线合成路线合成路线 1 1对应于那个反合成分析？对应于那个反合成分析？对应于那个反合成分析？对应于那个反合成分析？乙酸乙酯的合成等乙酸乙酯的合成等乙酸乙酯的合成等乙酸乙酯的合成等价物价物价物价物MichaelMichael加成加成加成加成合成合成 合成路线合成路线合成路线合成路线 2 2用用用用ReformatskyReformatsky反响制备反响制备反响制备反响制备a,b-a,b-不饱和酯不饱和酯不饱和酯不饱和酯Reformatsky Reformatsky 试剂试剂试剂试剂n 例例 2：3-异丙基异丙基-2-环己烯酮的合成环己烯酮的合成1,51,5-二羰基二羰基二羰基二羰基a,b-a,b-a,b-a,b-不饱和酮不饱和酮不饱和酮不饱和酮合成的主要问题：合成的主要问题：合成的主要问题：合成的主要问题：i.i.酮的反应活性酮的反应活性酮的反应活性酮的反应活性 ii.ii.反应的部位反应的部位反应的部位反应的部位合成的主要问题：合成的主要问题：合成的主要问题：合成的主要问题：i.i.不饱和酮的制备不饱和酮的制备不饱和酮的制备不饱和酮的制备ii.ii.丙酮的反应活性丙酮的反应活性丙酮的反应活性丙酮的反应活性添加酯基添加酯基添加酯基添加酯基合成路线合成路线合成路线合成路线 1 1对应于反合成分析对应于反合成分析对应于反合成分析对应于反合成分析a a 什么反响？为什么不加在另一边？什么反响？为什么不加在另一边？什么反响？为什么不加在另一边？什么反响？为什么不加在另一边？Michael Michael 加成加成加成加成Robinson Robinson 关环关环关环关环醇醛缩合醇醛缩合醇醛缩合醇醛缩合六元环状烯酮六元环状烯酮六元环状烯酮六元环状烯酮主要产物主要产物水解水解水解水解脱羧脱羧脱羧脱羧还可能缩合成什么产物？还可能缩合成什么产物？还可能缩合成什么产物？还可能缩合成什么产物？Robinson Robinson 关环关环关环关环 (Robinson Annulation)(Robinson Annulation)醛、酮醛、酮醛、酮醛、酮 +a,b-a,b-a,b-a,b-不饱和酮不饱和酮不饱和酮不饱和酮1.1.Michael Michael 加成加成加成加成2.2.分子内醇醛缩合分子内醇醛缩合分子内醇醛缩合分子内醇醛缩合六员环状烯酮六员环状烯酮六员环状烯酮六员环状烯酮 Robinson Robinson关环举例关环举例关环举例关环举例(1)(2)【例3】合成10-甲基-1,9,3,4-六氢-2-萘酮【例例4】合成合成1,4-二苯基二苯基-2,6-二氧代哌啶二氧代哌啶-3-羧酸乙酯。羧酸乙酯。具有活泼氢的化合物、甲醛、胺同时缩合，活泼氢被氨甲基或取代氨甲基取代的反响，具有活泼氢的化合物、甲醛、胺同时缩合，活泼氢被氨甲基或取代氨甲基取代的反响，称为曼尼希称为曼尼希(Mannich,C.)反响，生成的产物称为曼氏碱。反响，生成的产物称为曼氏碱。nn Mannich Mannich反响胺甲基化反响反响胺甲基化反响反响胺甲基化反响反响胺甲基化反响19121912年年年年有活泼氢的有活泼氢的有活泼氢的有活泼氢的酮酮酮酮甲醛或其它甲醛或其它甲醛或其它甲醛或其它醛醛醛醛仲胺或伯胺仲胺或伯胺仲胺或伯胺仲胺或伯胺b-b-b-b-氨基酮衍生物氨基酮衍生物氨基酮衍生物氨基酮衍生物MannichMannichMannichMannich碱碱碱碱 Mannich Mannich反应机理反应机理反应机理反应机理酮的烯醇化酮的烯醇化酮的烯醇化酮的烯醇化(i)(i)(ii)(ii)醛与胺生成亚胺醛与胺生成亚胺醛与胺生成亚胺醛与胺生成亚胺正离子正离子正离子正离子(iii)(iii)烯醇与亚胺正离子烯醇与亚胺正离子烯醇与亚胺正离子烯醇与亚胺正离子结合结合结合结合1.具有具有-H的醛、酮、酸、酯、硝基化合物、腈、末端炔烃、含有活泼氢的芳香环系化合物。的醛、酮、酸、酯、硝基化合物、腈、末端炔烃、含有活泼氢的芳香环系化合物。2.二级胺。二级胺。使用原料的范围使用原料的范围 Mannich Mannich反响举例反响举例反响举例反响举例1 12 23 3伯胺伯胺伯胺伯胺有两个反响部位有两个反响部位有两个反响部位有两个反响部位nn Mannich Mannich反响在合成上的应用反响在合成上的应用反响在合成上的应用反响在合成上的应用i i合成合成合成合成 b b氨基酮衍生物氨基酮衍生物氨基酮衍生物氨基酮衍生物b b b b氨基酮氨基酮氨基酮氨基酮例例例例 ：写出合成路线：写出合成路线：写出合成路线：写出合成路线注注：不对称酮反响时，亚甲基比甲基优先反响。：不对称酮反响时，亚甲基比甲基优先反响。例：例：例：例：Tropinone Tropinone的合成托品酮或颠茄酮的合成托品酮或颠茄酮的合成托品酮或颠茄酮的合成托品酮或颠茄酮19021902年年年年 WillstatterWillstatterTropinoneTropinone1912 1912 年年年年Mannich Mannich 反响消失；反响消失；反响消失；反响消失；1917 1917 年年年年RobinsonRobinson用于合成用于合成用于合成用于合成TropinoneTropinoneii ii通过通过通过通过MannichMannich碱制备碱制备碱制备碱制备a a，b-b-不饱和酮不饱和酮不饱和酮不饱和酮MannichMannich碱碱碱碱例：甲基乙烯基酮的制备例：甲基乙烯基酮的制备例：甲基乙烯基酮的制备例：甲基乙烯基酮的制备 通过通过通过通过MannichMannich碱产生碱产生碱产生碱产生甲基乙烯基酮甲基乙烯基酮甲基乙烯基酮甲基乙烯基酮(易聚合，不宜久放易聚合，不宜久放易聚合，不宜久放易聚合，不宜久放)较稳定较稳定较稳定较稳定例：合成例：合成例：合成例：合成请完成目标分子请完成目标分子请完成目标分子请完成目标分子的合成的合成的合成的合成：在芳、杂环上引入氨甲基：在芳、杂环上引入氨甲基草绿碱草绿碱：制备杂环化合物制备杂环化合物CH2 CH CH2CH2 CH CH2NCH3C=O 机理举例机理举例机理举例机理举例例例例例 1 1：写出以下转变的机理：写出以下转变的机理：写出以下转变的机理：写出以下转变的机理：解答解答解答解答接下页接下页接下页接下页接上页机理接上页机理接上页机理接上页机理思考题思考题思考题思考题2 2：写出以下转变的机理：写出以下转变的机理：写出以下转变的机理：写出以下转变的机理1 12 2 参考答案：参考答案：参考答案：参考答案：(1)(1)(2)(2)完成下列化合物的合成完成下列化合物的合成完成下列化合物的合成完成下列化合物的合成（1 1）（2 2）Wieland-Miesher Wieland-Miesher 酮酮酮酮反合成分析反合成分析反合成分析反合成分析1,5-1,5-二羰基二羰基二羰基二羰基(1)(1)醇醛缩合醇醛缩合醇醛缩合醇醛缩合Michael Michael 加成加成加成加成醇醛缩合醇醛缩合醇醛缩合醇醛缩合RobinsonRobinson关环关环关环关环请完成正向合成请完成正向合成请完成正向合成请完成正向合成2 2Wieland-Miesher Wieland-Miesher 酮酮酮酮反合成分析反合成分析反合成分析反合成分析2 2Wieland-Miesher Wieland-Miesher 酮酮酮酮反合成分析反合成分析反合成分析反合成分析 Wieland-Miesher Wieland-Miesher 酮的合成路线酮的合成路线酮的合成路线酮的合成路线(i)(i)中间体中间体中间体中间体 的合成的合成的合成的合成（方法（方法（方法（方法 a a）(ii)(ii)其次个环的形成其次个环的形成其次个环的形成其次个环的形成RobinsonRobinson关环关环关环关环方法方法方法方法 b b 的合成路线请自的合成路线请自的合成路线请自的合成路线请自己完成己完成己完成己完成