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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第十六章羧酸衍生物涉及负离子的反应在合成中的应用,16.1,-H,的酸性及互变异构,R-CH,2,-Y,R-CH-Y + H,+,-H,以正离子离解下来的能力称为,-H,的活性或,-H,的酸性,。,影响,-H,活性,的因素：,Y,的吸电子能力。 ,-H,周围的空间环境。 负碳离子的稳定性。,判断,-H,活性,的方法：,p,Ka,值 同位素交换的速率,（,1,）,-H,的酸性,*1 CH,3,CH=CH,2,p,k,a=35,p,k,a=16,*2,的酸性比,强。,的酸性与一元酮差不多。,*3,羰基的,-H,是十分活泼的。,（,2,） 酮式、烯醇式的互变异构,酸或碱,1,2,3,4,*1,实验证明：酮式、烯醇式都是存在的。,*,2,由键能数据可以判断，破坏酮式需要更多的能量。,+ = 791kJ / mol +,=,728kJ / mol,1,2,3,4,乙酰乙酸乙酯碳负离子可以写出三个共振式,分子内氢键的形成有利于烯醇式的存在,为什么,?,酮式（,92.5%,）,41,o,C/2.66bar,mp -39,o,C,烯醇式（,7.5%,）,32,o,C/2.66bar,*3,在一般情况下，,烯醇式在平衡体系中的含量是比较少的，,但随着,-H,活性 的增强，,烯醇式也可能成为平衡体系中,的主要存在形式。,烯醇式含量,1.5, 10,-4,7.7, 10,-3,2.0, 10,-2,7.3 76.5,最多,化合物烯醇式含量与烯醇式稳定性有关：,化合物,p,K,a,烯醇式含量,CH,3,COCH,3,20 1.510,-4,(,痕量,),H,2,O 16,ROH 15,EtO,2,CCH,2,CO,2,Et 13.3 7.710,-3,NCCH,2,CO,2,Et 9 2.510,-1,CH,3,COCH,2,CO,2,Et 10.3,7.3(,纯液态,),，气态,46.1%,水,0.4%,CH,3,COCH,2,COCH,3,9 76.5,C,6,H,5,COCH,2,COCH,3,99,100,*,表中的烯醇式含量均在纯净液态（无溶剂）下测定。,在极强碱的作用下，可以形成很不稳定的双负离子,举例说明你所学过的一些强碱及其碱性强弱之比较？,16.2,酯缩合反应,(Claisen,）及,其在合成中之应用,1.,克莱森缩合反应,（1）定义：具有,-,活泼氢的酯，在碱的作用下,两分子酯相互作用，生成,-,羰基酯,同时失去一分子醇的反应。,一、酯缩合反应,（2）反应机理,前四步均为可逆反应，最后一步是关键，底物有,两,个,-H,！,（3）在强碱作用下的酯缩合反应,只有一个,-H,，必须用强碱作催化剂，才能使反应进行。,4,狄 克 曼 酯 缩 合 反 应,二元酸酯若分子中的酯基被四个以上的碳原子隔开时，就发生分子中的酯缩合反应，形成五员环或更大环的酯，这种环化酯缩合反应称为狄克曼（,Dieckmann ),酯缩合。,实例,1,请写出上述反应之机理！,实例,2,实例,3,写出下列两种酯缩合反应之可能产物：,丙酸乙酯：,CH,3,CH,2,CH,2,COOCH,2,CH,3,和乙酯乙酯：,CH,3,CH,2,COOCH,2,CH,3,二,.,混合酯缩合（交叉酯缩合反应）,（,1,）甲酸酯,醛基,RO,-,NaH,0-25,o,C,H,2,O,NaBH,4,C,2,H,5,OH,25,o,C,*1.,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,.,*3.,如果用一个环酯和甲酸酯缩合，不能用,RO,-,做催化剂，否则会发生酯 交换而开环,.,讨 论,*1,.,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。,*,2.,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 丙二酸酯或,-,取代的丙二酸酯。,-,羰基酸。,（,2,）草酸酯,丙二酸酯,-,羰基酸,*1.,羰基活性差，选用强一些碱作催化剂。,*,2.,在合成上用来制备丙二酸酯或,-,取代,的丙二酸酯,。,(3),碳酸酯,*,1.,羰基活性差，选用强碱作催化剂。,*,2.,在合成上，主要用于在,-C,上引入苯,甲酰基。,(4),苯甲酸酯,酯缩合反应应用实 例,eg 1.,选用合适原料制备,eg 2.,选用合适的原料制备,合成二：,HCOOEt + C,6,H,5,CH,2,COOEt,EtONa,70%,合成一：,EtOOC-COOEt + C,6,H,5,CH,2,COOEt,EtONa,-CO,175,o,C,+ C,6,H,5,CH,2,COOEt,EtONa,合成：,eg 3.,选用合适的原料合成,逆合成分析,-CO,2,EtO-,H,+,H,+,OH,-,eg 4.,选用合适的原料合成,逆合成剖析：,具体合成：,3,酮 酯 缩 合,从理论上分析，有可能生成四种化合物。,NaH,EtO,-,EtO,-,NaH,H,2,O,H,2,O,H,2,O,H,2,O,-CO,16.3,丙二酸二乙酯、乙酰乙酯乙酯等的活性碳负离子的取代及其应用,一、丙二酸二乙酯,1,合成,2,烃基化,丙二酸二乙酯烃基化产物的应用：,（）合成一元或二元羧酸,CH,2,(CO,2,Et),2,2EtO,-,EtOH,BrCH,2,(CH,2,),n,CH,2,Br,OH,-,H,+,-CO,2,SOCl,2,CH,2,(CO,2,Et),2,2EtO,-,（）合成螺环化合物,还原,I,2,在,eg 9,中的作用,2 CH,2,(CO,2,Et),2,2 EtO,-,BrCH,2,CH,2,CH,2,Br,CH(CO,2,Et),2,CH(CO,2,Et),2,2 EtO,-,H,+,I,2,OH,-,Eg 9,： 用简单的有机原料合成,二、 乙酰乙酸乙酯的,-,烷基化、,-,酰基化,CH,3,COOC,2,H,5,C,2,H,5,ONa,-C,2,H,5,OH,Na,+,CH,3,I,NaH,-H,2,Na,+,CH,3,COCl,-,二羰基化合物的,Na,盐在非质子溶剂中不溶，为了改善盐的溶解性能，用可溶性的镁盐代替不溶性的钠盐。,方法一：,方法二：,用可溶性的镁盐代替不溶性的钠盐。,C,2,H,5,OH + Mg + CH,2,(COOC,2,H,5,),2,C,2,H,5,OMg,+ -,CH(COOC,2,H,5,),2,CCl,4,C,2,H,5,COCl,三,-,二羰基化合物的酮式分解和酸式分解,1,乙酰乙酸乙酯的酯缩合逆反应,2,乙酰乙酸乙酯的酮式分解,3,乙酰乙酸乙酯的酸式分解,1,乙酰乙酸乙酯的酯缩合逆反应,+,C,2,H,5,O,-,2,乙酰乙酸乙酯的酮式分解,乙酰乙酸乙酯的,H,+,-CO,2,-,OH,（稀）,3,乙酰乙酸乙酯的酸式分解,H,2,O,H,2,O,C,2,H,5,OH,-,OH,（浓）,四, -,二羰基化合物在合成中的应用实例,eg 1:,以乙酸乙酯为原料合成,4-,苯基,-2-,丁酮,CH,3,COOC,2,H,5,RONa (1mol),C,6,H,5,CH,2,Cl,1,稀,OH,-,2 H,+,-CO,2,eg 2:,选用不超过4个,碳的,合适原料制备,2 CH,3,COOC,2,H,5,C,2,H,5,ONa,C,2,H,5,ONa,Br(CH,2,),4,Br,分子内的亲核取代,稀,-,OH,H,+,-CO,2,eg 3:,乙酰乙酸乙酯与,BrCH,2,CH,2,CH,2,Br,在醇钠作用下反应，,主要得到 而不是 。请解释原因。,吡喃衍生物（主要产物）,有张力,无张力,慢,主要,稀,eg 4:,制备,H,+,NaOEt,EtOH,NaOEt,EtOH,CH,3,I,CH,3,CH,2,CH,2,Br,OH,-,（浓）,+ CH,3,COOH,酸式分解,eg 5:,选用合适的原料制备下列结构的化合物,。,eg 6:,如何实现下列转换,(CH,3,),3,SiCl,蒸馏分离,1mol n-C,4,H,9,Br,CH,3,Li,n,-C,4,H,9,Br,C,2,H,5,ONa,HCOOC,2,H,5,(2mol) KNH,2,NH,3,(,l,),OH,-,引入醛基的目的是帮助定向,。,-,烷基化,eg 7:,如何实现下列转换,合成一：,合成二：,+,对甲苯磺酸,H,3,O,+,LDA,THF -70,o,C,*1.,引入醛基的目的是为了使反应能定向进行。,*,2.,若,-,二羰基化合物中的一个羰基是醛基，则在稀碱,存在下，也能发生酮式分解。,合成三：,CO,2,+ H,2,C,2,H,5,ONa,HCOOC,2,H,5,1mol KNH,2,NH,3,(,l,),OH,-,OH,-,+ HCOOH,-,ROH,ROH,四,、,羧酸、腈、酯的,负离子的生成、反应和应用,LDA,：,Lithium diisopropylamide,（,i,-C,3,H,7,),2,NH + n-BuLi, （,i,-C,3,H,7,),2,NH + C,4,H,10,16.4,与,H,相关的缩合反应,在弱碱的催化作用下，醛、酮与含有活泼亚甲基的化,合物发生的失水缩合反应为,脑文格,(Knoevenagel, E.),反应,。,一 脑文格（,(Knoevenagel,）反应,1,定义：,2,反应机理,3,脑文格反应的实例,eg 1.,eg 2.,eg 3.,制备各种类型的,-,不饱和化合物,.,二 麦克尔,(Michael, A.),加成反应,一个能提供,亲核碳负离子的化合物,(,给体,),与一个能提供,亲电共轭体系,(,受体,),的化合物，在,碱性催化剂,作用下，发生亲核,1,4-,共轭加成反应，称为,麦克尔加成,(Michael, A.),反应。,(,反应产物为,1,5-,二官能团化合物，尤以,1,5-,二羰基化合物为多,),。, 定义,反应式,常用碱性催化剂：,反应机制,1,不对称酮进行麦克尔加成时，反应总是在多取代的,-C,上发生。, 麦克尔加成反应的规律,环己酮及其衍生物在碱,(,如氨基钠、醇钠等,),存在下，与曼尼期碱的季铵盐反应产生二并六元环的产物，该反应称为,鲁宾逊,(Robinson, R.),增环反应,.,鲁宾逊（,Robinson, R.),增环反应,一 定义,鲁宾逊增环反应实际上是分三步完成的：,碱,eg 1.,选用合适的原料合成,应用实例,合 成,Eg 2.,选用合适的原料合成,剖 析,合 成,三、列福尔马茨基反应（,Reformastky,）,例如在维生素,A,合成中的应用：,四 达参反应,一 定义：,-,环氧酸酯,* CH,2,生成醛,CHR,生成酮,醛、酮与,-,卤代酸酯在强碱,(RONa, NaNH,2, (CH,3,),3,COK),催化作用下互相作用，生成,-,环氧酸酯的反应称为,达参,(Darzen, G.),反应,.,二 反应机理,-CO,2,产生碳负离子,H,+,实例：由环己酮转化成其他化合物,三 应用：,合成环氧酸酯，合成比原料醛、酮多一个碳的醛、酮。,五 浦尔金反应和脑文格反应,1,定义：,在碱性催化剂的作用下，芳香醛与酸酐反应生成,-,芳基,-,-,不饱和酸的反应为,浦尔金,(Perkin, W.),反应,.,2,反应机理：,制备肉桂酸、香豆素,3,应用实例：,一、解答下列问题（,60,分，,30min,）,（,1,）乙酸乙酯与乙醇钠反应得到缩合产物，但异丁酸乙酯与乙醇钠反应得不到缩合产物。,（,2,）一同学想用“三乙”与格氏试剂反应，合成叔醇的酯，但当加入乙基溴化镁时，产生一种气体，请问发生了什么反应？,（,3,）简单的酮如环戊酮分子中只有一个羰基，发生烷基化或,Michael,反应十分困难，可以通过什么方法使反应容易进行？,（,4,）一同学用,2mol KNH,2,处理三乙，再加入溴乙烷，烷基化没有发生在活泼亚甲基上，得到,C,2,H,5,CH2COCH,2,COOC,2,H,5,，如何解释？,（,5,）在丙二酸二乙酯和三乙乙合成法中，卤代烃不能使用卤化苯和卤乙烯，如何用简单的酯合成苯基取代的丙二酸二乙酯。,二、合成题：,(20,分，,10min),三、写出下列过程的机理：,(20,分，,10min),
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