1、第十六章羧酸衍生物涉及負(fù)離子的反應(yīng)在合成中的應(yīng)用,16.1 -H的酸性及互變異構(gòu),R-CH2-Y,R-CH-Y + H+,-H以正離子離解下來(lái)的能力稱為-H的活性或-H的酸性。,影響-H活性的因素： Y的吸電子能力。 -H 周?chē)目臻g環(huán)境。 負(fù)碳離子的穩(wěn)定性。,判斷-H活性的方法： pKa值 同位素交換的速率,（1）-H的酸性,*1 CH3CH=CH2 pka=35,pka=16,*2,的酸性比,強(qiáng)。,的酸性與一元酮差不多。,*3 羰基的-H是十分活潑的。,（2） 酮式、烯醇式的互變異構(gòu),酸或堿,乙酰乙酸乙酯碳負(fù)離子可以寫(xiě)出三個(gè)共振式,分子內(nèi)氫鍵的形成有利于烯醇式的存在,為什么?,酮式（92.

2、5%） 41oC/2.66bar mp -39oC,烯醇式（7.5%） 32oC/2.66bar,*3 在一般情況下，烯醇式在平衡體系中的含量是比較少的， 但隨著-H活性 的增強(qiáng)，烯醇式也可能成為平衡體系中 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,化合物烯醇式含量與烯醇式穩(wěn)定性有關(guān)：,化合物 pKa 烯醇式含量 CH3COCH3 20 1.510-4(痕量) H2O 16 ROH 15 EtO2CCH2CO2Et 13.3 7.710-3 NCCH2CO2Et 9 2.510-1 CH3COCH2CO2Et 10.3 7.3(

3、純液態(tài))，氣態(tài)46.1%, 水0.4% CH3COCH2COCH3 9 76.5 C6H5COCH2COCH3 99 100,*表中的烯醇式含量均在純凈液態(tài)（無(wú)溶劑）下測(cè)定。,在極強(qiáng)堿的作用下，可以形成很不穩(wěn)定的雙負(fù)離子,舉例說(shuō)明你所學(xué)過(guò)的一些強(qiáng)堿及其堿性強(qiáng)弱之比較？,16.2 酯縮合反應(yīng)(Claisen ）及 其在合成中之應(yīng)用,1. 克萊森縮合反應(yīng),（1）定義：具有-活潑氫的酯，在堿的作用下,兩分子酯相互作用，生成-羰基酯,同時(shí)失去一分子醇的反應(yīng)。,一、酯縮合反應(yīng),（2）反應(yīng)機(jī)理,前四步均為可逆反應(yīng)，最后一步是關(guān)鍵，底物有兩個(gè)-H！,（3）在強(qiáng)堿作用下的酯縮合反應(yīng),只有一個(gè)-H，必須用強(qiáng)堿作

4、催化劑，才能使反應(yīng)進(jìn)行。,4 狄 克 曼 酯 縮 合 反 應(yīng),二元酸酯若分子中的酯基被四個(gè)以上的碳原子隔開(kāi)時(shí)，就發(fā)生分子中的酯縮合反應(yīng)，形成五員環(huán)或更大環(huán)的酯，這種環(huán)化酯縮合反應(yīng)稱為狄克曼（Dieckmann )酯縮合。,實(shí)例 1,請(qǐng)寫(xiě)出上述反應(yīng)之機(jī)理！,實(shí)例 2,實(shí)例 3,寫(xiě)出下列兩種酯縮合反應(yīng)之可能產(chǎn)物： 丙酸乙酯：CH3CH2CH2COOCH2CH3 和乙酯乙酯： CH3CH2COOCH2CH3,二. 混合酯縮合（交叉酯縮合反應(yīng)）,（1）甲酸酯,醛基,RO-,NaH,0-25oC,H2O,NaBH4,C2H5OH 25oC,*1. 甲酸酯中含有醛基、催化劑堿性不能太強(qiáng)，產(chǎn)率不高. *2.

5、 是在分子中引入甲酰基的好方法. *3. 如果用一個(gè)環(huán)酯和甲酸酯縮合，不能用RO-做催化劑，否則會(huì)發(fā)生酯 交換而開(kāi)環(huán).,討 論,*1. 一個(gè)酯羰基的誘導(dǎo)效應(yīng)，增加了另一個(gè)酯羰基的活性， 反應(yīng)順利，產(chǎn)率好。 *2. 羰基活性好，所以催化劑的堿性不用太強(qiáng)。 *3. 在合成上用來(lái)制備 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，選用強(qiáng)一些堿作催化劑。 *2. 在合成上用來(lái)制備丙二酸酯或-取代的丙二酸酯。,(3) 碳酸酯,*1. 羰基活性差，選用強(qiáng)堿作催化劑。 *2. 在合成上，主要用于在-C上引入苯甲?；?(4) 苯甲酸酯,酯縮合反應(yīng)應(yīng)用實(shí) 例,

6、eg 1. 選用合適原料制備,eg 2. 選用合適的原料制備,合成二：,HCOOEt + C6H5CH2COOEt,EtONa,70%,合成一：,EtOOC-COOEt + C6H5CH2COOEt,EtONa,-CO,175oC,+ C6H5CH2COOEt,EtONa,合成：,eg 3. 選用合適的原料合成,逆合成分析,-CO2,EtO-,H+,H+,OH-,eg 4. 選用合適的原料合成,逆合成剖析：,具體合成：,3 酮 酯 縮 合,從理論上分析，有可能生成四種化合物。,NaH,EtO-,EtO-,NaH,H2O,H2O,H2O,H2O,-CO,16.3 丙二酸二乙酯、乙酰乙酯乙酯等的活

7、性碳負(fù)離子的取代及其應(yīng)用,一、丙二酸二乙酯,1 合成,2 烴基化,丙二酸二乙酯烴基化產(chǎn)物的應(yīng)用：,（）合成一元或二元羧酸,CH2(CO2Et)2,2EtO-,EtOH,BrCH2(CH2)nCH2Br,OH-,H+,-CO2,SOCl2,CH2(CO2Et)2,2EtO-,（）合成螺環(huán)化合物,還原,I2在 eg 9中的作用,2 CH2(CO2Et)2,2 EtO-,BrCH2CH2CH2Br,CH(CO2Et)2,CH(CO2Et)2,2 EtO-,H+,I2,OH-,Eg 9： 用簡(jiǎn)單的有機(jī)原料合成,二、 乙酰乙酸乙酯的-烷基化、 -?；?CH3COOC2H5,C2H5ONa,-C2H5O

8、H,Na+,CH3I,NaH,-H2,Na+,CH3COCl,-二羰基化合物的Na鹽在非質(zhì)子溶劑中不溶，為了改善鹽的溶解性能，用可溶性的鎂鹽代替不溶性的鈉鹽。,方法一：,方法二：,用可溶性的鎂鹽代替不溶性的鈉鹽。,C2H5OH + Mg + CH2(COOC2H5)2,C2H5OMg + -CH(COOC2H5)2,CCl4,C2H5COCl,三 -二羰基化合物的酮式分解和酸式分解,1 乙酰乙酸乙酯的酯縮合逆反應(yīng) 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 乙酰乙酸乙酯的酯縮合逆反應(yīng),+,C2H5O-,2 乙酰乙酸乙酯的酮式分解,乙酰乙酸乙酯的,H+,-CO2,-OH（?。?3

9、 乙酰乙酸乙酯的酸式分解,H2O,H2O,C2H5OH,-OH（濃）,四 -二羰基化合物在合成中的應(yīng)用實(shí)例,eg 1: 以乙酸乙酯為原料合成4-苯基-2-丁酮,CH3COOC2H5,RONa (1mol),C6H5CH2Cl,1 稀OH -,2 H+,-CO2,eg 2: 選用不超過(guò)4個(gè)碳的合適原料制備,2 CH3COOC2H5,C2H5ONa,C2H5ONa,Br(CH2)4Br,分子內(nèi)的親核取代,稀-OH,H+,-CO2,eg 3: 乙酰乙酸乙酯與BrCH2CH2CH2Br在醇鈉作用下反應(yīng)， 主要得到 而不是 。請(qǐng)解釋原因。,吡喃衍生物（主要產(chǎn)物）,有張力,無(wú)張力,慢,主要,稀,eg 4:

10、 制備,H+,NaOEt,EtOH,NaOEt,EtOH,CH3I,CH3CH2CH2Br,OH-（濃）,+ CH3COOH,酸式分解,eg 5: 選用合適的原料制備下列結(jié)構(gòu)的化合物。,eg 6: 如何實(shí)現(xiàn)下列轉(zhuǎn)換,(CH3)3SiCl,蒸餾分離,1mol n-C4H9Br,CH3Li,n-C4H9Br,C2H5ONa,HCOOC2H5,(2mol) KNH2,NH3(l),OH-,引入醛基的目的是幫助定向。, -烷基化,eg 7: 如何實(shí)現(xiàn)下列轉(zhuǎn)換,合成一：,合成二：,+,對(duì)甲苯磺酸,H3O+,LDA,THF -70oC,*1. 引入醛基的目的是為了使反應(yīng)能定向進(jìn)行。 *2. 若-二羰基化合

11、物中的一個(gè)羰基是醛基，則在稀堿 存在下，也能發(fā)生酮式分解。,合成三：,CO2 + H2,C2H5ONa,HCOOC2H5,1mol KNH2,NH3(l),OH-,OH-,+ HCOOH,-,ROH,ROH,四、羧酸、腈、酯的負(fù)離子的生成、反應(yīng)和應(yīng)用,LDA：Lithium diisopropylamide,（i-C3H7)2NH + n-BuLi （i-C3H7)2NH + C4H10,16.4 與H相關(guān)的縮合反應(yīng),在弱堿的催化作用下，醛、酮與含有活潑亞甲基的化 合物發(fā)生的失水縮合反應(yīng)為腦文格(Knoevenagel, E.)反應(yīng)。,一 腦文格（ (Knoevenagel ）反應(yīng),1 定義：

12、,2 反應(yīng)機(jī)理,3 腦文格反應(yīng)的實(shí)例,eg 1.,eg 2.,eg 3.,制備各種類型的,-不飽和化合物.,二 麥克爾(Michael, A.)加成反應(yīng),一個(gè)能提供親核碳負(fù)離子的化合物(給體) 與一個(gè)能提供親電共軛體系(受體)的化合物，在堿性催化劑作用下，發(fā)生親核1,4-共軛加成反應(yīng)，稱為麥克爾加成(Michael, A.)反應(yīng)。(反應(yīng)產(chǎn)物為1,5-二官能團(tuán)化合物，尤以1,5-二羰基化合物為多)。, 定義,反應(yīng)式,常用堿性催化劑：,反應(yīng)機(jī)制,1 不對(duì)稱酮進(jìn)行麥克爾加成時(shí)，反應(yīng)總是在多取代的 -C上發(fā)生。, 麥克爾加成反應(yīng)的規(guī)律,環(huán)己酮及其衍生物在堿(如氨基鈉、醇鈉等)存在下，與曼尼期堿的季銨鹽

13、反應(yīng)產(chǎn)生二并六元環(huán)的產(chǎn)物，該反應(yīng)稱為魯賓遜(Robinson, R.)增環(huán)反應(yīng).,魯賓遜（ Robinson, R.)增環(huán)反應(yīng),一 定義,魯賓遜增環(huán)反應(yīng)實(shí)際上是分三步完成的：,堿,eg 1. 選用合適的原料合成,應(yīng)用實(shí)例,合 成,Eg 2. 選用合適的原料合成,剖 析,合 成,三、列福爾馬茨基反應(yīng)（Reformastky）,例如在維生素A合成中的應(yīng)用：,四 達(dá)參反應(yīng),一 定義：,-環(huán)氧酸酯,* CH2 生成醛 CHR 生成酮,醛、酮與-鹵代酸酯在強(qiáng)堿(RONa, NaNH2, (CH3)3COK)催化作用下互相作用，生成,-環(huán)氧酸酯的反應(yīng)稱為達(dá)參(Darzen, G.)反應(yīng).,二 反應(yīng)機(jī)理,-CO2,產(chǎn)生碳負(fù)離子,H+,實(shí)例：由環(huán)己酮轉(zhuǎn)化成其他化合物,三 應(yīng)用：,合成環(huán)氧酸酯，合成比原料醛、酮多一個(gè)碳的醛、酮。,五 浦爾金反應(yīng)和腦文格反應(yīng),1 定義：在堿性催化劑的作用下，芳香醛與酸酐反應(yīng)生成- 芳基-,-不飽和酸的反應(yīng)為浦爾金(Perkin, W.)反應(yīng).,2 反應(yīng)機(jī)理：,制備肉桂酸、香豆素,3 應(yīng)用實(shí)例：,一、解答下列問(wèn)題（60分，30min） （1）乙酸乙酯與乙醇鈉反應(yīng)得到縮合產(chǎn)物，但異丁酸乙酯與乙醇鈉反應(yīng)得不到縮合產(chǎn)物。 （2）一同學(xué)想用“三乙”與格氏試劑反應(yīng)，合成叔醇的酯，但當(dāng)加入乙基溴化鎂時(shí)，產(chǎn)生一種氣體，請(qǐng)問(wèn)發(fā)生了什么反應(yīng)？ （3）簡(jiǎn)單的酮如