Claisen(克莱森)缩合反应资料
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Claisen(克莱森)缩合
定义：两分子酯在碱的作用下失去
一分子醇生成β- 羰基酯的反应称为酯
缩合反应，也称为Claisen(克莱森)
缩合反应。
O R2C OR3 + H
RO CH COR1
O
O
base
HOAc
R2C CHCOR1 + R
R3OH
反应机理如下：
反应机理为：
首先，酯在碱的作用下失去活泼氢，生成烯 醇负离子，烯醇负离子对另一分子的酯发生 亲和加成，再消去烷氧负离子，生成β-酮酯。
如用苯乙酸乙酯和甲酸乙酯进行缩合，得到α-甲酰 苯乙酸乙酯：
CH3ONa
C6H5CH2COOC2H5 + HCOOC2H5
C6H5CHCOOC2H5 + C2H5OH
CHO 70%
注：
α-甲酰化合物是非常活泼的，产率往往很低， 并且容易聚合。
例如:乙酸乙酯和甲酸乙酯缩合的产物，会马 上再发生羟醛缩合作用，得到均苯三甲酸三 乙酯。
O O
C2H5ONa
O O
CH3C CHCOC2H5
H
H+
CH3C CCHOC2H5 Na
关键因素：
酯的缩合物与碱生成盐是缩合反应完成的关键 一步。
为使反应顺利进行，两个羰基之间的碳上必须 有活泼氢。因此原料酯上的α碳上至少需要两个 氢。一个用于被碱夺取，另一个用于生成盐。
假如原料酯的α碳上只有一个活泼氢，则缩合反 应必须在更强碱的作用下才能完成。如：异丁 酸乙酯在乙醇钠作用下，不能发生酯缩合反应， 但在三苯甲基钠的作用下就可进行缩合。
反应条件：
1.至少有一个酯含有活泼氢 2.碱性条件下反应 3.使用的溶剂必须符合一定的条件。
1.相同酯之间的缩合
例如：乙酸乙酯的缩合产物“三乙”
乙酸乙酯的α氢的酸性是很弱的（pKa约为24.5）， 而乙醇钠是一个较弱的碱（乙醇， pKa 约为15.9） 在这样条件下，乙酸乙酯形成的负离子在平衡体系 中很少的。
CH2
COOC2H5
①C2H5ONa
COCOOC2H5
+ (COOC2H5)2
CH2
COOC2H5
②H2O
CH
COOC2H5
CH2
COOC2H5
COCOOH
NaOH
H+
CH
Δ
COOH
CH2
COOH
CH2COCOOH CH2COOH
2.3 甲酸酯与其它酯的反应
与甲酸酯发生酯缩合反应后，即在α碳原子上引入一 个甲酰基。
CO
COOC2H5
175℃
C6H5CHCOOC2H5
COOC2H5
80%~85%
注：
用长链的脂肪酸酯和草酸酯反应，一般产率 很低，但如能将产出来的乙醇不断蒸出，可 以得到产率较高的产物。
草酸酯缩合产物，经过处理可以得到α-羰基 酸。利用这个反应，可以合成生物化学上重 要的2-氧代戊二酸。
2-氧代戊二酸（ α-羰基戊二酸）的合成：
注：
Claisen(克莱森)缩合反应是可逆的，因此 生成的β-二羰基化合物在催化量的碱与一分 子醇作用下，可发生Claisen(克莱森)酯缩 合反应的逆反应，分解为两分子酯。 小结:
Claisen(克莱森)缩合反应，在合成上很重要，其逆合成在合 成上也是很有用的。
反应如下
2CH3COOC2H5
C2H5ONa H+
CH3COCH2COOC2H5 + C2H5OH
为什么这个反应进行的如此完全呢？
其原因是最后产物乙酰乙酸乙酯是一个比
较强的酸，在碱作用下可以形成很稳定的
负离子，使平衡朝产物方向移动。体系中
乙酸乙酯负离子浓度虽低，但一旦形成就
不断反应，结果使反应完成。
溶剂的影响：
假如溶剂的酸性比原化合物强得多，就不能 产生很多的碳负离子，因为溶剂的质子被碱 性很强的碳负离子夺去了。
一般使用的强碱和相应的溶剂有以下几种 搭配：
1.三级丁醇钾，经常使用三级丁醇、二甲亚 砜、四氢呋喃为溶剂；
2.氨基钠，溶剂为液氨、醚、苯、甲苯、 1,2-二甲氧乙烷等；
NaH CH3CH2COOC2H5
CH3 C6H5COCCOOC2H5
HLeabharlann Baidu
CH3
C6H5COCCOOC2H5
H
2.2 草酸酯与其它酯的反应
草酸酯由于一个酯基的诱导作用，增加了另一个羰 基的亲电作用，所以比较容易和其它的酯发生缩合 作用。
δ
O
C2H5OC δ+
O
O
COC2H5
+
①C2H5ONa CH3CH2COC2H5 ②H+
3.氢化钠及氢化钾，溶剂为苯、醚、二甲基 甲酰胺等；
4.三苯甲基钠，溶剂为苯、醚、液氨等； 注：三苯甲烷的pKa值大约为31.5，而三级
丁醇的pKa是18，因此三苯甲基钠要比三级 丁醇钠的碱性强得多。此外还有LDA等。
2.混合酯缩合
若用两个不同的并都含有α活泼氢的酯进行 酯缩合作用，理论上就可得到四种不同的产 物，在制备上，没有很多的价值。
因此一般进行这种混合酯缩合时，只用一个 含有活泼氢的酯和一个不含活泼氢的酯进行 缩合。
经常用的不含活泼氢的酯有苯甲酸酯、甲酸 酯、草酸酯、碳酸酯等。
2.1苯甲酸酯与其它酯的反应 注：芳香酸酯的酯羰基一般不够活泼， 缩合时需要用较强的碱，有足够浓度的 碳负离子，才能保证反应进行。
C6H5COOCH3 +
CH3CHCOOC2H5 COCOOC2H5
注：
草酸酯的缩合产物有一个α-羰基酸酯的集团，加热即失
去一分子一氧化碳，变成取代的丙二酸酯。苯基取代的
丙二酸酯，不能用溴苯进行芳基化取代，但可用此法制
得:
C6H5CH2COOC2H5
+ (COOC2H5)2
①C2H5ONa ②H+
C6H5CHCOOC2H5
定义：两分子酯在碱的作用下失去
一分子醇生成β- 羰基酯的反应称为酯
缩合反应，也称为Claisen(克莱森)
缩合反应。
O R2C OR3 + H
RO CH COR1
O
O
base
HOAc
R2C CHCOR1 + R
R3OH
反应机理如下：
反应机理为：
首先，酯在碱的作用下失去活泼氢，生成烯 醇负离子，烯醇负离子对另一分子的酯发生 亲和加成，再消去烷氧负离子，生成β-酮酯。
如用苯乙酸乙酯和甲酸乙酯进行缩合，得到α-甲酰 苯乙酸乙酯：
CH3ONa
C6H5CH2COOC2H5 + HCOOC2H5
C6H5CHCOOC2H5 + C2H5OH
CHO 70%
注：
α-甲酰化合物是非常活泼的，产率往往很低， 并且容易聚合。
例如:乙酸乙酯和甲酸乙酯缩合的产物，会马 上再发生羟醛缩合作用，得到均苯三甲酸三 乙酯。
O O
C2H5ONa
O O
CH3C CHCOC2H5
H
H+
CH3C CCHOC2H5 Na
关键因素：
酯的缩合物与碱生成盐是缩合反应完成的关键 一步。
为使反应顺利进行，两个羰基之间的碳上必须 有活泼氢。因此原料酯上的α碳上至少需要两个 氢。一个用于被碱夺取，另一个用于生成盐。
假如原料酯的α碳上只有一个活泼氢，则缩合反 应必须在更强碱的作用下才能完成。如：异丁 酸乙酯在乙醇钠作用下，不能发生酯缩合反应， 但在三苯甲基钠的作用下就可进行缩合。
反应条件：
1.至少有一个酯含有活泼氢 2.碱性条件下反应 3.使用的溶剂必须符合一定的条件。
1.相同酯之间的缩合
例如：乙酸乙酯的缩合产物“三乙”
乙酸乙酯的α氢的酸性是很弱的（pKa约为24.5）， 而乙醇钠是一个较弱的碱（乙醇， pKa 约为15.9） 在这样条件下，乙酸乙酯形成的负离子在平衡体系 中很少的。
CH2
COOC2H5
①C2H5ONa
COCOOC2H5
+ (COOC2H5)2
CH2
COOC2H5
②H2O
CH
COOC2H5
CH2
COOC2H5
COCOOH
NaOH
H+
CH
Δ
COOH
CH2
COOH
CH2COCOOH CH2COOH
2.3 甲酸酯与其它酯的反应
与甲酸酯发生酯缩合反应后，即在α碳原子上引入一 个甲酰基。
CO
COOC2H5
175℃
C6H5CHCOOC2H5
COOC2H5
80%~85%
注：
用长链的脂肪酸酯和草酸酯反应，一般产率 很低，但如能将产出来的乙醇不断蒸出，可 以得到产率较高的产物。
草酸酯缩合产物，经过处理可以得到α-羰基 酸。利用这个反应，可以合成生物化学上重 要的2-氧代戊二酸。
2-氧代戊二酸（ α-羰基戊二酸）的合成：
注：
Claisen(克莱森)缩合反应是可逆的，因此 生成的β-二羰基化合物在催化量的碱与一分 子醇作用下，可发生Claisen(克莱森)酯缩 合反应的逆反应，分解为两分子酯。 小结:
Claisen(克莱森)缩合反应，在合成上很重要，其逆合成在合 成上也是很有用的。
反应如下
2CH3COOC2H5
C2H5ONa H+
CH3COCH2COOC2H5 + C2H5OH
为什么这个反应进行的如此完全呢？
其原因是最后产物乙酰乙酸乙酯是一个比
较强的酸，在碱作用下可以形成很稳定的
负离子，使平衡朝产物方向移动。体系中
乙酸乙酯负离子浓度虽低，但一旦形成就
不断反应，结果使反应完成。
溶剂的影响：
假如溶剂的酸性比原化合物强得多，就不能 产生很多的碳负离子，因为溶剂的质子被碱 性很强的碳负离子夺去了。
一般使用的强碱和相应的溶剂有以下几种 搭配：
1.三级丁醇钾，经常使用三级丁醇、二甲亚 砜、四氢呋喃为溶剂；
2.氨基钠，溶剂为液氨、醚、苯、甲苯、 1,2-二甲氧乙烷等；
NaH CH3CH2COOC2H5
CH3 C6H5COCCOOC2H5
HLeabharlann Baidu
CH3
C6H5COCCOOC2H5
H
2.2 草酸酯与其它酯的反应
草酸酯由于一个酯基的诱导作用，增加了另一个羰 基的亲电作用，所以比较容易和其它的酯发生缩合 作用。
δ
O
C2H5OC δ+
O
O
COC2H5
+
①C2H5ONa CH3CH2COC2H5 ②H+
3.氢化钠及氢化钾，溶剂为苯、醚、二甲基 甲酰胺等；
4.三苯甲基钠，溶剂为苯、醚、液氨等； 注：三苯甲烷的pKa值大约为31.5，而三级
丁醇的pKa是18，因此三苯甲基钠要比三级 丁醇钠的碱性强得多。此外还有LDA等。
2.混合酯缩合
若用两个不同的并都含有α活泼氢的酯进行 酯缩合作用，理论上就可得到四种不同的产 物，在制备上，没有很多的价值。
因此一般进行这种混合酯缩合时，只用一个 含有活泼氢的酯和一个不含活泼氢的酯进行 缩合。
经常用的不含活泼氢的酯有苯甲酸酯、甲酸 酯、草酸酯、碳酸酯等。
2.1苯甲酸酯与其它酯的反应 注：芳香酸酯的酯羰基一般不够活泼， 缩合时需要用较强的碱，有足够浓度的 碳负离子，才能保证反应进行。
C6H5COOCH3 +
CH3CHCOOC2H5 COCOOC2H5
注：
草酸酯的缩合产物有一个α-羰基酸酯的集团，加热即失
去一分子一氧化碳，变成取代的丙二酸酯。苯基取代的
丙二酸酯，不能用溴苯进行芳基化取代，但可用此法制
得:
C6H5CH2COOC2H5
+ (COOC2H5)2
①C2H5ONa ②H+
C6H5CHCOOC2H5