第十四章 B-二羰基化合物
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有机化学第十四章
COOC2H5 CH3COCH2COOC2H5 + C2H5OH COCH2COOC2H5
两种产物在性质上有较大差别， 两种产物在性质上有较大差别，可分离
分子内Claisen 酯缩合（Dieckmann狄克曼缩合） 酯缩合（ 狄克曼缩合） 分子内 狄克曼缩合
CH2CH2COOC2H5 CH2CH2COOC2H5 O
C2H5C O + CH2COOC2H5 CN CH3
乙酸铵－乙酸
C6H6
CH3 C2H5
C C COOC2H5 CN 85%
CHO
+
CH2(COOH)2
哌啶,95~100℃ ℃ -H2O
CH C(COOH)2
- CO2
CH CHCOOH (80%~95%)
五、Michael加成 加成
O + CH2(COOC2H5)2 C2H5ONa C2H5OH CH(COOC2H5)2 90% (C2H5)3N,叔丁醇 叔 O
三、丙二酸二乙酯的合成及应用
1、制备 、
CH2COONa Cl
NaCN
CH2COONa CNOC H 2 5
腈化反应
水解、 水解、成酯反应
2、应用 、 （1）制备取代乙酸（一取代或二取代）： ）制备取代乙酸（一取代或二取代）： 脱H+,生成钠盐 生成钠盐
步2
制备甲基酮或烷基取代酸： 制备甲基酮或烷基取代酸：
①稀OH -,②H+,③∆ 酮式分 解 ①40%OH-,②H+,③∆ 酸式分解
CH3 CH3COCCOOC2H5 CH2CH2CH3
CH3 CH3COCHCH2CH2CH3
CH3 CH3CH2CH2CHCOOH
b二羰基化合物.ppt
n = 0, 1, 2, 3
COOC2H5 COOC2H5
1) NaOH 2) H+,
COOH
思考：在与卤代烃反应生成C-C键反应中，比 较三乙及丙二酸酯的钠盐与RMgX的活性差异。
29
四、Knoevenagel缩合
在弱碱的催化下，醛、酮与含有活泼亚甲基的化合物发 生的失水缩合反应。
R' R
C=O
注意：当引入基团不同时，通常是先引入活性较高和体积较
大的基团。
23
2. 合成二羰基化合物
OO
CH3CCH2COC2H5
=
O CH2 C OC2H5
X (CH2)n
X
=
O CH2 C OC2H5
CH3COCl
CH3COCH2Cl 或 用I2偶合
CH3COCH2 CH3COCH2
(CH2)n
CH3CO CH2
20
2.乙酰乙酸乙酯活泼亚甲基上的反应
OO CH3CCH2COC2H5
OO
CH3I
CH3C-CH-COC 2H5
C2H5ONa
CH3 烃基化
OO
-C2H5OH
CH3CCHCOC2H5
BrCH2COOR
O
O
CH3C-CH-COC2H5
NaH
O- O
Na+CH3COCl
CH2COOR
CH3C=CHCOC2H5
O
CH3 C + OC2H5
CH2 C OC2H5
CH3 C CH2 C OC2H5 OC2H5
O
O
O
O
CH3 C CH2 C OC2H5
CH3 C CH2 C OC2H5
第十四章_β-二羰基化合物
第十四章 β-二羰基化合物 14.1 定义：凡两个羰基被一个碳原子隔开的化合
物，均称为 β-二羰基化合物。
R-‖C–CH2-‖C-R
O
O
β-二酮
H-‖C–CH2–C‖-H
O
O
β-丙二醛
α-氢原子受到两个吸电基团的影响,
显得更加活泼。
14.2 命名
HO-‖C–CH2-‖C-OH
O
O
β- 丙二酸
R-‖C–CH2–C‖-OR’
CH3︱CH=CH‖COC2H5 OH O
NaOC2H5 H+
CH3‖C CH-‖COC2H5 OO
Na
+
CH3‖CCH2C‖OC2H5 OO
①5%NaOH CH3COCH2COOH
②H+
CH3COCH3
△,-CO2
?
CH3‖CCH2C‖OC2H540%△NaOH OO
CH3‖COON+a
C2H5OH
CH3‖CO︱CCHH‖O2CCOHC2C2HO①5O5C%2H︱CNHaO2CHH2CCHO3‖OCO︱CCHHH2‖OCCOHN2CaOONa ②H+ , ③△ CH3‖CCH2
O
CH3‖C︱CCHH‖2CCOHC2C2HO5OC酮2式H 分解 OO
C︱H2CH2COOH CH3‖CCH2
O
︱CH2CH2COO酸C2式H分5 解
CH3‖CCH2C‖OC2H5 OO
H2N-OH H+
CH3‖CCH2COOC2H5 N-OH
Na CH3︱C= CH ‖COC2H5 ONa O
CH3︱C = CHC‖OC2H5 OH O
+ H2
CH3‖C-CH-‖COC2H5Na +
物，均称为 β-二羰基化合物。
R-‖C–CH2-‖C-R
O
O
β-二酮
H-‖C–CH2–C‖-H
O
O
β-丙二醛
α-氢原子受到两个吸电基团的影响,
显得更加活泼。
14.2 命名
HO-‖C–CH2-‖C-OH
O
O
β- 丙二酸
R-‖C–CH2–C‖-OR’
CH3︱CH=CH‖COC2H5 OH O
NaOC2H5 H+
CH3‖C CH-‖COC2H5 OO
Na
+
CH3‖CCH2C‖OC2H5 OO
①5%NaOH CH3COCH2COOH
②H+
CH3COCH3
△,-CO2
?
CH3‖CCH2C‖OC2H540%△NaOH OO
CH3‖COON+a
C2H5OH
CH3‖CO︱CCHH‖O2CCOHC2C2HO①5O5C%2H︱CNHaO2CHH2CCHO3‖OCO︱CCHHH2‖OCCOHN2CaOONa ②H+ , ③△ CH3‖CCH2
O
CH3‖C︱CCHH‖2CCOHC2C2HO5OC酮2式H 分解 OO
C︱H2CH2COOH CH3‖CCH2
O
︱CH2CH2COO酸C2式H分5 解
CH3‖CCH2C‖OC2H5 OO
H2N-OH H+
CH3‖CCH2COOC2H5 N-OH
Na CH3︱C= CH ‖COC2H5 ONa O
CH3︱C = CHC‖OC2H5 OH O
+ H2
CH3‖C-CH-‖COC2H5Na +
第14章_β-二羰基化合物和有机_[1]...
![第14章_β-二羰基化合物和有机_[1]...](https://img.taocdn.com/s3/m/489a41b68762caaedd33d446.png)
不含α-H的酯如草酸二乙酯、甲酸酯、碳酸二乙酯 苯甲酸酯等在酰化反应中可分别引入-COCO2C2H5, -CHO, -COOC2H5, -COPh基团。
2. 酰基化反应
使用草酸酯得到的产物既是β-酮酯，又是α-酮 酯。由于α-酮酯在加热时可脱去羰基，为合成取 代丙二酸酯及相关化合物提供一条方便的途径。
3. 迈克尔加成反应
活泼氢化合物在催化量碱（常用醇钠，季铵碱及 苛性碱等）作用下与α, β-不饱和化合物发生1, 4-加成的反应称为Michael加成反应。
催化量 C2H5ONa + CH2=CHCCH3 C2H5OH O O (H5C2O2C) 2CH CH2CH2CCH3
CH2(CO2C2H5)2
COOC2H5 C2H5ONa PhCH2CO2C2H5 + COOC2H5 COOC2H5 C CO2C2H5 O 178° C
Ph HC
PhCH(COOC2H5)2
Ph HC
COOC2H 5 C CO 2C 2H 5 O
H 3O+
COOH Ph CH C COOH - CO2 O
PhCH2COCOOH
CH 3 O O
2-甲基-1,3-环戊二酮
练习14.2
14.1.2 β-二羰基化合物活泼氢的酸性
• β-二羰基化合物的两个羰基之间的α-氢原子的 酸性，由于其相应阴离子的共振稳定化而大大增 强。 pKa在9～13之间。 在碱的作用下，活性亚甲基上的质子具有酸性，易 脱去形成二羰基碳负离子或烯醇负离子，存在着酮 式和烯醇式的互变异构。
+ NaX
C
OC2H5 + C2H5OH
二烃基乙酰乙酸酯
α-烃基乙酰乙酸乙酯的应用
第十四章 β-二羰基化合物
第十四章 β-二羰基化合物
（一） 命名下列化合物：
CH3 （1） HOCH2CHCH2COOH
（3） CH3CH2COCH2CHO
O （2） (CH3)2CHCCH2COOCH3
OH （4） (CH3)2C=CHCH2CHCH3
CHO
（5） ClCOCH2COOH
（7）
OCH3 NO2
OCH3 （6） OH
O
O
CH3C CH2C OC2H5 （ 以下同）
来自三乙 （1） 分析：
O
H3C C CH CH3
CH3
上2个 CH3I
O CH3C
解：
O CH2C
OC2H5
C2H5O-Na+ CH3 I
O CH3C
O CHC CH3
OC2H5
C2H5O-Na+ CH3 I
O CH3C
CH3 O CC CH3
(1) 稀OH- , (2) H+, (3) ∆
OC2H5
酮式分解
O H3C C CH CH3
CH3
CH3OH HI CH3I
OH
CH3CHCH2CH2CH2CH3
H2 Ni
（2） 分析：
O CH3CCH2CH2CH2CH3
上BrCH2CH2CH3
来自三乙
O
O
OO
CH3C CH2COC2H5 C2H5O-Na+ CH3CH2CH2Br CH3C CHCOC2H5
CH3
来自丙二
CH2(COOC2H5)2 C2H5O-Na+
解：
CH3CH=CHCOOC2H5
CH3CH CH2COOC2H5 CH(COOC2H5)2
（一） 命名下列化合物：
CH3 （1） HOCH2CHCH2COOH
（3） CH3CH2COCH2CHO
O （2） (CH3)2CHCCH2COOCH3
OH （4） (CH3)2C=CHCH2CHCH3
CHO
（5） ClCOCH2COOH
（7）
OCH3 NO2
OCH3 （6） OH
O
O
CH3C CH2C OC2H5 （ 以下同）
来自三乙 （1） 分析：
O
H3C C CH CH3
CH3
上2个 CH3I
O CH3C
解：
O CH2C
OC2H5
C2H5O-Na+ CH3 I
O CH3C
O CHC CH3
OC2H5
C2H5O-Na+ CH3 I
O CH3C
CH3 O CC CH3
(1) 稀OH- , (2) H+, (3) ∆
OC2H5
酮式分解
O H3C C CH CH3
CH3
CH3OH HI CH3I
OH
CH3CHCH2CH2CH2CH3
H2 Ni
（2） 分析：
O CH3CCH2CH2CH2CH3
上BrCH2CH2CH3
来自三乙
O
O
OO
CH3C CH2COC2H5 C2H5O-Na+ CH3CH2CH2Br CH3C CHCOC2H5
CH3
来自丙二
CH2(COOC2H5)2 C2H5O-Na+
解：
CH3CH=CHCOOC2H5
CH3CH CH2COOC2H5 CH(COOC2H5)2
第十四章 β-二羰基化合物
* *
• 水解、加热脱羧——1,5-二羰基化合物
例2:
• 水解、加热脱羧——1,5-二羰基化合物
（3）酸式分解——在浓碱(40% NaOH)中加热, 和 的C-C键断裂而生成两个分子的乙酸:
(4) 乙酰乙酸乙酯烃基化反应--与卤烷亲核取代反应
A: 一烃基取代
• -碳原子上的烃基化反应.
再反应
B: 二烃基取代
注意：两个卤代烃（不 同）分步取代，否则产 物复杂化 • 得到的 -烃基取代的乙酰乙酸乙酯,再进行酸式或酮 式分解,可制得甲基酮、二酮、一元或二元羧酸。 • 还可用来合成酮酸及其他环状或杂环化合物。
补充1：
如三级卤代烃易 消除！不行！
解：
烃基不同，分 步取代！
解：
(2) 合成二元羧酸 例如:合成丁二酸、己二酸
物料比（2：1）-直链 + CH2I2 （醇钠）成环
2 C2H5ONa CH2I2
COOC2H5 COOC2H5 COOC2H5 COOC2H5
COOH COOH
补充2： 作业8（4）
2
2
补充3： (3)环状一元羧酸
n=2， 易开环
• 二卤化物（Br(CH2)nBr，n=3~7）与丙二酸酯的成 环反应
CH2 (COOC2H5 )2
2 C2H5ONa
COOC2 H5 COOC2 H5
Br(CH2)5Br
注意物料比1：1
COOH
• 利用丙二酸酯为原料的合成方法，常称为丙二酸酯 合成法。
• 酮式分解得：-二酮
补充8
（1）与-卤代酮（Cl-CH2COR）反应
• 酮式分解——1,4-二酮 • 酸式分解——-酮酸
（2）与Br-(CH2)nCOOC2H5反应 • 酸式分解——二元酸 HOOC-(CH2)n+1COOH
• 水解、加热脱羧——1,5-二羰基化合物
例2:
• 水解、加热脱羧——1,5-二羰基化合物
（3）酸式分解——在浓碱(40% NaOH)中加热, 和 的C-C键断裂而生成两个分子的乙酸:
(4) 乙酰乙酸乙酯烃基化反应--与卤烷亲核取代反应
A: 一烃基取代
• -碳原子上的烃基化反应.
再反应
B: 二烃基取代
注意：两个卤代烃（不 同）分步取代，否则产 物复杂化 • 得到的 -烃基取代的乙酰乙酸乙酯,再进行酸式或酮 式分解,可制得甲基酮、二酮、一元或二元羧酸。 • 还可用来合成酮酸及其他环状或杂环化合物。
补充1：
如三级卤代烃易 消除！不行！
解：
烃基不同，分 步取代！
解：
(2) 合成二元羧酸 例如:合成丁二酸、己二酸
物料比（2：1）-直链 + CH2I2 （醇钠）成环
2 C2H5ONa CH2I2
COOC2H5 COOC2H5 COOC2H5 COOC2H5
COOH COOH
补充2： 作业8（4）
2
2
补充3： (3)环状一元羧酸
n=2， 易开环
• 二卤化物（Br(CH2)nBr，n=3~7）与丙二酸酯的成 环反应
CH2 (COOC2H5 )2
2 C2H5ONa
COOC2 H5 COOC2 H5
Br(CH2)5Br
注意物料比1：1
COOH
• 利用丙二酸酯为原料的合成方法，常称为丙二酸酯 合成法。
• 酮式分解得：-二酮
补充8
（1）与-卤代酮（Cl-CH2COR）反应
• 酮式分解——1,4-二酮 • 酸式分解——-酮酸
（2）与Br-(CH2)nCOOC2H5反应 • 酸式分解——二元酸 HOOC-(CH2)n+1COOH
第十四章 β-二羰基
14.2 β-二羰基化合物碳负离子的反应
以乙酰乙酸乙酯为例
碳负离子可以写出三个共振式
O O C2H5OH OO-
CH3CCH2COC2H5 + NaOH O O
O
O
CH3CCHCOC2H5
CH3C=CHCOC2H5
+ CH3CCH=COC2H5 Na
(1)
>
(2)
>
(3)
碳负离子都具有带负电荷的C原子或O原子，都具有亲 核能力，反应主要发生在亲核的C原子 亲核反应 得到的主要是C原子上的烷基化或酰基化产物
二取代乙酸
应用：丙二酸酯法主要用来合成一取代、二取代乙酸 注意：1）禁用3ºRX(易消去)、乙烯型和卤苯型RX(活性差)； 2）R≠R’时，应先引入大基团； 3）可同时失去两个α-H，得到双钠盐。
_ _
_ _
OH
-
COONa
H
+
COOH COOH
丙二酸酯在合成中的应用：
（1）合成一取代乙酸
举例：用丙二酸二乙酯合成４－甲基戊酸
P358-8(2)
⑵合成二取代乙酸
例：用丙二酸合成法合成２－苄基己酸
CH2(COOC2H5)2
+ C2H5ONa － [CH(COOC2H5)2]Na C2H5OH
－CH2Br
－CH2－CH(COOC2H5)2
(1)C2H5ONa (2)CH3(CH2)3Br
－ －CH2－C(COOC2H5)2 CH2CH2CH2CH3
问题：能不能用酯化 的方法制备？
∵HOOC－CH2－COOH
不能用酯化的方法。
CH3COOH + CO2↑
丙二酸酯的结构
第十四章 β-二羰基化合物
醛、酮在弱碱（如：胺、吡啶、哌啶）催化下，与含 活泼α–氢的化合物发生缩合反应。如：
N
CHO
+ CH2(COOH)2
H , 97
-H2O
CH C(COOH)2
- CO2
O
O
H5C2OC H5C2OC
O
CH2 CH2
C CH2
O
O
H5C2OC Br H5C2OC
OO
CH2
C
CH2 CH2
CH2
HOCCH CH2 环丁烷甲酸
CH2
习题14.5 用丙二酸二乙酯为原料合成下列化合物：
⑴ 丁二酸
COOC2H5 CH2
COOC2H5
C2H5ONa CH(COOC2H5)2
I2
O
O
H
CH3C
CH
COEt + O H
H
O
O
CH3C CH COEt + H2O
H
反应特点： 反应物至少是含有两个α–氢的酯
O
O
R CH2C OCH2CH3 + H CHC OCH2CH3
NaOC2H5 H3O+
R
O CH2C
O CHC R
R
OCH2CH3 + CH3CH2OH
含一个α–氢原子的酯缩合反应（使用更强的碱）
CH2COOH CH2
CH2COOH
⑹ 4-甲基戊酸
⑹ 4-甲基戊酸 COOC2H5
CH2 COOC2H5
C2H5ONa (CH3)2CHCH2Cl
COOC2H5 (CH3)2CHCH2 CH
COOC2H5
OH-, H+H
2.丙二酸亚异丙酯的合成及其应用（略） 四、克脑文盖尔（Knoevenagel） 缩合
N
CHO
+ CH2(COOH)2
H , 97
-H2O
CH C(COOH)2
- CO2
O
O
H5C2OC H5C2OC
O
CH2 CH2
C CH2
O
O
H5C2OC Br H5C2OC
OO
CH2
C
CH2 CH2
CH2
HOCCH CH2 环丁烷甲酸
CH2
习题14.5 用丙二酸二乙酯为原料合成下列化合物：
⑴ 丁二酸
COOC2H5 CH2
COOC2H5
C2H5ONa CH(COOC2H5)2
I2
O
O
H
CH3C
CH
COEt + O H
H
O
O
CH3C CH COEt + H2O
H
反应特点： 反应物至少是含有两个α–氢的酯
O
O
R CH2C OCH2CH3 + H CHC OCH2CH3
NaOC2H5 H3O+
R
O CH2C
O CHC R
R
OCH2CH3 + CH3CH2OH
含一个α–氢原子的酯缩合反应（使用更强的碱）
CH2COOH CH2
CH2COOH
⑹ 4-甲基戊酸
⑹ 4-甲基戊酸 COOC2H5
CH2 COOC2H5
C2H5ONa (CH3)2CHCH2Cl
COOC2H5 (CH3)2CHCH2 CH
COOC2H5
OH-, H+H
2.丙二酸亚异丙酯的合成及其应用（略） 四、克脑文盖尔（Knoevenagel） 缩合
14β-二羰基化合物
O
O O
2 C H 3C O C 2H 5
(1 )C 2 H 5 O N a (2 )H 3 O
+
C H 3C C H 2C O C 2H 5
C 2H 5O H
有机化学
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(2)、乙酰乙酸乙酯的酮式分解和酸式分解
酮式分解：在稀碱或稀酸中加热脱羧生成酮
O O
(1 )稀 N a O H (2 )H 3 O
+
O
O
CH 3 -C-CH 2 -C-OC 2 H 5
O
CH 3 -C-CH 2 -C-OH
CH 3 -C-CH 3 + C O 2
酸式分解：在浓碱中加热αβ碳碳键断裂生成酸
O O (1 )浓 N a O H CH 3 -C-CH 2 -C-OC 2 H 5 (2 )H + O 3
O CH 3 -C-OH
O O ① C 2 H 5 ONa CH -C-C-C-OC 3
2H 5
2H 5
① 5%NaOH ② H O/ 3
+
O C-CH 3
乙酰乙酸乙酯具有活泼的亚甲基，与醇钠等作用时转变为碳负 离子，碳负离子再与卤代烃亲核取代，即发生 α 碳原子上的烃 基化反应。得到的一烃基乙酰乙酸乙酯还有一个α-H，再与醇 钠、卤烃作用生成二烃基取代物。再进行酸式分解或酮式分解， 可制取甲基酮、二酮、一元酸或二元酸。
O
2 CH 2 -C-CH 3
有机化学
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小结
β –二羰基化合物的酸性和烯醇负离子的稳定
性 β –二羰基化合物碳负离子的反应 丙二酸酯在有机合成上的应用(丙二酸酯合成 法） 克莱森（酯）缩合反应——乙酰乙酸乙酯的 合成 乙酰乙酸乙酯在合成上的应用 （乙酰乙酸乙酯的酮式分解、酸式分解、酰基 化反应） 麦克尔反应
O O
2 C H 3C O C 2H 5
(1 )C 2 H 5 O N a (2 )H 3 O
+
C H 3C C H 2C O C 2H 5
C 2H 5O H
有机化学
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(2)、乙酰乙酸乙酯的酮式分解和酸式分解
酮式分解：在稀碱或稀酸中加热脱羧生成酮
O O
(1 )稀 N a O H (2 )H 3 O
+
O
O
CH 3 -C-CH 2 -C-OC 2 H 5
O
CH 3 -C-CH 2 -C-OH
CH 3 -C-CH 3 + C O 2
酸式分解：在浓碱中加热αβ碳碳键断裂生成酸
O O (1 )浓 N a O H CH 3 -C-CH 2 -C-OC 2 H 5 (2 )H + O 3
O CH 3 -C-OH
O O ① C 2 H 5 ONa CH -C-C-C-OC 3
2H 5
2H 5
① 5%NaOH ② H O/ 3
+
O C-CH 3
乙酰乙酸乙酯具有活泼的亚甲基，与醇钠等作用时转变为碳负 离子，碳负离子再与卤代烃亲核取代，即发生 α 碳原子上的烃 基化反应。得到的一烃基乙酰乙酸乙酯还有一个α-H，再与醇 钠、卤烃作用生成二烃基取代物。再进行酸式分解或酮式分解， 可制取甲基酮、二酮、一元酸或二元酸。
O
2 CH 2 -C-CH 3
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小结
β –二羰基化合物的酸性和烯醇负离子的稳定
性 β –二羰基化合物碳负离子的反应 丙二酸酯在有机合成上的应用(丙二酸酯合成 法） 克莱森（酯）缩合反应——乙酰乙酸乙酯的 合成 乙酰乙酸乙酯在合成上的应用 （乙酰乙酸乙酯的酮式分解、酸式分解、酰基 化反应） 麦克尔反应
第十四章 β-二羰基化合物
分析： 产物为甲基酮， 分析：(1) 产物为甲基酮，合成时一定要经过酮式分解 (2) 将目标化合物的结构与丙酮进行比较，确定 将目标化合物的结构与丙酮进行比较， 引入基团。 引入基团。 (3) 最后确定合成路线。 最后确定合成路线。 注意：当引入基团不同时， 注意：当引入基团不同时，通常是先引入活性较高 和体积较大的基团
O O O O CH3 C OC2H5
=
+
CH3 C OC2H5
=
=
=
① C2H5ONa ② CH3COOH
CH3 C CH2 C OC2H5
反应机理： 反应机理：
CH2 C OC2H5
C2H5O
+
CH2 C OC2H5
O OC2H5 O
CH2 C OC2H5
O
O
CH3 C
+
CH2 C OC2H5
的酯与不含α-H的酯 如：甲酸酯、苯甲酸酯、 的酯(如 甲酸酯、苯甲酸酯、 含α-H的酯与不含 的酯与不含 的酯 乙二酸酯和碳酸酯)之间不仅可以缩合，而且具有 乙二酸酯和碳酸酯 之间不仅可以缩合， 之间不仅可以缩合 应用价值。 应用价值。如：
O H C OC2H5 + CH3CH2COOC2H5 C2H5ONa O H C CHCOOC2H5 CH3
Cl(CH2)nCOOC2H5
O O CH3 C CH C OC2H5
= =
(CH2)nCOOC2H5
O 酸式分解 CH2 C OH (CH2)nCOOH
=
二元酸
1. 合成甲基酮
经乙酰乙酸乙酯合成： 经乙酰乙酸乙酯合成：
引入基团
引 入基 团
CH3 CH3COCH2CH3 CH3COCHCH2CH3
第十四章 β-二羰基化合物
④ 分子内的酯缩合反应被称为Dieckmann反应：
CH2CH2COOEt CH2CH2COOEt
EtONa
苯，80。C
COOEt O- H+
80%
COOEt O
乙酰乙酸乙酯的酯缩合逆反应
O
O
CH3C-CH2-COC2H5 C2H5O-
O-
O
CH3C-CH2-COC2H5 OC2H5
O
O
CH3-COC2H5 + -CH2-COC2H5
CH3
OO CH3CCH2COC2H5
NaH -H2
OO
CH3COCl
CH3CCHCOC 2H5 Na+
O- O
CH3C=CHCOC2H5
OO CH3COCCH3
CH3COOC2H5
OO CH3C-CH-COC 2H5
COCH3
β-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。
乙酰乙酸乙酯在不同溶剂中烯醇式和酮式比例不同， 溶剂极性越小，烯醇式比例越高。质子形极性溶剂易 于与酮式形成分子间氢键，酮式比例高；非极性溶剂 易于烯醇式分子内氢键的形成，所以在环己烷类非极 性溶剂中烯醇式比例高。
为什么乙酰乙酸乙酯是由酮式和烯醇式两种互变 异构体组成的？
其烯醇式结构有一定的稳定性：
3 乙酰乙酸乙酯在合成上的应用
(1) 制甲基酮 (2) 制二元酮
乙酰乙酸乙酯的合成及应用
乙酰乙酸乙酯的合成——Claisen酯缩合反应
H CH2COOC2H5 NaOC2H5
乙酸乙酯
O
-CH2-C-OC 2H5
O-
CH2=C-OC 2H5
第十四章b二羰基化合物
O R' O
-NaX
CH3 C
C R
C
OC2H5
① R最好用1°，2°产量低，不能用3°和 乙烯式卤代烃(？？碱性条件下)。
②二次引入时，第二次引入的R′要比R活泼。 (一般是体积先大后小)
③ RX也可是卤代酸酯和卤代酮。
(b) 酰基化：
OO CH3 C CH C OC2H5 Na
RCOX -NaX
2 CH3COOH + C2H5OH
OO CH3 C CH C OC2H5
ŨOH
CH3COOH + RCH2COOH + C2H5OH
R
OO
ŨOH
CH3 C CH C OC2H5
CH3COOH + RCOCH2COOH + C2H5OH
COR
14.3 丙二酸二乙酯
（1）制法：可以从氯乙酸的钠盐来制备丙二酸二乙酯。
H3C C
C C CH3 H
碳负离子和氧负离子都具有亲核性能，但反
应主要发生在亲核的碳原子上。
亚甲基活泼氢的性质：
1．酸性
α-H很活泼，具有一定的酸性，易与金属钠、乙醇 钠作用形成钠盐。
O
O
CH3 C CH2 C OC2H5 C2H5ONa
OO CH3 C CH C OC2H5 Na
Hale Waihona Puke pKa =1114.1.2 烯醇负离子的稳定性
乙酰乙酸乙酯：又叫β-丁酮酸乙酯。
以酮式和烯醇式两种结构以动态平衡而同时存在的互 变异构体。
1．互变异构现象
白（） 白（）
NaHSO3 OO
NH2OH CH3-C-CH2-C-OC2H5
Na H2 有活性氢 Br2/CCl4 溴褪色（具双键）
CHAP14 二羰基化合物
COOC2H5 CH3CH2CH COOC2H5
-CO2 CH CH CHCOOH 3 2 CH3
1) C2H5ONa 2) CH3I
COOC2H5 CH3CH2C CH3 COOC2H5
COOH CH3CH2CCH3 COOH
2 CH2(COOC2H5)2
C2H5ONa
_ BrCH2CH2Br 2 CH(COOC2H5)2
CH3COOH P Cl2 CH2COOH Cl NaCN NaOH CH2COONa CN C2H5OH H2SO4 COOC2H5 CH2 COOC2H5
性质
COOC2H5 C2H5ONa CH2 COOC2H5 _ COOC2H5 CH COOC2H5
1) OH 2) H
+ -
CH3CH2Br
注：① R最好用 °，2°卤代烃，不能用 °和乙烯式卤代烃。 最好用1° 最好用 °卤代烃，不能用3°和乙烯式卤代烃。 二次引入时，第二次引入的R′要比 活泼。 要比R活泼 ② 二次引入时，第二次引入的 要比 活泼。 也可是卤代酸酯和卤代酮。 ③ RX也可是卤代酸酯和卤代酮。 也可是卤代酸酯和卤代酮 酰基化： 酰基化：
2.用乙酰乙酸乙酯法以不超过三个碳的有机物为原料合成2，6-庚二酮 用乙酰乙酸乙酯法以不超过三个碳的有机物为原料合成 ， 庚二酮 3.用丙二酸二乙酯法合成 乙基丁二酸 用丙二酸二乙酯法合成2-乙基丁二酸 4.用丙二酸二乙酯法以甲醇、乙醇为原料合成正已酸 用丙二酸二乙酯法以甲醇、 5.用丙二酸二乙酯法以甲醇、乙醇为原料合成 甲基已二酸 用丙二酸二乙酯法以甲醇、乙醇为原料合成3-甲基已二酸 6.用乙酰乙酸乙酯法以甲醇、乙醇为原料合成甲基-环丁基酮 用乙酰乙酸乙酯法以甲醇、乙醇为原料合成甲基 环丁基酮
有机化学第14章 β-二羰基化合物
工业上乙酰乙酸乙酯可用二乙烯酮与乙醇作用制得:
乙酰乙酸乙酯为无色具有水果香味的液体，沸点181℃(稍有分解)，
微溶于水，可溶于多种有机溶剂。乙酰乙酸乙酯对石蕊呈中性，但能 溶于稀氢氧化钠溶液。它不发生碘仿反应。
2.乙酰乙酸乙酯的性质
乙酰乙酸乙酯可在稀碱(或稀酸)的作用下，水解生成乙酰乙酸，
后者在加热的条件下，脱羧生成酮。这种分解称为酮式分解，可用
键形成一个稳定的六元环，另一方面烯醇式羟基氧原子上的未共用
电子对与碳碳双键和碳氧双键是共轭体系，发生了电子的离域，降 低了分子的能量的缘故。
酮—烯醇互变异构现象在羰基化合物中较为普遍，但它们的烯
醇式含量是不同的。
(在室温条件下)
14.2 乙酰乙酸乙酯的合成及应用
1.乙酰乙酸乙酯的合成
乙酰乙酸乙酯可用Claisen酯缩合反应合成。乙酸乙酯在强碱 (如乙醇钠、金属钠等)的催化下缩合，然后酸化，即可得到乙酰乙 酸乙酯。
曾讨论过烯醇式和酮式的互变异构现象。
但β-二羰基化合物的烯醇式结构却具有一定的稳定性。如β-
丁酮酸乙酯(又称为乙酰乙酸乙酯，俗称三乙)，通常是以酮式和烯
醇式两种异构体的混合物形式存在的。
这种能够互相转变的两种异构体之间存在的动态平衡现象就 称为互变异构现象。
乙酰乙酸乙酯的两种异构体，可在较低的温度下，用石英容器精馏
反应式表示为：
另外，乙酰乙酸乙酯如与浓碱共热，则α-和β-碳原子之间的键
发生断裂，生成两分子乙酸盐。一般β-羰基酸都发生此反应，这种
分解称为酸式分解。
乙酰乙酸乙酯分子中亚甲基上的氢原子比较活泼，与醇钠等强碱
作用，可以生成钠的衍生物，后者可与卤代烷发生取代反应，生成烷
基取代的乙酰乙酸乙酯；在需要时还可以生成二烷基取代的乙酰乙酸 乙酯，使用更强的碱如叔丁醇钾替代乙醇钠进行反应效果更好。
14-二羰基化合物
O C OH CH2
O C O C 2H 5
O CH3 C + CH2 OH
O C O C 2H 5 CH3
O C O O OH 2 CH3 C + CH3
O C O C 2H 5
O + C 2H 5O H
O H 3C C CH2
O C O C 2H 5
两种水解方式
成酸水解 成酮水解
烃化和酰化
O H 3C C CH2 O H 3C C CH O C O C 2H 5 O C N aO Et O C 2H 5 + H 3C O C O
其它结构的β- 酮酸酯也可以进行烃化，水解和脱羧反应，生成各种结构的酮 2)
O C H 3C H 2C H 2C O CHCOEt C H 2C H 3
E tO N a E tO H
1 ) O H -H 2 O , 2) H 3O +,
-
O C H 3C H 2C H 2C C H 2C H 2C H 3
I
2, 5 – 己二酮
2 C H 3C O C H C O O C 2H 5
-
C H 3C O C H C O O C 2H 5 N a+ C H 2 C l2 CH2 C H 3C O C H C O O C 2H 5 1) H 2O , K O H ; 2) H 3O +
3)
C H 3C O C H 2C H 2C H 2C O C H 3
乙酰乙酸乙酯与浓碱共热，则α-和β-碳原子之间的键发生断裂，生成两 分子的乙酸盐。一般β-羰基酸都发生此反应，这种分解称为酸式分解
O H 3C C CH2 O K O H , E tO H C O C 2H 5
有机化学：β-二羰基化合物
第三节 丙二酸二乙酯的性质及其应用
丙二酸二乙酯为无色且具有香味的液体，沸点 199℃，微溶于水，能与醇、醚混溶，是重要的有机合 成中间体。 一、制法
N aC N
C 2H 5O HC O 2C 2H 5
C lC H 2C O 2H
C H 2C O 2N a
C H 2
N aO H C N
H 2S O 4 C O 2C 2H 5
CO2C2H5
1)OH-,H2O 2)H+;3)
RCHCO2H R'
一元羧酸
2、合成二元羧酸
C H 2 B r
C H 2 B r 2 [C H (C O 2 E t)2 ]-N a +
C H 2 C H (C O 2 E t)21 )O H -,H 2 OC H 2 C H 2 C O 2 H C H 2 C H (C O 2 E t)22 )H + ;3 ) C H 2 C H 2 C O 2 H
N a N H 2
R 'X
R CC H
R CC N a
R CC R '
N H 3 ( l )
（R’X：伯卤代烃）
炔烃
武慈反应
Na
2RX
R-R
对称烷烃
科里-豪思反应
1)L i
R 'X
R X
R 2C uL i
R -R '
2)C uI
付-克酰基化反应
对称或不对称烷烃
R C O C l A lC l3
C O R Z n -H g H C l
CH3C CH2 C ONa
O
O
H3O+
CH3C CH2 C OH
β–二羰基化合物
O C OC2H5 HC
RX
O C OR HC C OO
H+
C OC2H5 O O C OH R HC C OH O
O C OC2H5 R CH C OC2H5 O
-CO2
RCH2COOH
一烃基取代乙酸
O C OC2H5 C2H5ONa R CH C OC2H5 O O C OH R C R' C OH O
说明：不能用卤代酸
3 与二卤化物反应
H5ONa
O C OC2H5 2 HC C OC2H5 O
CH(COOC2H5)2
Br(CH2)nBr
(CH2)n CH(COOC2H5)2
① OH ② H+
CH(COOH)2 (CH2)n CH(COOH)2
R'X
R C R' C OC H 2 5 O R
O C OC2H5
① OH② H+
- CO2
CH C OH R' O
二烃基取代乙酸
通过亲核取代引入
RCH2COOH
来自丙二酸二乙酯
R CHCOOH R'
例1： 制备 甲基丁酸 ： 制备2-甲基丁酸
CH3OH + HBr CH3CH2OH + HBr
第十四章 β–二羰基化合物 二羰基化合物
生物化学工程学院：王芬华
14.1 β–二羰基化合物的酸性 二羰基化合物的酸性 14.2 β–二羰基化合物碳负离子的反应 二羰基化合物碳负离子的反应 14.3 丙二酸酯在有机合成上的应用 14.4 克莱森缩合反应 14.5 乙酰乙酸乙酯在有机合成上的应用 14.6 麦克尔加成反应
一、 丙二酸二乙酯的制法
β-二羰基化合物
CH3
d
e
CH
c
b
CH3
f
b c a d e
f
ppm
二、酯缩合反应及在合成中的应用： 1、酯缩合反应 (Claisen Condensation): 制备β-酮酸酯
O CH3 C OC2H5 + H CH2 O C OC2H5
1. 2.
NaOC2H5 H3O
O CH3 C CH2
O C OC2H5 + C2H5OH
酮式 93%
烯醇式 7%
烯醇含量与结构的关系：α-H酸性越大、烯醇共轭越多烯醇含量越大
酮式 O CH3 O CH3 C O C O CH3 C O C C O CH2 C OEt O CH2 C OEt O CH2 C CH3 O CH2 C CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 烯醇式 互变异构 OH C OH C OH C OH C CH2 O CH C OEt O CH C OEt O CH C CH3 O CH C CH3 99% 75% 21% 7% 2.4× 10 %
O O O O O O CH3CCHCOC2H5 CH3C＝CHCOC2H5 CH3CCH=COC2H5
2、互变异构(tautomerism): 两种异构体之间的可逆异构化
O 与羰基 试剂反应 CH 3 C CH2 O C OC2H5 CH3 OH C CH O C OC2H5 溴水褪色 FeCl3显色
O
甲酸酯 O H C OR' 提供 O H C 甲酰基
O
草酸酯 O O R'O C C OR' 提供 O O R'O C C 草酰基
O
碳酸酯 O R'O C OR' 提供 O R'O C 酯基
β-二羰基物
有机化学课程教案编写日期：2009年 10月 26日章、节（或课题、单元）名称第十四章β-二羰基化合物授课学时 3目的要求1、掌握β-二羰基化合物的涵义及其结构特征，了解乙酰乙酸乙酯和丙二酸二乙酯分子中活泼亚甲基的性质。
2、掌握乙酰乙酸乙酯等产生互变异构现象的原因，重点掌握乙酰乙酸乙酯和丙二酸二乙酯在有机合成上的应用。
重点：1、乙酰乙酸乙酯的合成----Claisen酯缩合反应2、三乙、丙二的性质及其在合成上的应用。
难点：Claisen酯缩合反应、Michael加成教学组织教学方法：课堂教学采用多媒体教学，以ppt为主。
习题课采用黑板教学与同学讨论相结合的方式。
作业：P478一（1、2、3、4）二、三、四（3除外）、五、六（7除外）、八(选做)参考书目文献：1、张黯主编，有机化学教程上册，北京：高等教育出版社，1990.463~5012、邢其毅等著，基础有机化学(第二版) 下册，北京：高等教育出版社，1994. 677~7193、徐寿昌编，有机化学(第二版) ，北京：高等教育出版社，1993,350~3604、吴世辉等著，有机合成下册，北京：高等教育出版社，1993.1~143授课小结本章内容虽然较少，但是期末考试的重点内容，也是有机合成的基础，所以必须重点讲授，以保证教学质量。
学生作业错误较多的题目：(一)(2)、(4)；(五)；(八)。
第十四章 β-二羰基化合物两个羰基被一个亚甲基相间隔的二羰基化合物叫做β－二羰基化合物。
例如：33OOC 2H 5-C-OC 2H 532H 5d+d+d+ÓáÓÓáÓÓáÓÓÓ±ÓÓÓÓÓÓáÓÓ±ÓÓÓáÓÓÓ2,4-ÓìÓÓÓÓÓáÓÓb-β－二羰基化合物的α－H 受两个羰基的影响，具有特殊的活泼性！14.1 酮-烯醇互变异构乙酰乙酸乙酯既有羰基的性质，又有羟基和双键的性质，表明它是由酮式和烯醇式两种互变异构体组成的：CH 32COOC 2H 5OCH 32H 5OH酮式(92.5%)烯醇式(7.5%)能与羟胺、苯肼反应，生成肟、苯腙等；能与NaHSO 3、HCN等发生加成反应；经水解、酸化后，可以脱羧生成丙酮。
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酯交换反 应？
与“三乙”可再 反应合成二酮!
(5) 与酰卤或酸酐作用——羰基亲核加成-消除反应 例：与酰氯的反应（得到酰基化产物）
NaH
•在 非 质 子 溶 液中进行
• 酮式分解得：-二酮
• 在合成上乙酰乙酸乙酯更多的用来合成 酮类。(合成羧酸时，常有酮式分解)
补充7 与酰卤作用
• 酮式分解得：-二酮
有机化学 Organic Chemistry
教材:徐寿昌 主编 高等教育出版社
第十四章 -二羰基化合物
主讲教师：王启宝 教授
wqb@
中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院
第十四章
作业（P357）
-二羰基化合物
2、3、 5（1、2、3、4，注意4分子内缩合 ） 6（1、2、3） 8 （ 1 、 2 、 3 、4 ） 9（1、2、3、5*（5改为合成：甲基环戊基甲酮）） 10、（注意NaBH4与LiAlH4还原特性的区别） 11、注意若-二羰基化合物中的亚甲基均被烷基取代 则无烯醇结构（即不能使溴水褪色）。
与FeCl3作用 不显色
• 亚甲基对于两个羰基来说都是位置，所以-H特别活 泼。 -二羰基化合物也叫含有活泼亚甲基的化合物。
14.1 -二羰基化合物的酸性和烯醇负离子的稳定性 • 酸性：亚甲基同时受到两个羰基的影响，使-H有 较强的酸性（比醇和水强）。 • 互变异构生成烯醇式。在碱作用下，生成负离子：
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
14.3 丙二酸酯在有机合成上的应用 丙二酸二乙酯的制备:
氯乙酸钠
• 丙二酸二乙酯分子中的 -亚甲基上的氢非常活泼:
钠盐
• 强亲核试剂,与卤烷发 生取代反应.
（1）制备：-烃基取代乙酸
一烃基取代的丙二酸酯
二烃基取代的丙二酸酯 烃基不同，分 步取代！
• 利用丙二酸酯的碳上的烷基化反应是制备-烃基取 代乙酸的最有效的方法.
(4) 乙酰乙酸乙酯烃基化反应--与卤烷亲核取代反应
A: 一烃基取代
• -碳原子上的烃基化反应.
再反应
B: 二烃基取代
注意：两个卤代烃（不 同）分步取代，否则产 物复杂化 • 得到的 -烃基取代的乙酰乙酸乙酯,再进行酸式或酮 式分解,可制得甲基酮、二酮、一元或二元羧酸。 • 还可用来合成酮酸及其他环状或杂环化合物。
•烯醇负离子的共振式：
• 由于有烯醇式的存在，所以叫烯醇负离子；又由于亚
甲基上也带有负电荷，反应往往发生在此碳原子上， 所以这种负离子也称为碳负离子。
14.2 -二羰基化合物碳负离子的反应
主 要
• 碳负离子的反应类型： (1)与卤烷反应:即羰基碳原子的烷基化或烷基化反应 (2)与羰基化合物反应:常称为羰基化合物和-二羰基化合 物的缩合反应;当与酰卤或酸酐作用可得酰基化产物; (3)与, -不饱和羰基化合物的共轭加成反应或 1,4-加成 反应.
2
2
补充2-2： 由乙醛和甲醛为原料，利用 丙二酸酯法合成：
HOOC COOH
P295
O H-
CH2OH HOCH 2 C CHO CH 2OH
HC H O OH -
CH 2OH HOCH 2 C CH 2OH CH 2OH COOC 2H 5 COOC 2H 5
3HCHO
+ CH 3CHO
CH 2C l
* *
• 水解、加热脱羧——1,5-二羰基化合物
例2:
• 水解、加热脱羧——1,5-二羰基化合物
补充8
（1）与-卤代酮（Cl-CH2COR）反应
• 酮式分解——1,4-二酮 • 酸式分解——-酮酸
（2）与Br-(CH2)nCOOC2H5反应 • 酸式分解——二元酸 HOOC-(CH2)n+1COOH
14.6 * 碳负离子和,-不饱和羰基化合物的共轭加成 ——麦克尔反应 • 由-二羰基化合物和碱作用生成稳定的碳负离子，可 以和,-不饱和羰基化合物发生共轭加成反应，结果 总是碳负离子加到碳原子上，而碳原子上加个H： 例 1：
（3）酮与酯在乙醇钠作用下的反应 类似克莱森（酯）缩合反应：
酮 -H活泼
• 常用丙酮或其他甲基酮和酯缩合来合成 -二酮。
• 注意：与羟醛缩合反应不同（稀碱条件下，生成 ，-不饱和醛）。P286
（4）克诺文格尔缩合反应 *——制备，-不饱和酸
• 醛、酮还可以和-二羰基化合物（一般是丙二酸及 其衍生物），在弱碱（氨或胺）作用下缩合：
试题欣赏-研究生复试题
•一位年轻的研究生在课题研究中需要合成羟基酯
OH 他先制备了格利雅试剂甲基碘 CH3C CH2COOC2H5 化镁，然后加上乙酰乙酸乙酯， CH3
合成似乎很顺利，甚至不用加热，反应混合物激烈地 放出气泡。尽管他以细致熟练的技巧进行操作，但只 分离出产率很高的原料乙酰乙酸乙酯。他伤心地把它 倒入水槽，来到他的导师办公室，说这个课题太难了， 哽咽着恳求导师换一个新的研究课题。 （1）该反应放出的气泡是什么物质？ （2）他失败的主要原因是什么？ （3）如果你顺利录取为我校硕士研究生，导师让你 用三个碳原子及以下的有机物为原料，你如何合成该 羟基酯？写出有关反应式。（雷弗尔马斯基反应） （4）该故事对你以后的研究工作有何启发？
• 克莱森（酯）缩合反应是合成-二羰基化合物的方法。
补充4：含有-H原子的酯与无-H原子的酯之间缩合
（1）：与苯甲酸酯缩合——位引入：苯甲酰基 作业5（2）
苯甲酰基
（2）：与草酸酯缩合——位引入：酯基（加热）
作业5（3）
加热,失去之， 生成酯基
（3）：与甲酸酯缩合——位引入：醛基
（4）：分子内酯缩合——成环
S O Cl2
C lCH2 C CH 2C l CH 2C l
2 C H2 (C O O C2 H5 )2 4 C2 H5 ONa
H 5C 2OOC H5C 2OOC
Na O H/H2 O
H
+
- C O2
HOOC
COOH
补充3： (3)环状一元羧酸
n=2， 易开环
• 二卤化物（ Br(CH2)nBr ， n=3~7 ）与丙二酸酯的成 环反应
合成甲基酮(丙酮同系物)和一元羧酸(乙酸同系物)
两个卤代烃（不同） 分步取代，否则产物 复杂化。
补充5：
第1步 取代
第2步 取代
合成：甲基环烷基甲酮
若：物料比为 2：1，如书中习题9 （4）（考研题）
比 较 产 物
1,3-丁二烯与Br2的 1,4加成, 氢化.
与无-H的 醛缩合
补充6：
•与环氧乙烷的反应
• 利用丙二酸酯为原料的合成方法，常称为丙二酸酯 合成法。
14.4 克莱森（酯）缩合反应——乙酰乙酸乙酯的合成 （1）乙酰乙酸乙酯的合成
• 两分子乙酸乙酯在乙醇钠作用下发生缩合，脱去一 分子乙醇：
-丁酮酸酯
（2）克莱森（酯）缩合反应历程——亲核加成-消除
乙酸乙酯
• 凡有-H原子的酯，在乙醇钠或其他碱性催化剂（如 氨基钠）存在下，都能进行克莱森（酯）缩合反应。
第十四章 -二羰基化合物
• 分子中含有两个羰基官能团的化合物叫二羰基化合物； 其中两个羰基为一个亚甲基相间隔的化合物叫 - 二羰 基化合物。 -二羰基化合物，由于共轭效应，烯醇式 的能量低，因而比较稳定：
•乙酰乙酸乙酯的特点
1、与金属钠作用发出H2；生成钠盐；2、使溴水褪色；3、 与FeCl3作用显色。（4）与格利雅试剂CH3MgI? 注意：若-二羰基化合物中的亚甲基均被烷基取代则无 烯醇结构（即不能使溴水褪色）；也不与FeCl3显色。
补充1：
如三级卤代烃易 消除！不行！ 解：
烃基不同，分 步取代！
解：
(2) 合成二元羧酸 例如:合成丁二酸、己二酸
物料比（2：1）-直链 + CH2I2 （醇钠）成环
2 C2H5ONa CH2I2
COOC2H5 COOC2H5 COOC2H5 COOC2H5
COOH COOH
补充2-1： 作业8（4）
亲核加成-消除
14.5 乙酰乙酸乙酯在有机合成上的应用 （1）酮式与烯醇式的平衡
92.5%
“三乙”反应与格利雅试剂 、傅克反应齐名！
7.5%
（2）酮式分解——在稀碱(5%NaOH)或稀酸中加热， 可分解脱羧而生成丙酮:
（3）酸式分解——在浓碱(40% NaOH)中加热, 和 的C-C键断裂而生成两个分子的乙酸:
与“三乙”可再 反应合成二酮!
(5) 与酰卤或酸酐作用——羰基亲核加成-消除反应 例：与酰氯的反应（得到酰基化产物）
NaH
•在 非 质 子 溶 液中进行
• 酮式分解得：-二酮
• 在合成上乙酰乙酸乙酯更多的用来合成 酮类。(合成羧酸时，常有酮式分解)
补充7 与酰卤作用
• 酮式分解得：-二酮
有机化学 Organic Chemistry
教材:徐寿昌 主编 高等教育出版社
第十四章 -二羰基化合物
主讲教师：王启宝 教授
wqb@
中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院
第十四章
作业（P357）
-二羰基化合物
2、3、 5（1、2、3、4，注意4分子内缩合 ） 6（1、2、3） 8 （ 1 、 2 、 3 、4 ） 9（1、2、3、5*（5改为合成：甲基环戊基甲酮）） 10、（注意NaBH4与LiAlH4还原特性的区别） 11、注意若-二羰基化合物中的亚甲基均被烷基取代 则无烯醇结构（即不能使溴水褪色）。
与FeCl3作用 不显色
• 亚甲基对于两个羰基来说都是位置，所以-H特别活 泼。 -二羰基化合物也叫含有活泼亚甲基的化合物。
14.1 -二羰基化合物的酸性和烯醇负离子的稳定性 • 酸性：亚甲基同时受到两个羰基的影响，使-H有 较强的酸性（比醇和水强）。 • 互变异构生成烯醇式。在碱作用下，生成负离子：
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14.3 丙二酸酯在有机合成上的应用 丙二酸二乙酯的制备:
氯乙酸钠
• 丙二酸二乙酯分子中的 -亚甲基上的氢非常活泼:
钠盐
• 强亲核试剂,与卤烷发 生取代反应.
（1）制备：-烃基取代乙酸
一烃基取代的丙二酸酯
二烃基取代的丙二酸酯 烃基不同，分 步取代！
• 利用丙二酸酯的碳上的烷基化反应是制备-烃基取 代乙酸的最有效的方法.
(4) 乙酰乙酸乙酯烃基化反应--与卤烷亲核取代反应
A: 一烃基取代
• -碳原子上的烃基化反应.
再反应
B: 二烃基取代
注意：两个卤代烃（不 同）分步取代，否则产 物复杂化 • 得到的 -烃基取代的乙酰乙酸乙酯,再进行酸式或酮 式分解,可制得甲基酮、二酮、一元或二元羧酸。 • 还可用来合成酮酸及其他环状或杂环化合物。
•烯醇负离子的共振式：
• 由于有烯醇式的存在，所以叫烯醇负离子；又由于亚
甲基上也带有负电荷，反应往往发生在此碳原子上， 所以这种负离子也称为碳负离子。
14.2 -二羰基化合物碳负离子的反应
主 要
• 碳负离子的反应类型： (1)与卤烷反应:即羰基碳原子的烷基化或烷基化反应 (2)与羰基化合物反应:常称为羰基化合物和-二羰基化合 物的缩合反应;当与酰卤或酸酐作用可得酰基化产物; (3)与, -不饱和羰基化合物的共轭加成反应或 1,4-加成 反应.
2
2
补充2-2： 由乙醛和甲醛为原料，利用 丙二酸酯法合成：
HOOC COOH
P295
O H-
CH2OH HOCH 2 C CHO CH 2OH
HC H O OH -
CH 2OH HOCH 2 C CH 2OH CH 2OH COOC 2H 5 COOC 2H 5
3HCHO
+ CH 3CHO
CH 2C l
* *
• 水解、加热脱羧——1,5-二羰基化合物
例2:
• 水解、加热脱羧——1,5-二羰基化合物
补充8
（1）与-卤代酮（Cl-CH2COR）反应
• 酮式分解——1,4-二酮 • 酸式分解——-酮酸
（2）与Br-(CH2)nCOOC2H5反应 • 酸式分解——二元酸 HOOC-(CH2)n+1COOH
14.6 * 碳负离子和,-不饱和羰基化合物的共轭加成 ——麦克尔反应 • 由-二羰基化合物和碱作用生成稳定的碳负离子，可 以和,-不饱和羰基化合物发生共轭加成反应，结果 总是碳负离子加到碳原子上，而碳原子上加个H： 例 1：
（3）酮与酯在乙醇钠作用下的反应 类似克莱森（酯）缩合反应：
酮 -H活泼
• 常用丙酮或其他甲基酮和酯缩合来合成 -二酮。
• 注意：与羟醛缩合反应不同（稀碱条件下，生成 ，-不饱和醛）。P286
（4）克诺文格尔缩合反应 *——制备，-不饱和酸
• 醛、酮还可以和-二羰基化合物（一般是丙二酸及 其衍生物），在弱碱（氨或胺）作用下缩合：
试题欣赏-研究生复试题
•一位年轻的研究生在课题研究中需要合成羟基酯
OH 他先制备了格利雅试剂甲基碘 CH3C CH2COOC2H5 化镁，然后加上乙酰乙酸乙酯， CH3
合成似乎很顺利，甚至不用加热，反应混合物激烈地 放出气泡。尽管他以细致熟练的技巧进行操作，但只 分离出产率很高的原料乙酰乙酸乙酯。他伤心地把它 倒入水槽，来到他的导师办公室，说这个课题太难了， 哽咽着恳求导师换一个新的研究课题。 （1）该反应放出的气泡是什么物质？ （2）他失败的主要原因是什么？ （3）如果你顺利录取为我校硕士研究生，导师让你 用三个碳原子及以下的有机物为原料，你如何合成该 羟基酯？写出有关反应式。（雷弗尔马斯基反应） （4）该故事对你以后的研究工作有何启发？
• 克莱森（酯）缩合反应是合成-二羰基化合物的方法。
补充4：含有-H原子的酯与无-H原子的酯之间缩合
（1）：与苯甲酸酯缩合——位引入：苯甲酰基 作业5（2）
苯甲酰基
（2）：与草酸酯缩合——位引入：酯基（加热）
作业5（3）
加热,失去之， 生成酯基
（3）：与甲酸酯缩合——位引入：醛基
（4）：分子内酯缩合——成环
S O Cl2
C lCH2 C CH 2C l CH 2C l
2 C H2 (C O O C2 H5 )2 4 C2 H5 ONa
H 5C 2OOC H5C 2OOC
Na O H/H2 O
H
+
- C O2
HOOC
COOH
补充3： (3)环状一元羧酸
n=2， 易开环
• 二卤化物（ Br(CH2)nBr ， n=3~7 ）与丙二酸酯的成 环反应
合成甲基酮(丙酮同系物)和一元羧酸(乙酸同系物)
两个卤代烃（不同） 分步取代，否则产物 复杂化。
补充5：
第1步 取代
第2步 取代
合成：甲基环烷基甲酮
若：物料比为 2：1，如书中习题9 （4）（考研题）
比 较 产 物
1,3-丁二烯与Br2的 1,4加成, 氢化.
与无-H的 醛缩合
补充6：
•与环氧乙烷的反应
• 利用丙二酸酯为原料的合成方法，常称为丙二酸酯 合成法。
14.4 克莱森（酯）缩合反应——乙酰乙酸乙酯的合成 （1）乙酰乙酸乙酯的合成
• 两分子乙酸乙酯在乙醇钠作用下发生缩合，脱去一 分子乙醇：
-丁酮酸酯
（2）克莱森（酯）缩合反应历程——亲核加成-消除
乙酸乙酯
• 凡有-H原子的酯，在乙醇钠或其他碱性催化剂（如 氨基钠）存在下，都能进行克莱森（酯）缩合反应。
第十四章 -二羰基化合物
• 分子中含有两个羰基官能团的化合物叫二羰基化合物； 其中两个羰基为一个亚甲基相间隔的化合物叫 - 二羰 基化合物。 -二羰基化合物，由于共轭效应，烯醇式 的能量低，因而比较稳定：
•乙酰乙酸乙酯的特点
1、与金属钠作用发出H2；生成钠盐；2、使溴水褪色；3、 与FeCl3作用显色。（4）与格利雅试剂CH3MgI? 注意：若-二羰基化合物中的亚甲基均被烷基取代则无 烯醇结构（即不能使溴水褪色）；也不与FeCl3显色。
补充1：
如三级卤代烃易 消除！不行！ 解：
烃基不同，分 步取代！
解：
(2) 合成二元羧酸 例如:合成丁二酸、己二酸
物料比（2：1）-直链 + CH2I2 （醇钠）成环
2 C2H5ONa CH2I2
COOC2H5 COOC2H5 COOC2H5 COOC2H5
COOH COOH
补充2-1： 作业8（4）
亲核加成-消除
14.5 乙酰乙酸乙酯在有机合成上的应用 （1）酮式与烯醇式的平衡
92.5%
“三乙”反应与格利雅试剂 、傅克反应齐名！
7.5%
（2）酮式分解——在稀碱(5%NaOH)或稀酸中加热， 可分解脱羧而生成丙酮:
（3）酸式分解——在浓碱(40% NaOH)中加热, 和 的C-C键断裂而生成两个分子的乙酸: