[化学]乙酸乙酯的互变异构

取代丙二酸二乙酯与卤代 乙酸酯反应。
(2) 高级直链二元酸
引入基团 (二卤代烷) C H2 (C H2)n C H2 C H2C O O H C H2C O O H
需要两分子的丙
二卤代烃与两分子丙二酸二乙酯反应
3）合成环状羧酸
引入基团 (二卤代烷) C H2 (C H2)n C H C H2
C O O H 只需一分子的丙二
一、 碳胳的生成
1. 增长碳链 ⑴ 任意增长
炔烃
R C CH
Na
R C CNa R'X
RX
R C CR'
AlCl3
芳烃（付-克反应）ArH
卤代烃 2RX RX
Na
Ar-R ArCOR
RCOX AlCl3
Li
R-R (武尔慈反应) RLi CuI R2CuLi R'X R-R'
Witting反应 R2C=O + R'CH=P(C6H5)3
O O H3C C C C OEt EtON a H2 O H O H3C C C C OEt R O O - C OEt Na+ RX H3C C C H O R` O H3C C C C OEt R
乙酰乙酸乙酯α-碳原子上的两个氢原子均可被烃基取代。
EtON a
R`X
RX一般不宜用30 RX和乙烯式卤代烃，最好用10 RX； 如在亚甲基上引入两个取代基，通常第一次引入较大的基团；
O O CH3CCH2COOC2H5
EtONa
RX
O O CH3CCHCOOC 2H5 R O O CH3CCHCOOC 2H5 C O R
O O + Na CH3CCHCOOC H 2 5
RCOX
O O RCOCH 2Cl CH3CCHCOOC 2H5 CH2 C O R
酮式分解
O O CH3CCHCOOC 2H5 C O R
酸式分解
O O CH3CCH2CR (1,3-二酮) O R CCH2COOH (β -酮酸)
酮式分解
O O CH3CCHCOOC 2H5 CH2 C O R
O O CH3CCH2CH2CR
(1,4-二酮)
酸式分解
O R CCH2CH2COOH (γ -酮酸)
6．举例
例一：
COCH3
1 .EtONa
2.Br(CH2)3Br
O CH3 C CH2COOEt
-
ห้องสมุดไป่ตู้
1 .EtONa 2. 卤代
稀OH
O CH3 C CH
H2 C C H2 CH2
O O CH3 C C C OEt H2C CH2 C H2
O H CH3 C C 例二：
CH3 C COCH3 H COOEt
1 .EtONa
O CH3 C CH2COOEt
C2H5OH + CO 2 C2H5OH + CO 2
C2H5OH + CO 2
2)酸式分解：乙酰乙酸乙酯及其取代衍生物在浓 碱作用下，主要发生乙酰基的断裂，生成乙酸或取 代乙酸，故称为酸式分解。
O
O
O + OH O OH
O
=
=
C H3 C C H2 C O C2H5
=
C H3 C C H2 C O C2H5 O
Br
EtONa
-NaBr
H2 C H2C C H2 C
COOEt LiAlH 4 COOEt
CH2OH CH2OH
CH2OH CH2OH
P，Br2
CH2Br CH2Br
H2 C
NaCH(COOEt)2
-NaBr
COOEt C COOEt
EtON a
-NaBr
C H2
水解
-CO2
△
TM
有机合成总结
5．在合成中的应用(EAA法)
O O
① dil. OH②H
+
O
③△
C H3 C C H
C H3 C C H C O C2H5
( 酸式分解 )
β
α
合成直链甲基酮 一取代丙酮 合成支链甲基酮
① 浓 OH ②H
+ -合成二元酮。
=
=
酮式分解
酸式分解
同理，二取代乙酰乙酸乙酯进行酮式分解将得到二取代丙酮；
进行酸式分解将得到二取代乙酸。
3)合成酮酸
CH3CO CH 2(CH 2)nCO O H 引入基团 (CH 2)nCO O H
卤代酸酯X(CH2)nCOOC2H5与乙酰乙酸乙酯反应。
4). 合成一元羧酸
引入基团
引入基团
CH3 PhCH 2CHCO O H
CH3CH2CH2CO O H
分析：(1) TM为羧酸，经乙酰乙酸乙酯法合成时需酸式分解。 (2) 将TM看成取代乙酸，确定引入基团。 **由于酸式分解的同时必然伴随酮式分解，故合成羧酸 通常采用丙二酸酯法。
O H H3C C C CH3 Br
TM
O
O O
例三：
O CO2Et
1 .EtONa
O
O OEt CH2CH2O -
2. O
-EtO -
TM
二、丙二酸二乙酯(EM法)
1．制备
P,Cl2 CH3COOH α -取代
ClCH2COOH NaOH EtOOC CH2 EtOOC
NaCN
EtOH NCCH2COONa H SO 2 4
=
C H3 C
=
影响烯醇式含量的因素： （1）取代基的影响：（烯醇式含量）
O O O O O O C H3 C C H C O C2H5 ＞ C H3 C C H2 C O C2H5 C F3
（2) 溶剂（极性）的影响
O O OH O
H2O 水 C2H 5OH 乙醇 C6H 12 己烷
=
C H3 C C H2 C O C2H5
COONa (2) (1) H (2) CO2 (1) H (2) CO2
R CHCOOH R' COOH
4、丙二酸二乙酯及在合成上的应用
1）合成一元酸
C H3C H2C H2C C HC H3C OH O HH2C 2C C H3
二取代乙酸
H H2 H C O HC O HH 2C C 3C 2C H2C O O H C H3
O
O
C H3 C O C2H5
C2H5
① C2H5ONa ② CH3COOH
=
+
O
C H3 C O C2H5
O
=
① ②
=
C H3 C C H2 C O C2H5
=
1．结构与性质
与金属Na反应放出H2生成钠盐
含活泼H
与Br2/CCl4溶液反应褪色 与FeCl3溶液呈紫色反应 与羟胺、苯肼等生成苯腙 与HCN、NaHSO3等反应
重排
O
O
O
△
O
=
C H3
C H2
O
C H3
C H2
=
=
C
C
C
C
O
C H3
C H3C O C H 3
=
O O O NaOH 稀 CH 3 C CH 2 C OC2H5 CH 3 C CH 3 O O O CH 3 C CH C OC2H5 稀 OH CH 3 C CH 2R R O O O O OH CH 3 C CH C OC2H5 稀 CH 3 C CH 2 C R COR
RCH=O + R'CH=P(C6H5)3
R2C=CHR'
RCH=CHR'
羟醛缩合：稀OH—作用下，两分子的醛或酮结合生成一分子 β—羟基醛或β—羟基酮，称～。
乙酰乙酸乙酯和丙二酸二乙酯 在有机合成上的应用
H 3C PKa 25
COOC2H5
H3 C 20
COCH3
CO2C2H5 H2C CO2C2H5 H2C
COCH3 H2C CO2C2H5
COCH3 COCH3
PKa
13
11
9
亚甲基受到吸电子基团的影响，具有酸性。
一、乙酰乙酸乙酯
制备 克莱森（酯）（L. Claisen)缩合
试剂: C H3C O C l
(C 试剂: X C H3C O C H 2 (C H ) 试剂 C H2C O C H 2 n 3 γ-二 羰基化合物 β-二羰基化合物 X 试剂: C H3C O C H 试剂: C H3C O C l 或 用I2偶合 2C l 引入基团为 C H2C O C H 基团为 C O C H 试剂: X 3 3 或 用I2偶合 试剂: C H3C O C H 2C l 或 用I2偶合 X
=
R ( 酮式分解 )
O CH3CCH2R
O
R C H2 C O 合成直链一元酸
合成支链一元酸
=
(酮)
合成二元酸一取代乙酸
合成酮酸
RCH2COOH (酸)
1) 合成甲基酮
引入基团
引入基团
CH3 CH3CO CHCH 2CH 3
CH3CO CH 2CH 3
分析：(1) 产物为甲基酮，合成时一定要经过酮式分解。 (2) 将TM的结构与丙酮进行比较，确定引入基团。 (3) 最后确定合成路线。 乙酰乙酸乙酯在碱性条件下与CH3I, C2H5Br烷基化反应，然后 酮式分解得到目标产物。
含不饱和键
含烯醇式结构 说明含C=O
2.互变异构
O O H3C C C C OEt H2
93 %酮式
室温
OH O H3C C C C OEt H
7%烯醇式
O H O O C2H5 C
（1). 该烯醇式结构能通过分 子内氢键的缔合形成一个稳定 的六元环。
CH
（2). 烯醇式的羟基氧原子上的未共用电子对与碳 碳双键、碳氧双键处于共轭体系，发生了电子的离 域，使体系能量降低而趋于稳定。
二卤代烃与一分子丙二酸二乙酯反应
5．举例
由丙二醇合成
COOH
H2C COOH COOH
EtOH H+
H2C
CH 2OH CH 2OH
KMn O4 H+
EtOOC CH 2 EtOOC
P，Br2
CH2(CH2Br)2
CH2(CH2Br) 2
-NaBr
EtOOC CH 2 EtOOC
EtONa
CH2CH2CH2CH(COO Et)2
C H3C O
β-二羰基化合物 CH
C H3C O C H 2
C H3C O C H 2 (C H2C )n H3 C H3C O C H 2 C H3C O C H 2 C H3C O C H 2 C H3
C H3C O C H 2
γ-二 羰基化合物
(C H
I2或X(CH2)nX与2mol的乙酰乙酸乙酯。
一取代乙酸
C
取代乙酸
二取代
引入基团 :H C H2C HC 3 C H2C HC H 3 C H3 C H3
引入基团:
引入基团 : C H3
C
C H2C H2C H3 C
2）合成二元酸
(1) 带支链的二元酸
CH2C O O H RCHC O O H
引入基团： 引入 CH2COOH
C HCO O H R
2．酸性和烃基化
COOC 2H5 CH2 COOC 2H5 NaOC 2H5 COOC 2H5 Na CH COOC 2H5 pKa = 13
COOC 2H5 Na CH COOC 2H5 COOC 2H5 R CH COOC 2H5
RX -NaX NaOC 2H5
COOC 2H5 R CH COOC 2H5 COOC 2H5 R C COOC 2H5 Na RX -NaX R C R' COOC 2H5 COOC 2H5
RX也可是卤代酸酯和卤代酮。
4. 酮式分解和酸式分解
1)酮式分解：乙酰乙酸乙酯及其取代衍生物与稀碱作用，水 解生成β-羰基酸，受热后脱羧生成甲基酮。故称为酮式分解。
O
O
O
O
=
=
C H3 C C H2 C O C2H5
H
=
=
① 5 % NaOH ②H
H
+
C H3 C C H2 C O H
H O C + CO2 C H2
2). 合成二羰基化合物
C H3C O C H3C O
C H3C O C H 2 C H3C O C H 2 C H2
γ-二 羰基化合物
H2
物
2 引入基团为 O CH CH CO CH 3 2 3H C H C O C C H3C O 3 2 引入基团为 C O C:H CH 试剂 O引入基团为 Cl 3C H3C O 2C l
C H3C O O H +
OH
C H2 C O C2H5 + C2H5OH
=
C H3C O O
+ C H3 C O C2H5
=
2 C H3C O O
O O 浓 NaOH CH 3 C CH 2 C OC2H5
2 CH 3COOH + C2H5OH
O O 浓 OH CH3COOH + RCH2COOH + C2H5OH CH 3 C CH C OC2H5 R O O 浓 OH CH3COOH + RCOCH2COOH + C2H5OH CH 3 C CH C OC2H5 COR
3、水解脱羧
丙二酸二乙酯及其取代衍生物水解生成丙二酸，丙二 酸不稳定，易脱羧成为羧酸。
COOC 2H5 R CH COOC 2H5 R R' COOC 2H5 C COOC 2H5 COOC 2H5 COOC 2H5 NaOH H2O NaOH H2O NaOH H2O COONa R CH (1) H CO2 R CH 2COOH
酮 式 99.6 % 99.6% 89.48 % 89.5% 53.6 % 53.6%
=
=
=
＞ C H3 C C H C O C2H5 C H3
=
=
=
=
=
C H3 C =C H C O C2H5
烯醇式 0.4 % 0.4% 10.52 % 10.5% 46.4 % 46.4%
3．亚甲基活泼H的反应