有机化学第12章活泼亚甲基反应

O
C
加成
R CX3
HO
O
消除
O
R C CX3 OH
C
+ CX3
R OH
O
R
C
+ O-
HCX3
（I）
（II）
❖ 当使用次碘酸钠溶液为卤化试剂时，乙醛和甲基酮能够迅速转 化成羧酸和碘仿，其中碘仿以黄色沉淀析出，很容易观察到， 故碘仿反应被用于乙醛和甲基酮的鉴定
CH3CH2OH I2/KOH CH3CHO
O 2 CH3COC2H5
1. EtONa/EtOH 2. H3+O
OO CH3CCH2COC2H5
❖ 反应机理
O CH3COC2H5 + OC2H5
O
O
CH3COC2H5 + CH2COC2H5
O CH2COC2H5 + HOC2H5
1
O
O
CH3 C CH2COC2H5 OC2H5
2
O
O
CH3 C CH2COC2H5
溴发生加成 反应
12.2.2 迪克曼缩合反应
❖ 分子内的酯缩合称为迪克曼（Dieckmann）缩合。这个反应 特别适合于合成五元和六元环型-酮酸酯。
CO2C2H5 1. C2H5ONa
CO2C2H5
2.H3+O
CO2C2H5 O
CO2C2H5 1. C2H5ONa
CO2C2H5
2.H3+O
CO2C2H5 O
CO2H
12.1 羰基化合物的-卤化
❖ 12.1.1 醛和酮的卤化
-位含有活泼氢的酮在酸或碱催化下可与卤素作用， 发生-氢的卤代反应：
O X2
C R CH3 X=Cl, Br or I
O C R CH2 X
❖ 酸催化机理
O
H+
C R CH3
O+H
-H-
C
R CH2
H
+
OH
XX
OH X-
CCΒιβλιοθήκη R CH2HCOOH + CHI3 (黄色）
CH3CHO
O
R CH3
O CH3
NaOCl
CO2H
CH3 CH3C CHCOCH3
KOCl
88%
CH3 CH3C CHCO2H
53%
12.1.3 脂肪酸的卤化
❖ 羧酸的-H酸性比醛、酮小，故而羧酸的-H远比醛和酮的H难以卤化，而且只限于氯化和溴化。-碘代酸需要间接的方 法合成。与羧酸相反，酰氯和酸酐的-H都容易被卤化。
R CH2 X
O
C
+ HX
R CH2 X
O
C6H5
C
+ CH3
Br2
AcOH
O
C
+ HBr
C6H5 CH2 Br
66% 对于不对称的酮，-氢被卤素取代的优先次序是
CH CH2 CH3，
❖ 醛类直接进行卤化，常被氧化成酸。如将醛转化成缩醛后再卤 化，然后水解缩醛，也能得到-卤代醛
RCH2CHO
CH3OH HCl
❖ 活泼亚甲基化合物烯醇化程度越高，-氢酸性越大，亚甲基越 活泼
HO CC
1（酮式）
C
O C
H+
2
OC C H+
3
OH CC
4（烯醇式）
O
O
C
C
CH3
CH2 CH3
(8%)
H
O
O
C
C
CH3 CH
CH3
(92%)
❖ 醛、酮、羧酸及其衍生物的羰基活化-氢的能力有以下次序： -CHO -COCO2R -COPh -COR -CN -COX -CO2R -
酰卤的卤化也要通过烯醇式，反应在酸催化下进行。
O
H+
OH
Br OH
Br Br
RCH2CBr
RCH CBr
RCH CBr + HBr
-H+
RCHCOBr Br
12.2 酯缩合反应
12.2.1 克莱森缩合反应
含有-活性氢的酯在碱性条件下失去一分子醇生成-酮酸酯， 这个反应称为酯缩合反应，或者克莱森（Claisen）缩合反应。
OCH3 RCH2CH
OCH3
Br2
Br OCH3 RCHCH
H3+O
OCH3
Br RCHCHO
❖ 碱催化机理
O
OH-
C R CH3
O
XX
C
R CH2
O
OH-
C
R CH2 X
O
+
C
X-
R CH2
O XX
C R CHX
O C R CHX
O
OH-
C
R CHX2
+
X-
O C R CX2
O C R CX2
12.2.3 交叉的酯缩合反应
两种不同的酯亦可发生缩合反应，称为交叉的酯缩合反应
一种酯中没有-H，另一种酯中含有-H时，它们的 缩合反应还是相当有用的
O
O
HCOC2H5 + CH3COC2H5
1. C2H5ONa 2. H+3O
OO HCCH2COC2H5
79%
O
O
1. C2H5ONa
C6H5CH2COC2H5 + C2H5OCOC2H5 2. H+3O
C6H5
(CH3)2CHCO2CH3 MeONa
O (CH3)2CHCCHCO2CH3
CH3
❖ 乙酰乙酸乙酯是一个由酮型（5）和烯醇型（6）互变异构体组 成的混合物。在烯醇型异构体（6）中存在分子内氢键。
CH3 C
OC2H5 C
OO
酯 5
氨解形成
酮
酰胺
CH3 C
OC2H5 C
OO H
6
烯醇
醛酮试剂反应形成 肟、腙等
脂肪酸在催化量的三氯化磷或三溴化磷存在下可进行氯化 或溴化
2P + 3Br2 3RCH2CO2H + PBr3
2PBr3 3RCH2COBr + P(OH)3
RCH2COBr + Br2
RCHCOBr + RCH2CO2H Br
RCHCOBr + HBr Br
RCHCO2H + RCH2COBr Br
OC2H5
OO CH3CCH2COC2H5 + OC2H5
中间体（4）的生成是酯 缩合反应的驱动力
OO CH3CCH2COC2H5 + OC2H5
3
OO CH3CCHCOC2H5 + HOC2H5
H+
4
OO CH3CCH2COC2H5
C6H5CH2CO2CH3
MeONa
O C6H5CH2CCHCO2CH3
XX
O
C R CX3
+ X-
❖ 羰基的-碳上只有一个质子，碱催化的反应也可生成单卤代产 物
O C6H5CCHCH2CH3
CH3
Br2 NaOH/H2O
O C6H5CCBrCH2CH3
CH3
12.1.2 卤仿反应
由于-CX3强拉电子作用，生成的三卤代产物中的羰基很容易受 OH- 的 亲 核 进 攻 ， OH- 加 成 到 羰 基 碳 上 ， 形 成 四 面 体 过 度 态 （I）；然后，（I）中的三卤甲基作为离去基团离去，生成羧 酸（II）和三卤甲基负离子，后者再获取一个质子后生成卤仿。 这个反应称为卤仿反应。
第12章 活泼亚甲基反应
本章内容
12.1 羰基化合物的-卤化 12.2 酯缩合反应 12.3 羟醛缩合反应 12.4与羟醛缩合相关的反应 12.5 烷基化反应 12.6 磷和硫叶立德与醛、酮的缩合反应
❖ 醛、酮、酸酸及其衍生物的-亚甲基上的氢受到邻位羰基的活 化而呈一定的酸性，因此常称为活泼亚甲基化合物