有机化学缩合反应

醇醛缩合
缩合反应

本章将介绍的几类烯醇负离子的反应
O R C L O C C O C R
酰基化
O O C C O R X C C R
烷基化
醛、酮或酯
C C
加成)
缩合反应
一．酯的酰基化——酯缩合反应
1. Claisen （酯）缩合（两个相同酯之间的缩合）
缩合反应
练习：拟定合理的反应机理
缩合反应
解答 ：
≡
- EtO-
缩合反应
缩合反应
思考题：
O R" C O OEt + RCH C H OEt R' R" C CH R C R' O O + HOEt
（1）酮与酯的缩合是否也有可逆性？
（2）若存在可逆，还可能有什么产物生成？写出机理解释。
（3）如果反应有可逆性，如何使反应完全？
+
COOEt COOEt
EtO-
H+
O EtO 2C-CH-CCOOEt EtO 2C-CH2
OH-
H+
O HO 2C-CH-CCOOH HO 2C-CH 2
△
-CO2
O HO2C-CH 2CH2-CCOOH
缩合反应
eg 4. 选用合适的原料合成
O O
EtO 2C O O CO2Et
逆合成剖析：
O O
醛、酮
B
烯醇负离子
O R'O C CHR H R'O
O C CHR R'O
O C CHR
酯
B
缩合反应

复习：几类烯醇负离子的反应
O D2O R' C CHR D O X2 CHR O R' C CH2R R' O C CH R R' O C CHR X
氕氘交换
R'
C
α-卤代
亲核试剂
OH C CH2R R'
问题：用酯代替酰氯
或酸酐好不好？
缩合反应
二．酮的酰基化
2, 4 -戊二酮（乙酰丙酮）
碳酸二乙酯
b-羰基酯类 （引入酯基） 1,3-二羰基类化合物
酮
酯（酰基化试剂）
缩合反应

酮的酰基化机理
优先
O
酮与酯的a - 氢酸性比较：
pKa
O
CH2CCH3 H 20
>
CH2COC2H5 H ~24
缩合反应

碱为催化量时反应可逆
缩合反应

不对称二羧酸酯的 Dieckmann 缩合
R NaOC2H5 R CO2Et CO2Et NaOC2H5
反应可逆
R O
过量的碱
O CO2Et
CO2Et NaOC2H5 R CO2Et O
主要产物
两产物在碱作用下可 相互转变，请写出该 转变的机理（下页）
CH3 O CO2C2H5
缩合反应
三．b - 二羰基化合物的互变异构现象
互变异构
H
β -二酮
O C C H
O C
β -羰基酯
分子内氢键
β -二酯
很少
烯醇式的特征：IR: 有OH吸收峰，1H NMR: 有OH和烯质子信号， 化学试验：与FeCl3显色
缩合反应
四．酮或酯的酰基化反应在合成上的应用
—— 制备 b- 二羰基型化合物（ 1, 3-二羰基化合物）
HO 2C O O
CO2H
EtO 2C
CO2Et
+ EtO 2C-CO2Et
具体合成：
EtO 2C CO2Et
EtO
-
EtO 2C O
CO2Et
C O2Et
EtO-
EtO 2C-CO2Et
EtO 2C O O
CO2Et
HO
-
H
+
HO 2C O O
CO2H
-CO2 O O
缩合反应
3. Dieckmann 缩合（分子内酯缩合）
缩合反应
第十五章 缩合反应（1）
主要内容
酯的缩合反应（Claisen缩合，Dieckmann缩合，交叉
酯缩合），酯缩合反应机理 酮的酰基化
酮或酯的酰基化反应在合成中的应用
b - 二羰基化合物的互变异构现象 酮和酯类化合物 a 位的烷基化
缩合反应
一．复习：烯醇负离子及其部分反应
O R' C CHR H R' O C CHR R' O C CHR
CO2C2H5 CO2C2H5 C2H5O2C CH3 NaH H+
C2H5O2C
其它可能产物难 生成，为什么？
缩合反应
分析
R
R CO2Et O CO2Et CO2Et
R O
机理
逆Dieckmann 缩合
Dieckmann 缩合
COOEt
缩合反应

例：Dieckmann 缩合的可逆性在合成上的应用
不对称酮的酰基化
缩合反应
O O
O
实例 1
CH3CH2C-CH2CH2CH2-COC2H5
1 C2H5O + 2 H3O
-
CH3 O
实例 2
1 C2H5OCH3C-CH2CH2CH2CH2-COC2H5 + 2 H3O
O
O
O
O CH3
O
CO 2C2H5
C2H5OC2H5OH
O
+ H3O
O
实例 3
发生分子内酮酯缩合时, 总是倾向于形成五元环、六元环。
胺的共轭加成
CO2C2H5 H3C NH2 + 2 H2C C H
H3C
NH2 +
2 HCHO +
H3C O H3C
稳定化合物
Mannich反应
缩合反应
例3的合成路线
a, b-不饱和酯的共轭加成 （类似a, b-不饱和酮的反应）
缩合反应
例 4：反合成分析
O H3C H3C O + C2H5O O C OC2H5
O
COOEt
EtONa
合成二： C2H5O-C-OC2H5 + C6H5CH2COOEt
C6H5CHCOOE t
O
缩合反应
eg 3. 选用合适的原料合成
逆合成分析
O HO2C-CH 2CH2CCOOH
HO2C-CH 2CH2CCOOH
O HO2C-CH 2CH-CCOOH COOH
合成：
EtO 2C-CH2 EtO 2C-CH2
O RCH2 C OR' O O OR' OR' RCH2 C R O OR' + HOR'
+ RCH C
H
CH C
请注意所用 碱的结构
b-羰基酯 （1,3-二羰基类化合物）
其它常用碱
NaH, NaNH2, LDA, Ph3CNa, t-BuOK
碱 用 量对反应的影响 催 化 量： 反应可逆 大于化学计量： 反应完全 为什么？
a b
CO2C2H5 O
b
CO2C2H5 COOC2H5
原料易得 合成方便
缩合反应
例 3（反合成分析）：
a
CO2C2H5
a
O H3C N O + C2H5O C OC2H5
H3C
N
b
O
b-氨基酮类
b
逆向Dieckmann缩合
CO2C2H5
胺的共轭加成
H3C
N
COOC2H5
H3C
NH2
+
or
O 二烯酮不稳定
例 1（反合成分析）
O CH3(CH2)3C
a b
O COC2H5
a
2 CH3(CH2)3CO2C2H5
b
原料易得 合成方便
O
CH
CH2CH2CH3
O CH3(CH2)3C CH2 +
C2H5O C OC2H5
CH2CH2CH3
原料不易得 有两处可反应
例 2 （反合成分析）
a
O O + C2H5O C OC2H5
缩合反应
混合酯缩合举例：
O C CO2Et H2C CO2Et H2C CO2Et
+
CO2Et CO2Et
NaOEt
HC
CO2Et
H2C CO2Et
有a氢
无a氢
O
CH3(CH2)2CO2Et + N
CO2C2H5
NaH N
C
CHCO2Et CH2CH3
缩合反应
CHO
eg 1. 选用合适原料制备 C6H5CHCOOE t

对称二羧酸酯的 Dieckmann 缩合
CO2Et CO2Et NaOC2H5 ONa H+ O CO2Et （>化学计量） CO2Et
CO2Et NaOC2H5 CO2Et CO2Et （>化学计量） H+ ONa
CO2Et O
CO2C2H5 CH2CH2CO2C2H5 H3C N NaOC2H5 HCl H3C N CH2CH2CO2H2H5 （>化学计量） H O Cl
O R C C H 强碱 O O C R C R' X R C R' C
醛、酮 烯醇负离子作为亲核试剂
O RO C H C RO
反应不可逆
（弱亲核性强碱）
缩合反应
Claisen 缩合举例：
O 2 H3C C OC2H5 （1）Na / C2H5OH H3C （2） 50% HOAc O C CH2 O C OC2H5
乙酰乙酸乙酯
2 CH3(CH2)3CO2C2H5
NaOC2H5
CH3(CH2)3COCHCO2C2H5 CH2CH2CH3 O CH3CH2CHC CH3 CH3 C CO2C2H5 CH2CH3
缩合反应
4. 酯与酰氯或酸酐的缩合
O 强碱 RCH2CO2C2H5
化学计量
R' C O R' C
Cl O
或 R'
O C
O CH C OC2H5 R
O C R'
反应分两步进行
产物有何特点？
机理
O R CH H B －L R' O C CH R O C OC2H5 R' C O C OC2H5 RCH C OC2H5 L O R' O C L CH R O C OC2H5
HCOOEt + C6H5CH2COOEt
EtONa 70%
CHO C6H5CHCOOE t
COOEt
eg 2. 选用合适的原料制备
C6H5CHCOOE t
EtONa
合成一： EtOOC-COOEt + C6H5CH2COOEt
175oC -CO
COOEt C6H5CHCOOE t
O CCOOEt C6H5CHCOOE t
EtOOC EtO2C H3C b H3C O
a
不可行
a EtO2C b H3C H3C O c d O
d
不可行
EtO2C H3C H3C
O COEt CH3 O
c
EtO2C H3 C H3 C
O CH3 OC2H5 O
可行
可行
缩合反应
五．酮和酯类化合物 a 位的烷基化反应

普通酮、酯的烷基化反应
双活化位
CO2C2H5 O CO2C2H5 O CD3
直接反应得不 到目标产物
合成
CO2C2H5 CD3I / t-BuOK O 烷基化 D3C CO2C2H5 O CO2C2H5 NaOC2H5 重排 O CD3 CO2C2H5 O K CD3I
t-BuOK
问题： 两步反应中分别采用 了不同的碱，若两种碱相 互交换会有什么问题？
O HC CH2COOC2H5
-3H2O
H5C2OOC
COOC2H5
醛基
COOC2H5
NaH
H O O O + HCOEt
H2O
H
H
缩合反应
O O
O O
NaBH4
0-25oC
C2H5OH H CHO 25oC
H OCO 2R
H CH 2OH
H
RO-
H
讨 论
*1. 甲酸酯中含有醛基、催化剂碱性不能太强，产率不高. *2. 是在分子中引入甲酰基的好方法. *3. 如果用一个环酯和甲酸酯缩合，不能用RO-做催化剂，
丙二酸酯
α-羰基酸
*1. 一个酯羰基的诱导效应，增加了另一个酯羰基的活性， 反应顺利，产率好。 *2. 羰基活性好，所以催化剂的碱性不用太强。 *3. 在合成上用来制备 ①丙二酸酯或α-取代的丙二酸酯。 ②α-羰基酸。
缩合反应
(3) 碳酸酯
O
O
H5C2OC OC2H5 + H CH2COC2H5
EtONa
均有a氢
O R' CH2 C OC2H5
合成上意义不大
强碱（化学计量） （使不可逆） R' HC
O C OC2H5
有a氢 O R" C OC2H5 O R" C O CH C R' OC2H5
产物单一
无a氢
有合成意义
缩合反应
（1）甲酸酯
O O
HC OC2H5 + H CH2COC2H5
EtONa
H2O
否则会发生酯 交换而开环.
（2）草酸酯
O O O H5C2O C C OC2H5 + H CH2COC2H5 O O
o
缩合反应
EtONa
H2O
O
H5C2O C C CH2COC2H5
175 C
HO
-
H
+
O O HO C C CH2COOH O O HO C C CH3
O H5C2O
O
C CH2COC2H5

1, 3-二羰基型化合物的反合成分析
a
O C O C R' R OR" O C R' C H O O
a b
C
O C
+
H
C C R
R'
b
酯＋酮
R
b-二酮
+
C "RO
O
a
O C R'
O OR"
a b
C
O C OR
C R' O
+ H
C C O OR
酯＋酯
b
R'
C C
H
b-羰基酯
+
C RO OR
酮＋酯
缩合反应
2 CH3CH2CHCO2C2H5 CH3
Ph3C Na
缩合反应
Claisen 缩合机理
稳定的烯醇负离子
缩合反应
b-羰基酯的分解机理（逆Claisen缩合机理）
消除一个稳定 的烯醇负离子
缩合反应
2. 交叉酯缩合（两个不同酯之间的缩合）
O R' CH2 C OR + R" CH2 O C OR 碱 四种产物