迈克尔加成反应

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定义概念
麦克尔(Michael)反应是指碳负离子对 α、β-不饱和醛、酮、羧酸、酯、腈、硝基化合物等的共轭加成 反应,该反应是一类十分重要的有机反应。在有机合成上用以增长碳链,合成带有各种官能团的有机化合物。为 最有价值的有机合成反应之一,是构筑碳-碳键的最常用方法之一。有时也称为1,4-加成、共轭加成。是亲核试 剂对α,β-不饱和羰基化合物发生的β位碳原子发生的加成反应,在逆合成分析中属于亲核试剂对a3合成子发 生的反应。
Robinson成环反应的操作通常是将 α、β-不饱和酮慢慢加到活泼亚甲基化合物和催化量的冷的乙醇钠溶液 中,形成的加成产物紧接着发生羟醛缩合。酯或酰胺作为碳负离子源与 α、β-不饱和醛、酮的 Michael反应产 生 γ-酮酸酯或 γ-酮酰胺。
在有机合成中利用不同的亲核试剂,可以方便的生成碳碳键,碳氧键,碳氮键,碳硫键,碳硒键,等等。当 麦克尔加成与羟醛反应串联起来的时候就产生了有机合成上著名的“罗宾逊成环反应”。
反应机理
以丙二酸酯和 α,β-不饱和羰基化合物的加成为例:
反应机理这一碱催化的Michael反应的结果是不饱和共轭体系的C—Cπ键被打破,在产物中形成了新的C— Cσ键。
竞争反应
与Michael加成相竞争的加成是1,2-加成,通过选择适当的实验条件和反应物可以使 1,2-加成的竞争趋于 最小。下列因素有利于 Michael加成:
α、β-不饱和醛、酮是最有效和最有用的 Michael受体,由羰基稳定的碳负离子(烯醇负离子)与之共轭 加成生成 1,5-二羰基化合物,后者在碱性条件下发生分子内羟醛缩合反应,失水生成 α、β-不饱和环酮。这 一过程称为 Robinson成环反应:
迈克尔加成反应应用
迈克尔加成反应应用这是制取带有一个角甲基的氢化萘酮(天然甾族分子的部分结构)的首选方法,通过选择 适当的溶剂可以获得高立体选择性的产物。
迈克尔加成反应
化学反应
01 定义概念
03 反应机理 05 应用
目录
02 碳负离子 04 竞争反应
迈克尔加成反应(Michael addition reaction)是指亲电的共轭体系(电子受体)与亲核的负碳离子(电 子给体)进行的共轭加成反应。该反应于1887年由A.迈克尔首先发现,是有机合成中增长碳链的常用方法之一。 迈克尔加成反应必须在碱的催化下进行,常用的碱有:乙醇钠、氢化钠、氨基钠和有机碱等。根据反应物的反应 活性来选择合适的碱,如果反应物双方均有较高的反应活性时,用较弱的碱也能使反应进行。
感谢观看碳负离子来自在 Michael反应中,碳负离子通常是指那些具有杂原子π共轭稳定的碳负离子。它的产生通常用碱催化来实 现。用的催化剂有烷氧化物(如醇钠)、碱性胺(如叔胺)、金属氢化物(如 NaH)和胺基锂(如二异丙胺锂 LDA)等。 只含有一个羰基、酯基或氰基的化合物,其活泼亚甲基的酸性不够强,需要较强的碱才能使其产生碳负离子或烯 醇负离子。如图1:
图1碳负离子
被一个硝基或两个羰基、酯基、氰基等活化的亚甲基其酸性较强(通常比一般的脂肪醇的酸性强),用金属烷 氧化物、金属氢氧化物或胺处理就可生成烯醇负离子。
反应机理
麦克尔加成在立体化学上属于区域选择性反应。亲核试剂2优先进攻β位的碳原子,生成一个烯醇盐中间体4, 后者在后处理步骤中被质子化,生成一个新的饱和的羰基化合物。
①增大碳负离子和羰基周围的立体阻碍; ②使用极性溶剂如 HMPA ; ③更稳定的碳负离子 ; ④较高的温度 ; ⑤较长的反应时间。 在反应中,1,2-加成产物为动力学控制产物,上述因素均能促使形成的1,2-加成产物和初始原料达成平衡, 最终转化为更稳定的共轭加成产物。
应用
Michael反应最直接的应用就是增长碳链,合成含有多个官能团的化合物,这些化合物均具有进一步反应的 能力,生成各种类型的有机化合物。
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