碳负离子的反应

+ CH - C OC2H5 Cl
-
O C2H5O H
R C=O R/(H)
+
CH - C OC2H5 Cl (i)
-
O
O-
O
R - C - CH - COC2H5 (H)R/ Cl (ii)
O R O C - CH-COC2H5 (H)R/ (iii)
应用
达琴反应除用于合成α，β-环氧酸酯外，另一重要 用途是可以用来制备醛或酮。即α，β-环氧酸酯经 水解，酸化得到游离酸，后加热脱羧生成醛或酮。
通过控制反应条件也可得一个主要的产物，有合成意义。
=
O O H-C-CH2-C-OC2H5 （主） 79 O O CH -C-CH -C-OC H （次）
=
=
=
=
=
狄克曼（Dieckmann)缩合（也叫酯分子内 缩合） 含6个或7个碳的二元酸酯，在碱性催化 剂作用下环化生成五元或六元环为主的 -酮酯称为狄克曼反应。
碳正离子、碳自由基和碳负离子的结构与稳定 性直接受到与之相连接的基团的影响。它们稳 定性的一般规律如下： （1）苄基型或烯丙型一般较稳定； （2）碳正离子或碳自由基是：3°＞2°＞1°； （3）碳负离子则是1°＞2°＞3°。
碳负离子的反应
碳负离子的反应通常是指含活泼α氢 的化合物在碱性环境下以碳负离子或烯 醇氧负离子形式参与的亲核取代或亲和 加成反应。 碳负离子的反应是改变化合物碳的 骨架，增长碳链或在分子中引入新官能 团的重要手段，广泛运用与有机合成。
（三）达琴反应
定义:在強碱(醇钠、氨基钠）作用下,醛、酮与α-卤代 酸酯反应，生成α，β-环氧酸酯的反应称为达琴反应。 通式：
R R/(H) C=O +
ClCH2COOC2H5
C2H5O Na
R
R/(H)
O C - CHCOOC2H5
反应机理
C2H5O-
+
O H - CH - COC2H5 Cl
Ba(OH)2
OH O (CH3)2CCH2CCH3
2 CH3COCH3
交叉羟醛缩合
交叉羟醛缩合 两种不同的含有α-氢 原子的醛或酮之间进行缩合反应，可生 成四种不同的缩合产物，由于分离困难， 所以实用意义不大。但若使用一个含有 α-氢原子的醛或酮和一个不含有α-氢原 子的醛或酮，进行交叉羟醛缩合 （crossed aldol condensation）反应， 则具有合成价值。
碳负离子的反应
夏文鑫 2015级药学四班 201504020431
碳负离子
碳负离子是有机分子中碳氢键失去质子形 成的共轭碱，一般是α-位上有一些吸电子 的基团如羰基、酯基、硝基、氰基等活性 甲基、亚甲基化合物，由于这些取代基的 存在，使该原子上的氢（α-氢）具有一定 的酸性。在酸或碱的催化下α-位上的氢解 离下来形成碳负离子。
O O O R O R 1、 OH-/H2O C - CH-C-O-H C - CH-COC2H5 + 2 H / 、 (H)R/ (H)R
R C = CH (H)R/
OH RCHCHO R/
二、酯缩合反应


克莱森（酯）缩合：酯中的- H显弱酸 性,在醇的作用下可与另一分子酯发生类 似与羟醛缩合的反应,称为Claisen （酯） 缩合反应。 反应可在不同的酯之间进行，称为交叉 酯缩合。
抗变态反应药物曲尼司特中间体3-(3,4-二甲氧 苯基丙烯酸的合成.
CHO 丙二酸
CH = CHCOOH
CH = CHCONH COOH
OCH3 吡啶/哌啶 OCH3
OCH3 OCH3 91%
OCH3 OCH3 曲尼司特
3-(3,4-二甲氧苯基)丙烯酸
酮一般不与丙二酸与丙二酸酯作用，但可与活性 更强的氰乙酸酯反应，缩合产物经水解、脱羧也可制 得不饱和酸。
常用的碱性催化剂除了氢氧化钠、氢氧化钾外，还有叔 丁醇铝、醇钠等。 由此可见，通过羟醛缩合反应可以制备α,β-不饱和醛，进 一步还可以转变为其它化合物。所以羟醛缩合反应是有 机合成中用于增长碳链的重要方法之一。
含有α-氢原子的酮在稀碱作用下也 可以发生类似反应，即羟酮缩合反应， 但是反应的平衡偏向反应物一侧，例如， 丙酮在氢氧化钡催化下，发生反应。
5~10% NaOH 4-5 ℃
OH
O
2 CH3CHO
CH3CHCH2CH 50%
羟醛缩合的机理
在稀碱催化下羟醛缩合反应机理如下(以乙醛在稀 碱催化下的缩和反应为例)：一分子醛在碱作用下转变 成碳负离子和烯醇负离子，碳负离子与另一分子醛的 羰基进行亲核加成生成氧负离子，后者接受一个质子 生成β-羟醛（β-hydroxy aldehyde）。
Claisen 缩合举例
O
2
CH3
C
OC2H5
（1）Na / C2H5OH CH3 （2） 50% HOAc
O C CH2
O C OC2H5
乙酰乙酸乙酯 2 CH3(CH2)3CO2C2H5 NaOC2H5 CH3(CH2)3COCHCO2C2H5 CH2CH2CH3 2 CH3CH2CHCO2C2H5 CH3 Ph3C Na O CH3CH2CHC CH3 CH3 C CO2C2H5 CH2CH3
碳负离子的稳定性
碳负离子带有一个单位负电荷，通常是四面 体构型，其中孤对电子占一个sp3 杂化轨道。 通过比较相应酸的酸性大小，可以大致判断碳 负离子的稳定性大小。一般地，具有能稳定负 电荷的基团的碳负离子具有较高的稳定性。这 些基团可以是苯基、电负性较强的杂原子（如 O,N，基团如-NO2、-C（=O）-、-CO2R、SO2-、-CN和-CONR2等）或末端炔烃（也可 看作电负性的缘故）。
=
=
反应历程
=
=
=
=
b）不同酯间的缩合
如果两个不同的酯都有α -H 也可以发生酯缩合反应， 理论上可以得到四种产物，在制备上没有很大价值。 如果两个酯中只是一个有α -H，另一个酯无α -H， O O H-C-OC2H5 + CH2-C-OC2H5 H 乙酸乙酯 甲酸乙酯
交叉缩合 C2H5ONa 自身缩合
a ）相同酯缩合 ）
O O CH3-C-OC2H5 + CH2-C-OC2H5 H O O CH3-C-CH2-C-OC2H5 + C2H5OH
=
=
C2H5ONa
乙酰乙酸乙酯
O O O O β α C H ONa RCH2C-OC2H5 + H-CHCOC2H5 2 5 RCH2C-CHCOC2H5 R R
/
B:
- Y HC Y/
+
HB
R R
/
C=O +
-Y HC Y/
Y R - C - CH R/ Y/
O-
HB
OH Y R-C-CY R/ H
/
R R/ B:
Y C=C Y/
因亚甲基上的氢足够活泼，活泼亚甲基化合物优 先于弱碱反应形成碳负离子从而降低了醛分子间发生 Aldol缩合的可能，因此，克脑文格尔反应的收率较高， 广泛应用于α，β-不饱和化合物的合成。
不对称的二元羧酸酯进行缩合，主要是位阻少的-H被去掉。 CH3 O CH2CH-C-OC2H5 CH2 CH2CH2C-OC2H5 O
位阻少 （酸性大）
CH3
C2H5ONa -C2H5OH
O
=
=
CH — C CH-COOC2H5 CH2 CH2—CH2 O
=
COOC2H5
C2H5ONa
=
？
碳负离子的结构与碳正离子或碳自由基 不同，因为带负电荷的碳原子最外层有3对 成键电子和1对未成键电子，这样的4对电子 需要采取相互远离的方式排列，因此碳负离 子采用sp3杂化轨道成键，未成键电子对与3 个共价键形成一个四面体结构。碳正离子、 碳自由基和碳负离子的结构对比如下图所示。
空P轨道 单电子占据 双电子占据
PhCHO + PhCHO +
CH3COCH3 CH3COPh
OH-, H2O
PhCH PhCH
CHCOCH3 CHCOPh
OH-, H2O
（一）柏琴反应
芳醛和酸酐在催化剂作用下缩合，生成β-芳基αβ-不饱和羧酸的反应。
CHO + (R-CH2CO)2O
芳醛 酸酐 β RCH2 COOK △ α
CH=C-COOH + 2 RCH2COOH R
—COOC2H5
CH2-COOC2H5
分子内羟醛缩合

羟醛缩合反应不仅可以在分子间进行，含有α-氢原子的 二元醛或酮也可以进行分子内缩合，生成环状化合物， 是制备5~7元环化合物的常用方法之一。
O O
NaOH, H2O
HCCH2CH2CH2CH2CH O O
CHO
CH3
KOH, H2O
CH3CCH2CH2CH2CH2CCH3
混合酯缩合
O R'
CH2
O OC2H5
+
碱
C
R"
CH2
C
OC2H5
四种产物 无合成意义
均有 氢
O R'
CH2 强碱（化学计量）
O R'
CH
C
OC2H5 O
R"
C
OC2H5
C
OC2H5
O R" C
CH
O C OC2H5
R" 无 氢
R'
产物单一
反应机理
O
RCH
O OR'
RCH
O OR'
RCH2 RCH

O CH2CH2C-OC2H5 CH2CH2C-OC2H5 O
己二酸二乙酯 ① OH ② H+
-
C2H5ONa -C2H5OH
CH2 — C

O
=
O CH2CH2C-OC2H5 CH2 CH2CH2C-OC2H5 庚二酸二乙酯 O
=
① OH ② H+
= =
CH2—CH2 O
ห้องสมุดไป่ตู้
=
CH-COOC2H5
一般生成的β-芳基-αβ-不饱和羧酸为反式 构型，即芳基与羧基处于双键的异侧。 如：苯甲醛与乙酸酐在乙酸钾的催化下 生成反式β-苯基丙烯酸（肉桂酸）
反应机理
芳环上有吸电子取代基，可使反应容易进行，反 之则难以反应。
H O AcO C H CH2 AcO
-
O AcO C CH - 2
C O C6H5 AcO O C

CH2 — C
CH2—CH2
C2H5ONa -C2H5OH
-
CH2 — C CH2 CH2 CH2—CH2
=
CH2 CH2 — C CH-COOC2H5 CH2 CH2—CH2 O

O
=
=
反 应 特 征
反应物：具有H,并能够形成五、六元环的二元羧酸酯。 催化剂：C2H5ONa 产 物：环状-酮酸酯 过 程：-C2H5OH
HCHO + (CH3)2CHCH2CHO
K2CO3
(CH3)2CHCHCHO CH2OH 52%

由芳香醛和含有α-氢原子的醛或酮之间进行交 叉羟醛缩合反应，称为克莱森-许密特 （Claisen-Schmidt）反应。例如：
OH-, H2O
PhCHO + CH3CH2CH2CHO
PhCH
CCHO CH2CH3
COCH3 O
O O
C
C
C O
OR'
H
R'O RCH2
O C OR'
C OR'
R'O RCH2
O C
R
C
O C OR'
RCH2
O C
R
C
O C OR'
H
R'O
较稳定的烯醇负离子
酯-酯缩合
｛
相同酯缩合 不同酯缩合
｝产生β - 酮酸
克 莱 森 缩 合
反应物：酯 产 物：β - 羰基化合物 碱性催化剂：乙醇钠、NaNH2 等 过 程：-C2H5OH（α -H，-OC2H5）
第一节 缩合反应


两个或多个有机化合物通过反映，形成 一个新的较大分子的反应都可称为缩合 反应。 缩合剂—缩合反应通常需要在酸或碱性 试剂催化下进行，此时的催化剂又专称 为缩合剂。
一、羟醛缩合型反应

两分子含有α-氢原子的醛在酸或碱的催化下 （通常使用稀碱），相互结合形成β-羟基醛的反应称 为羟醛缩合反应（aldol condensation），也称为 醇醛缩合反应。例如：乙醛在稀碱作用下缩合生成3羟基丁醛。
快
CH2CHO + OH H
- CH CHO 2
- CH CHO 2
CH2 O
CHO -
+ H2O
O
慢 +
O-
CH3CH
CH3CHCH2CH OH O
O-
O
快
CH3CHCH2CH + H2O
CH3CHCH2CH
β-羟基醛在加热时即失去一分子水，生成 α,β-不饱和醛
OH O CH3CH CHCHO CH3CHCH2CH
（二）克脑文格尔反应
定义：在弱碱性催化剂作用下,醛或酮与具 有活泼亚甲基的化合物的缩合反应,称为克 脑文格尔反应. 常用的碱性催化剂有吡啶、哌啶、胺等。 反应通式：
R R
/
C O + CH2
Y Y/
R R/ C C
Y Y/
Y或 Y/ = COR COOR COOH CN
NO 2 等
反应机理
Y H2C Y
OCH CH2 C6H5
O C CH3 OAc
CH3 OC - AcOO AcO O CH C C6H5 CH2 OAc O C C C C6H5 H
OAc
CH C6H5 CH H
O C
H C C OAc C6H5
O C H
OAc
AcOH+ O C C C C6H5 H
OH- / H2O
H
O
-
H
OH