最新精细有机合成化学与工艺学课件--第13章缩合

C
H
O
HO
O
(HOCH2)3C C H + H C H + NaOH
O
O
(HOCH2)4C + HCOONa
21.01.2021
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四、酮酮缩合
1、对称酮的自身缩合
例如：
C H 3
C H 3
O H -催 化
C H 3 C+HC H 2 C C H 3 缩 合 C H 3 C C H 2 C C H 3
精细有机合成化学与工 艺学课件--第13章缩合
13.1 概述
缩合一般系指两个或两个以上分子间通过生成新的碳-碳、 碳-杂原子或杂原子-杂原子键，从而形成较大的单一分子的反 应。缩合反应一般往往伴随着脱去某一种简单分子，如H2O、 HX、ROH等。
乙酰丙酮酸乙酯
本章主要讨论的内容有：脂链中亚甲基和甲基上的酸性 活泼氢被取代而形成新的碳-碳键的缩合反应。
这类反应虽然可能生成四种产物，但是通过可逆平衡可以主 要生成一种产物。这时，脱质子反应主要发生在羰基α位含活 泼氢较多的碳原子上。
CH3
CH3 C +H CH2 O
C CH2 O
OH-催化
CH3 缩合 CH3
CH3 C CH2 OH
C CH2 CH3 O
-H2O
CH3
消除脱水
CH3 C CH C CH2
OO
O
O H
O
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13-1（5）：苯甲醛与丙酮通过缩合、消除脱水以及加 氢还原可以制得哪些主要产品？以反应式表示。
答：丙酮脱质子形成负碳离子：
CH O
H CH2C CH3
C 2H 5
+ H 2O /-O H -
CH3 CH
加质子
CH
C
H
-H 2O
消除脱水 CH3 CH
C
C
H
OH
O
O
C 2H 5
+ H2
催化加氢 CH3
CH
C
C
H
异己醛
HO
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但若采取下列措施： a. 反应物之一为无α－H的醛（如甲醛、芳甲醛）； b. 将无α－H的醛先与稀碱混合； c. 再将有α－H的醛滴入。
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例如：正丁醛和乙醛缩合、脱水、加氢主要得到2-乙基丁醛（异己醛）
CH3 CH2
CH2 C
H + OH-
慢
脱质子
O
CH3 CH2 -CH C
H + H2O
O
CH3 C O
CH3 CH2
C 2H 5
H + -CH C H
CH3 CH CH C H
亲核加成
O
O-
O
C 2H 5
则产物有意义！
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3、芳醛与脂醛的交叉缩合
芳醛虽不含羰基α氢，但可以与含有α氢的脂肪醛缩 合，然后脱水生成β-苯基α,β-不饱和醛，该反应叫 Claisen-Schimidt反应。
例1：
O
CH + H-CH2CHO
dil 。OH-
10 C
反应条件： 苯甲醛:乙
醛液在:按溶1例%1剂1:-1：苯1.3.2中85:%0，.0氢在OC9H的氧20摩+化℃尔H钠反-比水C应H，溶25ChH，O 消除di1脱l0。水OCH-
R CH2 CH CH C H
O
O
OH
O
R
R
R'
+R' CH2 CH CH C H + R CH2 CH CH C H+R' CH2 CH CH C H
OH
O
OH
OБайду номын сангаас
OH
O
注意：异分子醛在碱催化下交叉缩合时，一般是α-碳原子上 含有活泼氢较少（即含取代基较多）的醛形成碳负离子，然 后与α-碳原子上含有活泼氢较多（即含取代基较少）的醛的 羰基碳原子发生亲核加成反应。
苯层精馏，回收苯和苯甲醛， 最后蒸出肉桂醛。
CHC=HCHCCHHO2 C H
肉O桂H醛
O
CH=CHCHO
肉桂醛
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4、甲醛与其他醛的交叉缩合(Cannizzaro反应(歧化反应))
甲醛不含有α氢，它不能自身缩合，但是甲醛分子中的 羰基却容易同含有α氢的醛所生成的碳负离子，发生交叉缩 合反应，主要生成β-羟甲基醛。
C H 3
C H 3
O H -催 化
H C H+H C C H
H O C H 2 C C H
缩 合
O
C H 3O
C H 3O
利用甲醛向醛或酮分子中的羰基α碳原子上引入一个或 多个羟甲基的反应叫羟甲基化缩合。
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如：季戊四醇的制备：
H
H
C
H+ H
C
C
OH-
H
(HOCH2)3C
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CH3 CH2
稀NaOH
CH2 C H
CH3 CH2
O
CH3 CH2
-H2O
+ H2 CH3 CH2
催化加氢
CH2CH3
CH2 CH CH C H
OH
O
CH2CH3
CH2 CH CH C H
O
CH2CH3
CH2 CH2 CH CH2OH
羟醛自身缩合在有机合成上的特点是可使产物的碳链长度 增加一倍，工业上可利用这种缩合反应来制备高级醇。
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例 如 ： 由 C H 2 = C H C H 3 合 成 C H 3 C H 2 C H 2 C H 2 C H C H 2 O H 。
C H 2 C H 3
答:
++Co 催化剂
C 3C HC H 2H CO 2 H
C3 H C2 H C2 H CHO
OH-
OH
CH3CH2CH2CHCHCHO
O
O
O H
O
CH3 CH3 C CH2
OH
CH3
C CH3 +H2 CH3 C CH2
催化加氢
O
OH
H C CH3 OH
-H2O 消除脱水
CH3
CH3
CH3
C
CH C
CH3
+ H2
催化加氢
CH3
C
CH2
O
H
CH3
C
CH3
+ H2
催化加氢
CH3
C
CH2
O
H
C CH3 OH
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2、不对称酮的自身缩合
O
CH3
+ H2
催化加氢
CH3
CH3 C CH2 H
C CH2 O
CH3
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五、醛酮交叉缩合
醛酮交叉缩合既可以生成β-羟基醛，又可以β-羟基酮，不 易得到单一产物。然而，不含α氢的甲醛或苯甲醛与对称酮 缩合时，则能得到单一产物。
C H 3
O H -催 化
-H 2 O
C H 3 C +C H 2 缩 合C H 3 CC H 2 C H 2 消 除 脱 水 C H 3 CC HC H 2
CH2CH3
H2O
CH 3CH 2CH 2CH CCHO CH 2CH 3
+2 H ,N i催 化 剂 CH 3CH 2CH 2CH 2CHC 2OHH
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CH 2CH 3
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2、异分子醛的交叉缩合
这类反应可能生成四种羟基醛(如果继续脱水,则产物更多) 。
R'
稀NaOH
R CH2 C H + R' CH2 C H