第八章 缩合反应

本章内容
羟醛缩合反应
类羟醛缩合反应
酯缩合反应 其他类型的缩合
8.1 羟醛缩合反应
含有α－氢的醛或酮，在碱或酸的催化下，与另一分子醛或 酮进行缩合，生成β－羟基醛或酮类化合物的反应称为羟醛或醇 醛缩合反应。β－羟基醛或酮经消除便生成α，β－不饱和醛酮。 这类缩合反应常需有碱（苛性钾、醇钠、叔丁醇铝等）催化， 有时也可用酸（如盐酸、硫酸等）催化。
+
R1 R2
Ph3P-CH X-
碱，溶剂
+
R1 R2
R1 Ph3P=CR2
Ph3P-C-
季鏻盐
用途：
Wittig试剂与含羰基的醛、酮反应，反应产物为含有 双键的烯烃化合物，这是在合成反应中制备烯烃的方 法之一。 O
Ph3P CH3 I O CH2 Ph3PCH3 I NaCH2SCH3 Ph3P CH2
醚
R
X
+
Mg
RMgX
羰基碳有亲电性
-
O MgX R
H2C O
OMgX R C H2O R
OH C
C
+
亲核加成
醇
H 2O R CH2 OH
伯醇
提示：合成上用 于制备比卤代烷 多 R`+1 个碳原 子的醇类化合物。
R'CH R MgX
O
H 2O R
R' CH OH
仲醇
O
R'
R'
C
R"
H 2O R C R" OH
-
C H 2O H HCHO HOCH2 C CHO 浓 OH
-
C H 2O H
C H 2O H HOCH2 C C H 2O H + H C O O
-
C H 2O H
季戊四醇
歧化反应 不含α-H的醛，如HCHO，R3CCHO，C6H5CHO等，在浓碱的作用 下，能发生自身的氧化还原作用，即一分子醛氧化成酸，另 一分子醛还原成醇，这种作用叫歧化作用。
(75%~80%)
CO2Et CO2Et
NaOEt
H+
CO2Et O
CO2Et CO2Et CO2Et NaOEt H+ O
CH2CH2CO2C2H5 H3C N CH2CH2CO2C2H5
NaOEt
HCl H3C H
CO2C2H5 N O Cl
四 酯与酮缩合反应
醛酮形成的碳负离子与没有α-氢的甲酸酯、苯甲酸酯或草酸酯缩合在有 机合成上是制备β－酮酸酯或β－二酮的重要方法。 如草酸酯与酮反应可得β－酮酯:
O O C + C H O C OH OH C C O C or C C C
醛或酮
b-羟基醛（酮） a, b-不饱和醛（酮）
一 醛或酮的自身缩合（同种醛酮之间的缩合）
O H 2 C H O C OH H C H - H2O
OH KOH 2 CH3CH2CH2CH O CH3CH2CH2CHCHCH C2H5 NaOEt 2 C7H15CH O C7H15CH CCH C6H13 O CH3 CH3 O KOH O CH3 OH CH3 CH3 - H2O O CH3 O O
第八章 缩合反应
由两个或两个以上的化合物通过反应，失去一个小 分子化合物（如水、醇、盐等）而形成一个新的较大 分子化合物(新的C-C,C-X等键)的反应称为缩合反应。 缩合反应能提供由简单有机物合成复杂有机物的 许多合成方法，在芳香族，脂肪族和杂环化合物，在 香料，医药等许多精细化工生产中得到应用。
CH3
CH2O + HN(CH3)2
O KH
OK H2C N(CH3)2
O CH2 N(CH3)2
• 二 醛酮与羧酸缩合
• 1 Perkin反应：发生在酸酐与芳香醛之间的缩合反应
RCH2COONa Ar CHO + (RCH2CO)2O H Ar R COOH

芳香醛与酸酐在相应羧酸盐作用下生成不饱和酸。
R3 R1 R2 C=O + H-C-COOC2H5 X
R1 R2
R3 C-C- C-COOC2H5 O- X
-X-
R1 R2
R3 C C-COOC2H5 O
R' + X CHCO2Et R
O R
EtONa R R
O R' CO2Et
机理
R' X C H EtO R O R R R' CO2Et O COEt X R O R' C O COEt R O C R R' C X O COEt
O R' CH2 C OR + R" CH2 O C OR 碱
四种产物
均有a氢
合成上意义不大
强碱 R' O HC C OC2H5
O R' CH2 C OC2H5 有a氢 O R" C OC2H5 无a氢
O R"
O
C CH C OC2H5 R'
产物单一
有合成意义
常用的不含α－氢的酯有甲酸酯（HCOOR）、苯甲酸酯 （ PhCOOR ） 、 碳 酸 二 乙 酯 （ EtOCOOEt ） 及 草 酸 二 酯
酸酯的反应称为Claisen缩合反应。
2 CH3COOEt NaOEt CH3COCH2COOEt + EtOH
一
O RCH2
两个相同酯之间的缩合
O H C OR' + RCH C OR' R'O
-
OR
O
RCH2 C CH C OR' + HOR'
β-羰基酯 （1,3-二羰基类化合物）
其它常用碱
NaH, NaNH2, Ph3CNa, t-BuOK
3 酯
四
Michael(迈克尔）加成反应
在碱性催化剂的作用下，活泼亚甲基与α，β－不饱和醛、
酮、酯或羧酸衍生物的碳碳双键发生亲核加成，生成1，5－二羰
基化合物 的反应，称为 Michael反应，这也是活泼亚甲基化合物
进行烷基化的另一种途径。
取代环氧乙烷
OH H 2O CH2 R CH2 CH2
三元环较 活泼，易 开环。
伯醇
亲核取代 烷氧基卤化镁
O
OH H 2C R M gX CH R' H 2O R CH2 C H R'
仲醇
提示：合成上用于制备比卤代烷多2个碳的醇类化合物

R
5. 与卤代烷的亲核取代
+ R' X R R' + MgX2
CHO 浓 OH
-
C H 2O H + HCHO H
+
+
HCOOH
OCH3
OCH3
8.2 类羟醛缩合反应
• 一 胺甲基化（Mannich）反应
O R C CH2 R' + CH2O + H N
R" H R" R
O C CH R' CH2 N
R"
R"
有活泼 氢的酮
甲醛或 其它醛
仲胺或 伯胺
b -氨基酮衍生物
MgX
偶联反应
苄基、烯丙基、3o烷基
1o 和 2o 烷基卤代烷 不发生偶联
例：
RCH CHCH2 RCH MgX CHCH2 + RCH CHCH2 + X MgX2
CH2CH
CHR
提示： 制备活泼卤代烷的Grignard试剂时，应采用低温和稀溶液反
应，以防自身偶联发生。
三 羰基合成反应
1醛：
2 羧酸
O Ph CHO + H3C O CH3 O CH3COONa COOH Ph


Perkin反应的应用
肉桂 酸
CHO OH
(CH3CO)2O CH3COONa O O
• 2
Knoevenagel(克脑文格）反应：
• 含有活泼亚甲基化合物在氨或胺及它们的羧酸盐等弱碱性催化剂催化 下，与醛或酮进行缩合反应，最终生成不饱和羰基化合物的反应
（Mannich碱）
Mannich反应机理
O R C H CHR' H
H H H
HO R C CHR' H R
OH C CHR'
酮的烯醇化
O H C OH C H R" H OH2 H2C N R" R" N R" H2O H2C N R" R" OH H H2C N R" R"
醛与胺生成亚胺正离子
（ROOCCOOR）等。
CH2COOEt + CO(OEt)2 NaOEt CH(COOEt)2 （86％）
CH2COOEt +
COOEt NaOEt COOEt
CHCOOEt COCOOEt
-CO,加热
CH(COOEt)2 （85％）
O C CO2Et H2C H2C CO2Et CO2Et + CO2Et CO2Et NaOEt HC CO2Et H2C CO2Et
OH H C C
O C or C CH2 C
C
醛 或 对称酮
分子内的羟醛缩合
二羰基化合物分子内的羟醛缩合，生成五，六元环的α，β－不饱和环状的醛 O 酮。
O
N aO H
O
二 交叉羟醛缩合（两种不同醛酮之间的羟醛缩合）
O R1 R
2
O + R
3
OH R
4
多种产物
OH R3 R
4
O R R1
2
R4 R3
四 Wittig反应
磷叶立德（Phosphours vlide）与醛、酮作用生成烯烃及氧化三苯基膦的反应
R1 R2
C －PPh3 + O=C
-
+
R3 R4
R1 R2
R3 C=C R4
+ Ph3P=O
鏻内鎓盐
醛或酮
烯 烃
氧化三苯磷
Wittig试剂（鏻内鎓盐）： 制备：
R1 Ph3P + X-CH R2 (X:Cl,Br,I)
烯醇与亚胺正离子结合
R" OH R C CHR' H2C N R" R OH C CH R' O H R C CH R' CH2 N R" R" CH2 N R" R"
Mannich反应举例
O Ph C CH3 + CH2O + (CH3)2NH2 Cl
O Ph C CH2 CH2
H N CH3 Cl
O R2 R1
or
OH R1 R2 R3 O R1 R4 R3 R2 O R4
+ 自身缩合产物
无选择性的交叉羟醛缩合一般意义不大!
不含a-氢羰基化合物的利用
醛（无a-氢）+ 醛酮（有a-氢）
不含a-氢羰基化合物 PhCHO HCHO
CHO O
3 H C H O + C H 3C H O
稀 OH
O RC-CH3 + EtO2C-CO2Et
EtO-,EtOH
O OO RC-CH2C-C-OEt O O RC-CH2-C-OEt
,-CO
五 用酸酐或酰氯作酰基化试剂的缩合
CH3COCH2COOEt
Na,Et2O
CH3COCHCOOEt
PhCOCl
COPh CH3COCHCOOEt H2O,回流 CH3COCH2COPh + CO2 + EtOH
8.4 其他类型的缩合反应
• 一 安息香缩合
芳环上有吸电子基和给电子基都不能发生安息香缩合反应， 吸电子基： r-C --C N 的亲核性减弱，不利于对苯甲醛的进攻 A
OH
给电子基：ArCHO 的碳的电正性减弱，不利于接受反应
二 有机金属化合物与羰基化合物的缩合(格氏试剂反应）
1 与醛酮的亲核加成反应
EtOOC
R CH2 + O=C R'
催化剂
R R'
COOEt C=C X
N H
+ H2O
X
H3C H3C
CHO + CH2(CO2Et)2
H3C H3C
CO2Et + CO2Et H2O
O
CHO + CH2(CN)2
PhCH2NH2 O
CN CH C CN
+ H2O
三 醛酮与α－卤代酸酯缩合
Darzens 反应： α－卤代酸酯在强碱的作用下脱质子生成 碳负离子，然后与醛或酮的羰基碳ຫໍສະໝຸດ Baidu子进行亲核加成，再 脱卤素阴离子而生成α，β－环氧酸酯的反应
叔醇
2. 与酯类加成
O R' C OEt
2 R
MgX
OH H2O R C R R'
叔醇

3 与CO2加成
CO2
O H2O R C OMgX R O C OH
O
C
O
R
MgX
制备多1碳的羧酸
4. 与环氧乙烷衍生物的反应
-
O
+
空间位阻小
+ +
-
O
+
H2C
CH2
H2C
CH
R'
环氧乙烷
O H 2C R M gX CH2 R CH2 O M gX
（弱亲核性强碱）
O 2 H3C C OC2H5 （1）Na / C2H5OH （2） 50% HOAc O O
H3C C CH2 C OC2H5
乙酰乙酸乙酯
O CH3CH2CHC CH3 CH3 C CO2C2H5 CH2CH3
2 CH3CH2CHCO2C2H5 CH3
Ph3C Na
二 交叉酯缩合（两个不同酯之间的缩合）
O CH3O Ph3P CH2
O CH2 CH3O O
CCH2CH2COCH3
CCH2CH2COCH3
(1) Ph3P Br CH2CO2Et (2) NaOH Ph3P CHCO2Et
PhCHO
H C Ph C
H
CO2E t Z-isomer
8.3 酯缩合反应
在碱性催化剂存在下，具有α－氢的酯和另一个分子 相同或不相同的酯反应，脱去一分子醇，生成 β－酮
O CH3(CH2)2CO2Et + N CO2C2H5 NaH N C CHCO2Et CH2CH3
三 分子内的酯-酯缩合
Dickmann 缩合：六碳或七碳的二元酸酯在分子内进行缩合反应形成一个五元 或六元的环状β－酮酯的反应
例如：己二酸酯在甲苯中与金属钠作用
OEt CO2Et CH2 CH2 CH2 CH2 OEt C CH2 CH2 CH CH2 CO2Et -EtOO CO2Et O C CO2Et Na,苯 CH2 CH2 O CH CH2 CO2Et