15-1羰基化合物

+
O
O OC2H5
2
H3C
O H3C (CH2)n H3C O
H3C
甲基二酮类化合物
乙酰乙酸乙酯 : 二卤代烃＝2 : 1
扩展：制备2, 5-己二酮
O O O I2 H3C OC2H5 NaOEt H3C H3C O
X(CH2)nX n=0
X2
O CO2Et CO2Et (1) 稀 OH (2) H+, H3C H3C O
+
O EtO R
O
R'
二取代乙酸
扩展：制备环烷基乙酸
O EtO O OEt X (CH2)n X NaOEt (1) OH (2) H+, HO O (CH2)n
丙二酸二乙酯 : 二卤代烃＝1 : 1

应用2：制备二元羧酸
酮式水解
酸式水解
O
取代丙酮
取代乙酸 合成上可用于制备取代乙酸
酸式水解机理
O H3C R O OC2H5 浓 OH 水解 H3C R OH O H3C O O OH R O H3C + O R O O H3C O + O H R O O O O O
此过程类似于哪 个反应的机理？

思考题：以下几种类型化合物在用浓碱水解（酸式水解） 时分别生成何种类型产物？
+
H3C
?
O H3C
O OC2H5
BrCH2CO2Et NaOEt
(1) 稀 OH (2) H ,
+
?
七. 丙二酸二酯合成法
比较以下两合成
O H3C OEt 强碱 H2C O OEt
合成等价物
丙二酸二酯
乙酸酯
实验条件较苛 刻，产率不好.
OH R
(1) R X (2) H+
O
乙酸酯
O EtO O OEt O R X NaOEt EtO R O HO R O OH -CO2 O

普通酮、酯的烷基化反应
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 CБайду номын сангаасH C RO
反应不可逆
O
强碱
O C C
R'
X RO
C
R' C
酯
应予以考虑的问题： 反应的活性问题（一般酮和酯类化合物 a 氢的酸性不够强， 须强碱作用，反应条件较为苛刻） 。
O H3C R O H3C (CH2)n H3C O O OC2H5 R O OC2H5 H3C R O (CH2)n O O OC2H5 O OC2H5 H3C O O OC2H5

应用 1：制备取代丙酮（甲基酮）类化合物
O OC2H5 O OC2H5 R O H3C R
O H3C
R X NaOEt H3C
R'O
H
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
均有氢
合成上意义不大
O R' CH2 C OC2H5
强碱（化学计量） （使不可逆） R' HC
O C OC2H5
有氢 O R" C OC2H5 O R" C
O CH C R' OC2H5
O
O OC2H5 R O H3C CH2 R
取代丙酮 （甲基酮）
乙酰乙酸乙酯
(1) 稀OH (2) H ,
+
CO2
实验条件较温 和，产率较好.

酮式水解和酸式水解
O H3C R (1) 稀 OH (2) H+, O H3C CH2 R H3C (1) 浓 OH (2) H+, O + OH H2C R OH O OC2H5
O NaOEt H3C
环烷基甲基酮 乙酰乙酸乙酯 : 二卤代烃＝1 : 1

应用2：制备甲基二酮类化合物
O O OC2H5 + X (CH2)n X NaOEt H3C (CH2)n X O O OC2H5 H3C NaOEt H3C O O O OC2H5 (CH2)n OC2H5 O (1) 稀 OH (2) H ,
O R' C CHR H R' O C CHR R' O C CHR
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

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
O R'O RCH2 C
R C H R'O
O C OR' RCH2
O C
R C
O C OR'
稳定的烯醇负离子
b-羰基酯的分解机理（逆Claisen缩合机理）
R C H R'O O C OR' RCH2 O C R C O C OR'
O RCH2 C
OR' H
消除一个稳定 的烯醇负离子
O RCH2 C OR' + RCH O C OR' - R'O RCH2 O C OR'
其它常用碱
NaH, NaNH2, LDA, Ph3CNa, t-BuOK
（弱亲核性强碱）
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
2
NaOEt H3C O H3C I I O OEt H3C I O
O
O OEt
O OEt

思考题：写出下列反应的产物
O O OC2H5
2
2R X NaOEt
X (CH2)n X NaOEt
(1) 稀 OH (2) H ,
+
H3C
?
O
O 2R X OC2H5 NaOEt I2 NaOEt
2
(1) 稀 OH (2) H ,
O C C H B O C O C C O C R X O C C R O C
双活化位置，反应优先发生
其它活化基团如：－CN， －NO2, －Ar
双活化例子
O C C H C N N C C H C N Ar C H C N
例：
O H3C O H3C O OC2H5 O CH3 O CH3I K2CO3 H3C CH3 CH3(CH2)3Br NaOEt CH2Cl Cl OC2H5 NaOEt NC CH2 Cl CO2C2H5 O D3C CD3I / t-BuOK 烷基化 CO2C2H5 O H3C OC2H5 (CH2)3CH3 O OC2H5 CH3 O O O
第十五章 羰基化合物（1）
主 要 内 容
酯的缩合反应 酮的酰基化 酮或酯的酰基化反应在合成中的应用 β - 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 乙酰乙酸乙酯合成法在合成中的应用 丙二酸酯合成法在合成中的应用 羰基a位酯基的作用——活化、定位、引导断键
复习：烯醇负离子及其部分反应
CO2Et CO2Et NaOC2H5 ONa H+ CO2Et （>化学计量）
CO2Et O
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
1,3-二羰基类化合物

酮的酰基化机理
O H CH2 C CH3 O CH2 O OC2H5 － C2H5O CH3 H3C CH3COC2H5 O C CH2 O C CH3 C CH3 O H O H3C C CH2 CH2 C
优先
C2H5O
O C
OC2H5
O
O
酮与酯的- 氢酸性比较：
pKa
取代乙酸
OEt
丙二酸二乙酯
(1) OH (2) H ,
+
O OH R
实验条件较温 和，产率较好.

应用1： 制备取代乙酸
O O OEt O EtO R O OEt O R OH
R X NaOEt
(1) OH (2) H+,
EtO
单取代乙酸
R' X
NaOEt O (1) OH R OH R' OEt (2) H ,
CH2CCH3 H 20
>
CH2COC2H5 H ~24
三．b- 二羰基化合物的互变异构现象
O H3C C O CH2 C b-二酮 O H3C O OC2H5 b-羰基酯 O C2H5O C CH2 b-二酯 O C OC2H5 OH C2H5O C CH 很少 OH R C CH 7.5% O C OC2H5 CH3
互变异构
OH H3C C CH 76%
O C CH3
O C H O C C H
O C OC2H5
C CH2 C
分子内氢键
乙酰乙酸乙酯互变异构:
酮式 CH3 O 92% CH2 O OC2H5 烯醇式 CH3 CH O H O 8% OC2H5
同时存在烯和醇的证据：
i
与NaCN加成 与NaHSO3反应
C
O C C C CH
O C
共轭加成 (Michael加成)
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）
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）
反应的区位选择性问题（不对称酮有两种反应位置）。
酮或酯的自身缩合问题（醇醛缩合和Claisen缩合） 例1：
O 强碱 / 低温
ONa CH3I
O CH3
如：NaNH2, LDA, NaH, Ph3CNa等
第一步若不采用强碱和低温，酮将不能完全烯 醇负离子化，会发生醇醛缩合等副反应。

1, 3 - 二羰基化合物的烷基化反应
O NC
CO2C2H5 NaOC H 2 5 O 重排
六. 乙酰乙酸乙酯合成法
比较以下两合成
O 强碱 H3C
丙酮
合成等价物
乙酰乙酸乙酯
O O H3C CH2 R
丙酮
实验条件较苛 刻，产率不好.
RBr CH2
CH3
低温
H3C
O H3C
O OC2H5 O H3C R
RBr NaOEt O OH H3C
=>说明有 C=O
ii
与Na反应H2↑ Br2褪色 FeCl3颜色反应
=>有OH =>有C=C =>有C=C—OH
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）

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
产物单一
无氢
有合成意义
混合酯缩合举例：
O C CO2Et H2C CO2Et H2C CO2Et
+
CO2Et CO2Et
NaOEt
HC
CO2Et
H2C CO2Et
有氢
无氢
O
CH3(CH2)2CO2Et + N
CO2C2H5
NaH N
C
CHCO2Et CH2CH3
3. Dieckmann 缩合（分子内酯缩合）
CH3(CH2)3COCHCO2C2H5 CH2CH2CH3 O CH3CH2CHC CH3 CH3 C CO2C2H5 CH2CH3
2 CH3CH2CHCO2C2H5 CH3
Ph3C Na
Claisen 缩合机理
O RCH H R'O RCH2 C OR' RCH O C OR' O C OR' RCH2 RCH C OR' O C O OR'
b
原料易得 合成方便
O
CH
CH2CH2CH3
O CH3(CH2)3C CH2 +
C2H5O C OC2H5
CH2CH2CH3
例 2 （反合成分析）
a
原料不易得 有两处可反应
O O + C2H5O C OC2H5
a b
CO2C2H5 O
b
CO2C2H5 COOC2H5
原料易得 合成方便
五．酮和酯类化合物 位的烷基化反应
二．酮的酰基化
O CH3CCH3 + O CH3COC2H5 NaOC2H5 H3C O C CH2 O C CH3
2, 4 -戊二酮（乙酰丙酮）
O + O HCOC2H5 NaH O CHO
O +
O NaH H5C2OCOC2H5
O CO2C2H5
碳酸二乙酯
b-羰基酯类 （引入酯基）
酮
酯（酰基化试剂）
O
(1) 稀 OH (2) H+,
单取代丙酮
R' X NaOEt
O H3C
O (1) 稀 OH OC2H5 (2) H+, H3C
O R R'
R
R'
二取代丙酮
扩展：制备环烷基甲基酮
O H3C O OC2H5 O X (CH2)n X H3C NaOEt O OC2H5 (2) H+, (CH2)n (1) 稀 OH H3C n=2~5 (CH2)n OC2H5 (CH2)n X O O
a b
C
O C
+
H
C C R
R'
酯＋酮
+
C "RO R
b
b-二酮
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
例 1（反合成分析）
O CH3(CH2)3C
a b
O COC2H5
a
2 CH3(CH2)3CO2C2H5