§2-7 1,3-,1,5-二羰基化合物的拆开

t-BuOK
问题： 两步反应中分别采用 了不同的碱，若两种碱相 互交换会有什么问题？
4. 酯与酰氯或酸酐的缩合
O 强碱 RCH2CO2C2H5
化学计量
R' C O R' C
Cl O
或 R'
O C
O CH C OC2H5 R
O C R'
反应分两步进行
产物有何特点？
机理
O R CH H B －L R' O C CH R O C OC2H5 R' C O C OC2H5 RCH C OC2H5 L O R' O C L CH R O C OC2H5
§2-7 1,3-二羰基化合物的拆开 1,5-二羰基化合物的拆开
1,3-二羰基化合物的拆开
结构通式
O C C
O C
一、 1,3-二羰基化合物的合成
1、克莱森酯缩合反应
1,3-二羰基化合物的制备，通常是用克莱森缩合反应。 克莱森缩合反应（Claisen缩合反应）是指两分子羧酸酯在 强碱（如乙醇钠）催化下，失去一分子醇而缩合为一分子 β-羰基羧酸酯的反应。
烯醇式 OH CH 2=C-CH 3 OH O CH 3 H O OC2H5 OH O
烯醇式含量 2.4x10-4 2.0x10-2
7.5
O O CH 3-C-CH2-C-CH3 O O C6H5-C-CH2-C-CH3
CH 3-C=CH-C-CH 3 OH O C6H5-C=CH-C-CH 3
80 99
3、酮式分解和酸式分解
（1）、酮式分解
O O O NaOH 稀 CH 3 C CH 2 C OC2H5 CH 3 C CH 3 O O O CH 3 C CH C OC2H5 稀 OH CH 3 C CH 2R R O O O O OH CH 3 C CH C OC2H5 稀 CH 3 C CH 2 C R COR C2H5OH + CO 2 C2H5OH + CO 2
【例1】 合成5,5-二甲基-1,3-环己二酮
R O OEt COOEt －OEt
R

例：Dieckmann 缩合的可逆性在合成上的应用
CO2C2H5 CO2C2H5 O CD3
双活化位
O
直接反应得不 到目标产物
合成
CO2C2H5 CD3I / t-BuOK O 烷基化 D3C CO2C2H5 O CO2C2H5 NaOC2H5 重排 O CD3 CO2C2H5 O K CD3I
CH2CO2Et
O O CH3CCH2COEt
+
-
OEt
O O CH3CCH2COEt
+ -OEt
O O CH3CCHCOEt + HOEt
HAc O O CH3CCH2COEt
O 2 CH3CH2C-OC2H5 C2H5ONa
O
O
CH3CH2C-CH-COOC 2H5 + C2H5OH CH3
其它常用碱 NaH, NaNH2, LDA, Ph3CNa, t-BuOK （弱亲核性强碱）
a
CO2C2H5 CH b CO2C2H5
【例22 】
H3C
a
CO2C2H5 CH CO2C2H5 CH3Br + H 2C
CO2C2H5 CO2C2H5
H3C
CO2C2H5 H3C CH b CO2C2H5 CH3CH2CO2C2H5 +
CO2C2H5 CO2C2H5
三、 1,3-二羰基化合物的合成举例
共轭加成
C C C O +H C
C C
C C
OH
C C
CH
C
O
加成物
反 应 特 点
反应物: 有活性亚甲基化合物 α、β-不饱和醛酮、酯、腈等 催化剂: 强碱 产 过 物: 1,5—二羰基化合物 程：1,4-加成（表面上若3.4-加成）

Michael 加成举例
Michael acceptors
O CH3 + t-BuOK OCH3 O CH3 CO2CH3
二、 1,3-二羰基化合物的拆开
根据该缩合反应的特点，可以做如下切断。
O C C O C O C OR O C C H
【例20 】 H3C C
H2
CO
H C CO2C2H5 CH3
CH3
2 CH3CH2CO2C2H5
CH3
【例21 】
O CO2C2H5
CO2C2H5 CO2C2H5
不同酯间的缩合产物同样能够用切断法对分子简化。例如
2、亚甲基活泼氢的性质 （1）、酸性
CH 3 O O C CH 2 C OC2H5 C2H5ONa O O C CH C OC2H5
CH 3
Na
pKa =11
（2）、钠盐的烷基化和酰基化
O O CH3 C CH C OC2H5 Na RX -NaX O O CH 3 C CH C OC2H5 R
OH O CH 3-C=CH-Cቤተ መጻሕፍቲ ባይዱOC 2H5 烯醇式 (7%)
O O CH3CCH2COEt
OH O CH3CH=CHCOEt
p-π、 π- π共轭
OH
O
H O CH 3 C CH O C OC 2H5
CH 3-C=CH-C-OC 2H5
酮式 O CH 3-C-CH3 O O CH 3-C-CH2COOC 2H5
2 2 5
C6H5CHCO2C2H5 + CO CO2C2H5 80%~85%
切断b法
CO2C2H5 Ph CH CO2C2H5 PhCH2CO2C2H5 + C2H5O O C OC2H5
合成
O PhCH2CO2C2H5 + C2H5O C OC2H5
C2H5ONa
CO2C2H5 Ph CH CO2C2H5 86% + C2H5OH
2、交叉酯缩合
O H C OC2H5 + CH3CH2COOC 2H5 C2H5ONa O H C CHCOOC 2H5 CH3
O C6H5 C CHCOOC 2H5 C OC2H5 O
C6H5CH 2COOC 2H5 +
O C OC 2H5 C OC 2H5 O
C2H5ONa
3、Dieckmann 缩合（分子内酯缩合）
C2H5O2C
O O
【例24】
C2H5O2C
4,5-二氧代环戊烷--1,3-二羧酸二乙酯
C2H5O2C
O O
CO2C2H5 + CO2C2H5 CO2C2H5
C2H5O2C
CO2C2H5
O
【例25 】
HO2C O CO2H 最初从草本植物白屈菜中分离出来的白屈菜酸
切断
O O
HO2C
O
CO2H
HO2C HO OH CO2H O O OH + HO2C OH
O
【例26 】
O 3-甲基色酮
Me
切断
O Me O OH O Me OH OH O O Me H OH O Me + HCO2Et
合成
O Me Na + HCO2Et OH O Me ONa ONa
H
O Me + H2O O
1,5-二羰基化合物的拆开
结构通式
O C C C C
O C
一、1,5-二羰基化合物的合成
CH3COCH3 + HO2C
合成：丙酮不能与草酸缩合，但草酸二乙酯却能与丙酮发生 Claisen反应,反应如下
O H3C CH3 + C H O C 2 5 2 O
H 2O HCl
OC2H5 O + O
OC2H5 CO2C2H5 O
C2H5ONa
C2H5O2C
O O CO2C2H5
HO2C
O CO2H 76%~79%
C2H5OH + CO 2
（2）、酸式分解
O O 浓 NaOH CH 3 C CH 2 C OC2H5 2 CH 3COOH + C2H5OH O O 浓 OH CH3COOH + RCH2COOH + C2H5OH CH 3 C CH C OC2H5 R O O 浓 OH CH COOH + RCOCH COOH + C H OH 2 5 2 CH 3 C CH C OC2H5 3 COR
CO2C2H5
叁键
双键
二、1,5-二羰基化合物的拆开
拆开
O C C C C O C C H O C O C C C
例如：
Ph
Ph
1 2 3 4 5 b
O
a
d
i sa
d is b
Ph Ph
O +
CHO Ph Ph
O
CHO
CH3CHO +
O
O Ph Ph + CHO
EtO
Ph
1
2 3
Ph
4
CHO
5
三、1,5-二羰基化合物的合成
CO2C2H5
【例23 】
Ph
CH a,b CO2C2H5
CO2C2H5
切断a法 Ph
CH CO2C2H5
PhCH2CO2C2H5 +
CO2C2H5 CO2C2H5
合成
C6H5CH2CO2C2H5 +
CO2C2H5 C2H5ONa C6H5CHCO2C2H5 + C2H5OH CO2C2H5 COCO C H
C2H5O2C
CH3 O CO2C2H5
其它可能产物难 生成，为什么？
分析
R
R CO2Et O CO2Et CO2Et
R O
逆Dieckmann 缩合
Dieckmann 缩合
COOEt
机理
O R CO2Et O R COEt O OEt OEt EtO R O EtOOC H OEt O COOEt C H R O OEt O EtO R H O C OEt O
问题：用酯代替酰氯
或酸酐好不好？

一些 典型的C—H的酸性比较
化合物
H CH2CH3 H CH2CH CH2 H CH2 H CH2C N O H CH2 SCH3 O
pKa
~50 35 34
化合物
O H CH2 COC2H5 O H CH2 CCH3 O H CH2 C O H CH2N O
pKa
Michael donors
O
C2H5O2C CH2 C2H5O2C +
CO2C2H5 Ph
NaOEt
C2H5O2C C2H5O2C
CO2C2H5 Ph
CN PhCH2 CH + CONH2
CN CN NH3(l) PhCH2 C CH2CH2CN CONH2
Michael donors
O CH3CCH2CO2C2H5 +

对称二羧酸酯的 Dieckmann 缩合
CO2Et CO2Et NaOC2H5 ONa H+ O CO2Et （>化学计量） CO2Et
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
麦克尔（Michacl,1853年） 缩合，也称Michael反应，是合 成1,5-二羰基化合物的重要反应。含活泼亚甲基化合物，如 CH2(COOC2H5)2、C6H5CH2CN、R–CH2NO2等，在强碱 （如NaOH、C2H5ONa）作用下与α、β-不饱和醛酮发生1,4加成反应——称为麦克尔反应。可用通式表示如下
~24 20
16
~25 29
10.2
1、互变异构
白（ ） 白（ ） 黄（ ） NaHSO 3 NH 2OH O O CH 3-C-CH2-C-OC2H5 Na Br2/CCl4 FeCl3 室温 H2 有活性氢
溴褪色（具双键） 蓝紫色（具烯醇结构）
2,4-= 硝基苯肼
O O CH 3-C-CH2-C-OC2H5 酮式 (93%)
Michael acceptors
R4N OH H3CO2C
H3COC CH C2H5O2C H3CO2C H3CO H3CO H3CO O CN
H3CO + H3CO H3CO O H3CC C2H5O2C O
CN
t-BuOK
O CH2 + CO2C2H5 NaOEt H3CC CH C2H5O2C
O R' O CH 3 C C C OC2H5 R
O O O O C2H5ONa R'X CH 3 C CH C OC2H5 CH 3 C C C OC2H5 Na -NaX R R
O O CH 3 C CH C OC2H5 Na
RCOX -NaX
O O CH 3 C CH C OC2H5 COR
A、R最好用1O，2O产量低，不能用3O和乙烯式卤代烃； B、 二次引入时，第二次引入的R′要比R活泼； C、RX也可是卤代酸酯或卤代酮。
碱为催化量时反应可逆

不对称二羧酸酯的 Dieckmann 缩合
R NaOC2H5 R CO2Et CO2Et NaOC2H5
反应可逆
R O
过量的碱
O CO2Et
CO2Et NaOC2H5 R CO2Et O
主要产物
两产物在碱作用下可 相互转变，请写出该 转变的机理（下页）
CO2C2H5 CO2C2H5 C2H5O2C CH3 NaH H+
例如：
O O CH 3COC 2H5 + CH 3COC 2H5 C2H5ONa O CH 3-C-CH2-C-OC2H5 + C2H5OH 乙酰乙酸乙酯 O
历程
CH3CO2Et
O CH3COEt +
OCH3-C-OEt CH2CO2Et
-
NaOEt
-
CH2CO2Et
OCH3-C-OEt CH2CO2Et