12章 碳负离子的反应

（二）克脑文格(Knoevenagel) 反应
R C O + H2C R' (H)
Y X
B:
R C C R' (H)
Y X
X或Y= COR，
COOห้องสมุดไป่ตู้，
COOH， CN， NO2等
X和Y可相同也可不同。机理与Aldol缩合 类似。
Y H2C X
R C O + HC R' X Y
B:
Y HC X + HB
COOC2H5
(1) C2H5ONa (2) C2H5Br
狄克曼缩合
β-酮酸酯烷基化
O COOC2H5 (1) OH- /H2O + C2H5 (2) H /
O C2H5
二、丙二酸二乙酯 丙二酸二乙酯为无色有香味的液体，沸点 。 199 C，微溶于水。 制备：
ClCH2COONa NaCN CNCH2COONa C2H5OH H+/
HOOC OCH3 OCH3 曲尼司特
（三）达琴（森）反应
在强碱（醇钠、氨基钠等）作用下，醛、酮 与卤代酸酯反应,生成 -环氧酸酯的反应。
O R''(H) R C R'(H) + XCHCOOC2H5 C2H5ONa O RC CCOOC2H5 (H)R' R''(H)
t-BuOK ClCH COOC H + O 2 2 5
(CH3)2CHCH2CH C(COOC2H5)2
(1)NaOH/H2O (2) H
(CH3)2CHCH2CH C(COOH)2
(CH3)2CHCH2CH CHCOOH
抗变态反应药物曲尼司特合成中的中间体 3-(3,4-二甲氧苯基）丙烯酸就采用芳醛与丙二酸 反应。
CHO CH CHCOOH 丙二酸 OCH3 吡啶/哌啶 OCH3 OCH3 OCH3 CH CHCONH
O
1. 酮式-烯醇式互变异构
CH3C CH2C O CH2CH3
与羰基试剂如羟胺、苯肼反应生成肟、苯腙等，能与 HCN、NaHSO3等发生加成反应。—具有酮的结构。但能溶 于稀NaOH溶液中；不发生碘仿反应。 与金属Na作用放出氢气，使溴的CCl4褪色，与FeCl3作 用产生紫红色。—具有烯醇的结构。
OC2H5 O O
H+ H2O
(4)
CH3C CHCOC2H5 + C2H5OH
O 缩合产物
O CH3CCH2COC2H5
O
* C2H5ONa RCH CCHCOOR' (1) RCH2COOR' 2 + R'OH + H O (2) 3 R
-酮酸酯
只含一个氢的酯要用更强的碱。如：
(CH3)2CHCOOC2H5 + (C6H5)3C-Na+
R C R'
OH CH
RCHCHO R'
二. 酯缩合反应 P.391
酯分子中的-氢显弱酸性，在碱的作用下与另一 分子酯发生类似于Aldol缩合反应，生成-酮酸酯，这 称为酯缩合反应或Claisen(克莱森)缩合反应。
O
O
CH3C OC2H5 + H CH2C OC2H5
(1)C2H5ONa (2) H3O
O
O
H5C2OC CH2 COC2H5
COOC2H5 COOC2H5 RX C H ONa 2 5 CH CH2 COOC2H5 COOC2H5
COOC2H5 R CH COOC2H5
一烷基化
C2H5ONa COOC2H5 R C COOC2H5 R'X R' C R COOC2H5 COOC2H5
稀NaOH O O C2H5OH CH3C CH2 COC2H5
CH3C-CH2-COC2H5
O
O
+
O
CH3C-CH2-CONa H CH3CCH3 + CO2
40%NaOH 酸式分解
浓NaOH 2CH3COONa + C2H5OH H+ 2CH3COOH
3.亚甲基上的烷基化、酰基化 P.395
O O EtONa O O RX CH3CCHCOC2H5
苯甲酰丙酮
RCl、RCOCl、ClCH2COCH3、ClCH2COOC2H5均可作为卤代物。
烃基化的乙酰乙酸乙酯在浓碱中加热发生酸式分解，生 成取代乙酸。由于在酸式分解产物中也有部分酮式分解产 物（反应发生后，碱的浓度慢慢降低成为稀碱，发生酮式 分解），故常用丙二酸合成法制备取代乙酸，用乙酰乙酸 乙酯的酮式分解制备甲基酮。
O CH3CCH2CH2CH3 O CH3CC COOC2H5 CH2CH3
O CH3CCHCOOC2H5
一取代丙酮
(1) OH- /H2O (2) H+ / O CH3CCH COOC2H5 CH2CH3
CH3CH2Cl
C2H5ONa
OCH CH O 二取代丙酮 2 3 CH3CH2Cl (1) OH /H2O CH3CC COOC2H5 CH3CCHCH2CH3 + (2) H / CH2CH3 CH2CH3
OR C CH R'
Y HB
OH Y R C C X R' H
R
Y C C X
X
B: R'
CHO + CH3COCH2COOC2H5
OH CH CH COOC2H5 COCH3
Et2NH
。 0C
CH C COOC2H5 COCH3
含有酯基的缩合产物经水解、脱羧得,-不饱和 化合物。
COOC2H5 哌啶 (CH3)2CHCH2CHO + CH 2 COOC2H5
1.乙酰乙酸乙酯的特性及应用 烃基化反应——合成取代的丙酮（主） 或取代乙酸（较少） 2. 丙二酸二乙酯——合成取代乙酸
已学过的碳负离子有哪些？ O HC C , RC C ， CH2C H
R H2C R' C O C O R H2C R'O C O C O RO H2C R'O C O C O H2C R'O
CHO + (CH3CO)2O H C=C H COOH
CH3COOK
O
CHO + (CH3CO)2O
CH3COONa
170。 C / 7h
O
CH=CHCOOH
呋喃丙烯酸是治疗血吸 虫病药物呋喃丙胺的中 间体。
（二）克脑文格 （Knoevenagel）反应
在弱碱性催化剂作用下，醛或酮与具有活泼亚甲在 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。
CH3 C C C OC2H5 H
1,3-H迁移
O C CH3 CH2 O C OH
-
O C CH
O C OC2H5
H+ OH CH 3
-
O C
H C
O C OC2H5
OC2H5 H CH3
+
2.酮式分解和酸式分解（取代的也适用）
O
酮式分解
O
O
O
酸式分解
CH3C-CH2-COC2H5
酮式分解 5%NaOH
O CH3C CH2COOC2H5 NaH
O CH3C CHCOOC2H5 Na+
O C6H5COCl CH3CCHCOOC2H5 O C C6H5
O CH3CCHCOONa O C C6H5 H+ O CH3CCHCOOH O C C6H5 - CO2 O O CH3CCH2CC6H5
5% NaOH
O CH3CCH COOC2H5 浓NaOH CH3COONa + CH3CH2CH2COONa CH2CH3 H+ H+ CH3COOH CH3CH2CH2COOH
取代乙酸
酯缩合生成的β-酮酸酯经烃化水解和脱羧后，生成各 种结构的酮及环酮等，在合成上也有广泛的用途。
CH2CH2COOC2H5 (1) C2H5ONa CH2CH2COOC2H5 (2) H+ O
六、七个碳的二元酸酯——分子内酯缩合得五、六元 环的 -酮酸酯。
O CH2CH2COOC2H5 (1) C2H5ONa / PhH/ CH2CH2COOC2H5 (2) H3O+ COOC2H5 + C2H5OH
-二酮类化合物的合成 含有 -H的酮与无 -H的酯进行克莱森酯缩 合，主要产物为 -二酮。
第一节 缩合反应
一. 羟醛缩合型反应（复习）
O CH3CH2C + CH3CH2C H
O H
10%NaOH
OH CH3CH2CHCHC CH3
O H
?
（一） Perkin反应
在碱性催化剂作用下，芳香醛与酸酐反应生成–芳基,-不饱和羧酸的反应称为柏金反应。所用的碱性催化 剂通常是与酸酐相应的羧酸盐。 H COOH C=C CHO RCH2COOK R + (RCH2CO)2O
CH3CCH2COC2H5
O R
O R'X
O R' O CH3C C C OC2H5 R
CH3CCHCOC2H5 t BuOK
一烷基化
二烷基化
O
O
CH3CCH2COC2H5 RCOX
NaH
O
O
CH3CCHCOC2H5
O H O CH3C C C OC2H5 O C R
（二）.在合成上的应用 P.396
+
O
O
CH3C CH2COC2H5 + C2H5OH
O CH3COC2H5 + C2H5O
O CH3COC2H5 (2)
(1)
O CH2COC2H5 + C2H5OH
O CH2=COC2H5
O CH3C
O CH2COC2H5
O
(3)
O
* COC H CH3C CH 2 2 5
pKa=11 + C2H5O
O NaH CO2C2H5 + CH3CH2COC2H5 THF 反应活性低
H3O
+
O O C CHCOC2H5 CH3
Dickmann（分子内的酯缩合反应）关环：
合成5元、6元环结构的-酮酸酯。
O
O
H5C2OCCH2CH2CH2CH2CH2COC2H5 O C2H5ONa H3O+ CO2C2H5
乙酰乙酸乙酯分子中亚甲基上的H，在碱作用下产生碳负 离子，可与活泼RX发生SN反应，生成烃基化的乙酰乙酸乙 酯，然后酮式分解生成一取代或二取代丙酮。
O CH3CCH2 R' O CH3CCH R' R
宜采用伯卤烃，因叔卤烃在强碱条件下易消除，仲卤 烃也因伴随有消除而产率低，芳卤烃难反应。
O CH3CCH2COOC2H5 C2H5ONa
第十二章 碳负离子的反应P.387
本章掌握的主要内容 一、缩合反应 1.羟醛缩合型反应 （一）perkin（柏金）反应 （二）Knoevenagel(克脑文格尔）反应 （三）Darzen（达森）反应 二.酯缩合反应 1）乙酸乙酯的缩合反应（Claisen) 2）酯交叉缩合 3）Dieckmann(狄克曼)缩合 三. -二羰基化合物烷基化、酰基化及在合成上的应用
O CH2C CH3
NO2 H2C C O R'O C O
C N
-二酮 -酮酸酯 丙二酸二乙酯
氰乙酸酯，硝乙酸酯
碳负离子的反应通常是指含活泼 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 的亲核取代或亲核加成的反应。如羟醛缩合反应 即可看成是碳负离子对羰基亲核加成的结果。 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，因 此被广泛用于有机合成。
(CH3)2CCOOC2H5
+
三苯甲基钠
(C6H5)3CH
(CH3)2CCOOC2H5 + (CH3)2CHCOOC2H5 CH3 (CH3)2CHCOCCOOC2H5 CH3 55%
+
C2H5O
-
含有两种不同氢的酯进行缩合，理论上可能有 四种缩合产物，合成上意义不大。
交叉Claisen酯缩合 ：可得单一产物 其中一个酯无a-H，根据反应物活性选用不同的碱
O O COC2H5 + CH3C (1) C2H5ONa (2) H3O+
O C CH2
OH C CH
O C
O C
+ C2H5OH
第二节. -二羰基化合物的烷基化、酰基化及在合成 上的应用
一.乙酰乙酸乙酯 P.394
(一）特殊的化学反应
乙酰乙酸乙酯（ethyl acetoacetate）
O
又称-丁酮酸乙酯
O
O
OH
O
CH3 C CH2 COC2H5
酮式92.5%
CH3 C=CH COC2H5
烯醇式7.5%
烯醇含量高的原因：六元环的分子内氢键 + 烯醇与酯 基共轭体系 + 碳负离子与羰基和酯基共轭，使电子离域。
CH3 O H O O O C CH C OC2H5 H+ H O O CH3 C CH C OC2H5
二烷基化
(1) NaOH/H2O (2) H
+
R' C R
H COOH
二取代 乙酸
丙二酸二乙酯在合成上的应用
CH2 COOC2H5 COOC2H5
丙二酸二乙酯中α-H呈酸性，碱性条件下， 可和RX发生SN反应，生成烃基化丙二酸二乙 酯，经水解和脱羧后生成羧酸，称为丙二酸 酯合成法，该法是制备羧酸的最有价值的方 法之一。
O CHCOOC2H5 83%~85%
Darzen反应除用于合成 ,环氧酸酯外，另一重要用 途是可以用来制备醛或酮。 即,环氧酸酯经水解、酸化得到游离酸，后加热 脱羧生成醛或酮。
R O C R' R O O
CHCOOC2H5 (1) OH / H2O C CHC O H + (2) H R'