精细有机合成单元反应_10缩合反应资料

H2/Ni
O CH3 CH2 CH C H
CH3 CH2
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10.2 醛醇缩合反应
• 3．芳醛与脂醛的交叉缩合 • 芳醛本身没有α-氢，不能生成碳负离子，它不能自身缩合，但可与含α-氢的
脂醛发生交叉缩合，如苯甲醛与乙醛作用可生成肉桂醛——一种合成香料：
OH CHO + CH3CHO
CH CH CHO + H2O
强的吸电子基时，这个亚甲 基或甲基上的氢一般都表现 出一定的酸性，pKa越小， 表明酸性越强。
化合物类型 CH3 Y
CH3 NO2
O CH3 C H
O CH3 C C6H5
O CH3 C CH3
O CH3 C OC2H5
CH3 C N
O CH3 C NH2
pKa 10 17 19 20 约24 约25 约25
OH
O
CH3 CH CH2 C H
3-羟基丁醛
加热；或酸催化 消除脱水
O CH3 CH CH C H + H2O
• 10.2.3 醛醛缩合
• 1．同种醛分子的自身缩合
O 2 CH3 C H + OH
O CH3 CH CH C H
O
CH3 CH2 O
CH3 CH2 CH2 C H +
CH2 C H
20%NaOH催化 80~130。C
H2/Ni
OH CH3 CH2 CH2 CH2 CH2CH3
CH3 CH2
O CH3 CH2 CH2 C H
OH CH3 CH2 CH2 CH2
O CH3 CH2 CH2 CH C C H
CH3 CH2
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10.2 醛醇缩合反应
• 2．不同种醛分子间的交叉缩合 • 不同种醛分子间在碱催化下的交叉缩合，一般是α-碳原子上含活性氢
吸电子基对α-甲基上氢的酸性活化顺序为：
NO2 ＞
O C R＞
O C OR ＞
C N＞
O C NH2
• 在亚甲基上连有两个吸电基时，亚甲基上的氢原子的酸性明显增
加。
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10.2 醛醇缩合反应
• 含有活泼氢的醛或酮在碱或酸的催化下生成β-羟基酮的反应称为Aldol缩合反
应，即醛醇缩合反应，包括醛-醛缩合、酮-酮缩合、醛-酮交叉缩合三大类。
化合物类型 X CH2 Y
O
N C CH2 C OC2H5
O
O
CH3 C CH2 C CH3
O
O
CH3 C CH2 C OC2H5
N C CH2 C N
O
O
C2H5O C CH2 C OC2H5
pKa 9 9
10. 7 11 13
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10.1 概 述
• 各种吸电子基的吸电子能力越强，则α-甲基上氢的酸性越强。
催化下，可以发生歧化反应，生成等摩尔的羧酸和醇。其反应历程是 一分子醛作为氢供给体，被氧化成羧酸，另一分子醛则作为氢受体， 被还原成醇，如甲醛与甲醛分子间：
O R C H + OH
亲核加成
OH RCH
O
OH
δO
R C H + R C H 氢转移,亲核加成
O
δ+
OH
H
R C +R C H
O
O
ONa H
较少(即取代基较多)的醛生成碳负离子，然后与α-碳原子上含氢较多
的醛的羰基碳原子发生亲核加成反应。如丁醛和乙醛通过交叉缩合、 消除脱水、加氢还原主要得到2-乙基丁醛：
O
O
CH3 C H +
CH2 C H
CH3 CH2
OH
O
CH3 CH CH C H
CH3 CH2
消除脱水
O CH3 CH C C H
CH3 CH2
δ+
亲核加成 (慢)
O CH3 CH
O CH2 C H
O
O
CH3 CH CH2 C H + H2O
加质子
OH
O
CH3 CH CH2 C H + OH
3-羟基丁醛
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10.2 醛醇缩合反应
• 如果醛分子中含有两个以上活泼α-氢，而且缩合反应温度较高，催化剂的碱
性较强，则β-羟基醛可以进一步发生消除反应，脱去一分子水而生成不饱和 醛，如：
碱催化
CH3 O HOCH2 C C H
CH3
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10.2 醛醇缩合反应
• 利用甲醛向醛（酮）分子中羰基α-碳原子上引入一个或多个羟甲基的
反应叫作羟甲基化。利用这个反应可制备多羟基化合物。如
O
O
H C H + CH3 C H 碱催化
HO CH2 O HO CH2 C C H
HO CH2
HO CH2 O
• 4．甲醛与其他醛的交叉缩合 • 甲醛分子中没有α-氢，易与其他含活泼α-氢的脂醛反应生成β-羟甲基醛。
如甲醛与异丁醛缩合，生成2,2-二甲基-3-羟基丙醛，将后者进行加氢还原得 2,2-二甲基1,3-丙二醇（新戊二醇），收率为98.0%（以甲醛计）：
O
CH3 O
H C H + CH C H
CH3
R C +R C H
O
OH
• Cannizzaro反应也可发生在两个不同的没有α-氢的醛分子间，当其中之
一为甲醛时，总是甲醛被氧化，而另一醛被还原成醇。
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710..22 醛醛醇醇缩缩合合反反应应
• 10.2.4 酮酮缩合 • 1．对称酮的自身缩合 • 含α-氢的对称酮自身缩合的产物比较单一，只生成一种β-羟基酮。如：
第十章 缩合反应
10.1 概 述 10.2 醛醇缩合反应 10.3 羧酸及其衍生物的缩合
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10.1 概 述
• 定义：凡是两个分子互相作
用失去一个小分子，生成一 个较大分子的反应，以及两 个分子通过加成作用生成一 个较大分子的反应都称为缩 合反应。
• 10.1.1 脂链上亚甲基和甲
基上的氢的酸性
• 脂链中亚甲基和甲基上有较
O
(Cannizzaro反应)
HO CH2
HO CH2 C C H + H C H + NaOH
HO CH2 C CH2 OH + HCOONa
HO CH2
HO CH2
季戊四醇
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710..22 醛醛醇醇缩缩合合反反应应
• 5．醛的歧化 (Cannizzaro反应) • 无α-氢的醛，如甲醛、2,2-二甲基丙醛、苯甲醛和呋喃醛等，在碱的
O
O
CH3 C + CH3 C CH3 CH3
碱催化
OH
O
CH3 C CH2 C CH3 CH3
• 工业上所用催化剂是固体NaOH，Ca(OH)2或阴离子交换树脂。为避免
进一步交叉缩合，或消除脱水等副反应，缩合温度一般为-10~20℃。
• 10.2.1催化剂 • 一般采用碱催化剂。最常用的碱催化剂是NaOH水溶液，有时也用KOH、K2CO3、
Ba(OH)2、Ca(OH)2以及醇钠和醇铝等。
• 10.2.2反应历程 • 以乙醛为例：
O CH3 C H + OH
脱质子 (快)
O CH2 C H + H2O
碳负离子
δ-
O
O
CH3 C H + CH2 C H