β二羰基化合物2学时Word文件下载.docx

1、教学目的要求：1掌握酯的水解和克莱森（Claisen）酯缩合历程。2掌握乙酰乙酸乙酯和丙二酸二酯在合成上的应用。3. 理解互变异构。4理解合成路线设计的基本知识。5了解麦克尔加成的涵义和应用。教学方法和教学手段：本课程以课堂讲授为主，结合必要的课堂讨论。教学手段以板书和多媒体相结合。讨论、思考题、作业：教材：1; 3; 8; 9; 10; 思考11参考资料：1邢其毅等，基础有机化学.高等教育出版社，19932胡宏纹主编有机化学高等教育出版社19903王积涛等有机化学 南开大学出版社 19934（美）莫里森、博伊德编有机化学（第二版），复旦大学化学系有机化学教研室译，科学出版社，1993年。第十

2、四章 -二羰基化合物 14.1 -二羰基化合物的酸性和烯醇负离子的稳定性分子中含有两个羰基官能团的化合物，统称为二羰基化合物；其中两个羰基为一个亚甲基相间隔的化合物，叫做-二羰基化合物。 14.1.1 -二羰基化合物的酸性由于-二羰基化合物中的亚甲基同时受到两个羰基的影响，使这个碳上的氢原子显得特别活跃，具有较强的酸性。该类化合物的pka在913之间，远比醇和水的酸性强。因而，-二羰基化合物具有自己独特的反应。 14.1.2 烯醇负离子的稳定性 乙酰乙酸乙酯：又叫-丁酮酸乙酯，简称三乙，是酮式和烯醇式互变异构的一个最著名的例子。 （1）性质：在室温下为无色液体，无色有水果香味的液体；沸点180

3、.4CO；微溶于水，易溶于乙醚、乙醇等有机溶剂。以酮式和烯醇式两种结构以动态平衡而同时存在的互变异构体。 1互变异构现象 （1）生成的烯醇式稳定的原因1形成共轭体系，降低了体系的内能。2烯醇结构可形成分子内氢键（形成较稳定的六元环体系）（2）烯醇负离子：在碱的作用下生成烯醇负离子，以2，4戊二酮为例 14.2 -二羰基化合物碳负离子的反应由共振结构式可知，碳负离子都具有带负电荷的碳原子或氧原子，都具有亲核性能，但反应主要发生在亲核的碳原子上。亚甲基活泼氢的性质：1酸性乙酰乙酸乙酯的-C原子上由于受到两个吸电子基（羰基和酯基）的作用，-H很活泼，具有一定的酸性，易与金属钠、乙醇钠作用形成钠盐。2

4、钠盐的烷基化和酰基化乙酰乙酸乙酯的钠盐与卤代烃、酰卤反应，生成烃基和酰基取代的乙酰乙酸乙酯。 （a）烷基化：注： R最好用1，2产量低，不能用3和乙烯式卤代烃。 二次引入时，第二次引入的R要比R活泼。3 RX也可是卤代酸酯和卤代酮。（b） 酰基化：3酮式分解和酸式分解（a）酮式分解 乙酰乙酸乙酯及其取代衍生物与稀碱作用，水解生成-羰基酸，受热后脱羧生成甲基酮。故称为酮式分解。例如：（b） 酸式分解 乙酰乙酸乙酯及其取代衍生物在浓碱作用下，主要发生乙酰基的断裂，生成乙酸或取代乙酸，故称为酸式分解。 14.3 丙二酸二乙酯丙二酸二乙酯CH2（COOC2H5）2为无色液体，有芳香气味，沸点199.3

5、，不溶于水，易溶于乙醇、乙醚等有机溶剂。 （1）制法：可以从氯乙酸的钠盐来制备丙二酸二乙酯。（2）性质1酸性和烃基化：活泼亚甲基能与醇钠反应生成钠盐，产生的碳负离子（强亲核试剂）与卤代烃反应，产生一烃基取代的丙二酸酯。2水解脱羧丙二酸二乙酯及其取代衍生物水解生成丙二酸，丙二酸不稳定，易脱羧成为羧酸。3 丙二酸二乙酯在有机合成的应用丙二酸二乙酯的上述性质在有机合成上用途很广，用于合成各种类型的羧酸（一取代乙酸，二取代乙酸，环烷基甲酸，二元羧酸等）。例如，用丙二酸酯合成法合成下列化合物，其结构分析如下：具有活泼亚甲基的化合物容易在碱性条件下形成稳定的碳负离子，所以它们还可以和羰基发生一系列亲核加成

6、，例如，柯诺瓦诺格（Knoevenagel）反应，迈克尔（Michael）反应。 14.4酯缩合反应：1 克莱森（Claisen）缩合反应 乙酰乙酸乙酯的合成这类反应称为Claisen缩合反应 历程：乙酸乙酯的酸性是很弱的（Pka24）,而乙醇钠又是一个比较弱的碱（乙醇Pka15.9）。因此，可以想到乙酸乙酯形成的负离子在平衡体系中是很少的。这也就是说,用乙氧负离子把乙酸乙酯变为 -CH2COOC2H5是很困难的。但是在实际上为什么这个反应会进行的如此完全呢?其原因就是最后产物乙酰乙酸乙酯是一个比较强的酸（Pka11）,形成很稳定的负离子,可以使平衡朝产物方向移动。体系中乙酸乙酯负离子浓度虽然

7、很低,但一形成后,就不断的反应,结果使反应完成。当酯的碳上只有一个氢时,由于增加了烃基的诱导效应,酸性减弱了,进行酯缩合反应时,需要使用比醇钠更强的碱（如ph3CNa,NaH）,夺取酯的氢,形成较稳定的负碳离子,才能迫使反应朝右方进行。 交叉Claisen缩合如两个酯只有一个酯有H,相互缩合就能得到一个单纯产物。 酮与酯缩合 酮的-H比酯的-H活泼： Dieckmann缩合反应 酯缩合反应也可在分子内进行，形成环酯，这种环化酯缩合反应又称为Dieckmann反应。（己二酸酯和庚二酸酯在醇钠作用下进行自身的酯缩合反应） 注意！酯缩合常用的碱性催化剂是醇钠RONa，不是醇加钠。醇加钠是一组还原剂，

8、它要将酯还原成醇。它是合成五元环、六元碳环的一个方法。（并不是所有的二元酸酯都能发生环缩合，一般局限于生成稳定的五、六碳环。所以，只是有氢的己二酸酯和庚二酸酯才能起Dieckmann缩合）如： 14.5乙酰乙酸乙酯在有机合成上的应用由于乙酰乙酸乙酯的上述性质，我们可以通过亚甲基上的取代，引入各种不同的基团后，再经酮式分解或酸式分解，就可以得到不同结构的酮或酸。见P354。同理，二取代乙酰乙酸乙酯进行酮式分解将得到二取代丙酮；进行酸式分解将得到二取代乙酸。例1：合成例2：合成 例3： 说明：乙酰乙酸乙酯合成法主要用其酮式分解制取酮，酸式分解制酸很少，制酸一般用丙二酸二乙酯合成法。 14.6 不饱

9、和羰基化合物 不饱和羰基化合物是指分子中即含有羰基，又含有不饱和烃基的化合物，根据不饱和键和羰基的相对位置可分为三类。（1） 烯酮（RCH=C=O）（2） ,-不饱和醛酮（RCH=CH-CHO）（3） 孤立不饱和醛酮 （RCH=CH（CH2）nCHO） n1孤立不饱和醛酮兼有烯和羰基的性质，,-不饱和醛酮、烯酮有其特性及用途，下面我们主要讨论这两类化合物。 14.6.1乙烯酮 最简单且最重要的烯酮是乙烯酮。 14.6.2,-不饱和醛酮,-不饱和醛酮的结构特点是碳碳双键与羰基共轭，故,-不饱和醛酮兼有烯烃、醛、酮和共轭二烯烃的性质，若与亲电试剂加成，则应加到碳碳双键上，若与亲核试剂加成则应加到羰基上，但其特性反应是共轭加成。1共轭加成（1，2-加成或1，4-加成）反应为1，2-加成还是1，4-加成决定于三个方面：（1）亲核试剂的强弱 弱的亲核试剂主要进行1，4-加成，强的主要进行1，2-加成。（2）反应温度 低温进行1，2-加成，高温进行1，4加成。（3）立体效应 羰基所连的基团大或试剂体积较大时，有利于1，4加成。1 麦克尔（Michael）反应,-不饱和醛酮、羧酸、酯、硝基化合物等与有活泼亚甲基化合物的共轭加成反应称为麦克尔（Michael）反应，其通式是：麦克尔（Michael）反应在有机合成上有其应用价值