第八章 碳 — 杂重键的亲核加成
包括 C=O,C=N,C≡N的碳 — 杂重键化合物是极为重要的一大类有机化合物，亲核加成是碳 — 杂重键的主要反应，也是重要的有机反应，其中尤以 C=O键的亲核加成最为重要。
亲核试剂主要有,(1) 亲核中心为 N,O,S,X等的杂原子亲核试剂； (2) 负碳亲核试剂； (3) H- 亲核试剂。
§ 8.1 醛、酮的亲核加成反应
C
O
+ N u - C
O -
N u
H +
C
O H
N u
反应历程：
[碱的催化作用 ]
碱可以使较弱的亲核试剂 H―Nu 转化为亲核性较强的亲核试剂 Nu-
,从而加速反应的进行 。
[酸的催化作用 ]
使羰基质子化，质子化的羰基碳有更大的正电性、更容易接受亲核试剂的进攻。
醛、酮的反应活性表 8-1 醛、酮与 KHSO3的反应产率
CH3COCH2CH2
CH3
羰基化合物 一小时后反应 产率 % 羰基化合物 一小时后反应 产率 %
HCHO 70— 90 CH3COCH(CH3)2 3
RCHO 70— 90 CH3CH2COCH2CH
3
2
CH3COCH3 22 C6H5COCH3 1
12 =O 35
空间效应
是影响醛、酮活性的主要因素。醛、酮羰基碳原子所连的基团空间位阻或空间张力愈大，则羰基的反应活性愈小。这一方面是由于大的位阻会阻碍亲核试剂的进攻；另一方面醛、酮羰基碳原子为 sp2杂化，键角为 1200，而加成产物原羰基碳原子变成了 sp3杂化，
键角接近 109028’，基团体积大，加成后必然张力增加也大，使亲核加成难以发生。
电子效应
CH3—,R—,C6H5— 等基团具有 +I、
+C效应,使羰基碳原子正电荷减少,降低其反应活性 。 醛类中甲醛的活性最大 。
-I或 -C效应的基团使羰基碳原子的正电荷增加,反应活性增强,生成的水合物稳定性也增加 。 如三氯乙醛和六氟丙酮能和水形成稳定的水合物,能以晶体的形式离析 。
三、醛、酮亲核加成反应的立体化学
C O
Example 1
羰基平面 两边的空间条件不同时，亲核试剂主要从空间位阻小的一边进攻。
o
几率大小
Example 2
开链型醛和酮中若羰基与一个不对称碳原子相连，当羰基发生加成反应形成第二个不对称碳原子时，所生成的两个非对映体产率不相同 ----Cram规则
Cram规则一：如果醛或酮的 α-碳原子上连有三个大小不同的基团（ L,M,S分别代表大、中、小三个基团）时，其优势构象为羰基键处在两个较小基团之间的构象，试剂优先从空间阻碍较小的一边进攻羰基。
M S
L R
O
N u
-
主要产物次要产物
Cram规则二：当醛或酮的 α-碳原子上连有羟基或氨基等可以和羰基氧原子形成氢键的基团时，试剂将从含氢键环的空间阻碍较小的一边对羰基进行加成。
H
N C H 3
H
C H 3C
6 H 5
O
H 2
C H 3
N C H 3
H
H
C 6 H 5
O HH
Cornforth规则：如果在羰基的 α-碳原子上结合着一个卤原子,由于卤原子和羰基氧原子的电负性都很大，两者互相排斥，这时羰基化合物的优势构象是卤原子与羰基处于对位交叉位。反应时，试剂也是从空间位阻较小的一边进攻羰基。
O
C H 3
C H 3 H
C l
1 ) n C 4 H 9 M g B r
2 ) H 2 O
-
C l
HC H 3
C H 3
C 4 H 9 n
H O
-
取代基环己酮类的亲核加成反应,Dauben提出不是受立体接近控制就是受产物进展控制。
t B u
O
H
H
-
B H ( C H C H 2 C H 3 ) 3
C H 3
N a B H 4
L i
-t B u
H
H
O H
H
-t B u
H
H
H
O H
9 3 %
8 0 %
四、醛酮的亲核加成反应举例
1.与水加成,
表 8-2 羰基化合物的水合平衡常数（ 250C）
羰基化合物 K 羰基化合物 K
HCHO 2.3× 103 CH3COCH3 1.4× 10-3
CH3CHO 1.06 ClCH2COCH3 0.11
CH3CH2CHO 0.85 CF3COCH3 35
(CH3)3CCHO 0.23 C6H5COCF3 78
CCl3CHO 2.9× 104 CF3COCF3 1.2× 106
酸和碱都能催化水合反应，碱催化作用是生成更活泼的亲核试剂 OH—,酸催化作用则可使羰基氧质子化，增加羰基碳原子的正电性。
O H
+
2,与醇的加成：
醛、酮在酸催化下和醇加成形成缩醛、缩酮。缩醛和缩酮能被酸水解为醛和酮。
O
H
+
C
O R
O H 2
C
O R
O H +
H 2 O-
C
O R
+
R O H
C
O R
O RH
+
C
O R
O R
缩醛或缩酮半缩醛或缩酮总结：
醛,酮与一分子醇加成得到半缩醛或半缩酮,这是一个可逆反应,可以不用酸催化 。 后者经质子化,脱水,
再与第二个分子醇加成脱质子,这一步反应只能在酸催化下,使四面体中间体上的羟基质子化而脱水得到缩醛或缩酮 。 缩醛或缩酮用酸处理则水解为原来的醛或酮 。 碱对此反应无影响,而缩醛或缩酮对碱也很稳定,故此反应在合成上常用生成乙二醇的环缩醛或环缩酮来保护羰基 。 空间效应使酮的反应较困难,采用适当的方法和操作也可得到高产率的缩酮 。
,3,碳亲核试剂的加成 — 消除反应
（ 1） 醇醛缩合反应碱催化历程,C
H
H
C
O
B
-
C
H
C O
-
C
H
H
C
O
C C
O
-
C
H
C
OH
H
H B
C C
O H
C
H
C
OH
H
H 2 O-
C
H
H
C C C
O
酸 催化历程：
首先质子加到醛或酮羰基的氧原子上，形成正离子，
然后由正离子与另一分子醛或酮的烯醇的 α碳原子结合，
再失去质子即生成 β-羟基羰基化合物。
R C H 2 C H O O H R C H 2 C H O H
R C H C H O
H 2 O_ R C H
2 C H =C C H O
R
-
酸或碱催化的醇醛缩合加成阶段是可逆的,脱水打破平衡有利于醇醛缩合,由于得到的 α,β-不饱和羰基化合物比较稳定,所以反应一般可以进行彻底 。 而酮特别是脂肪酮的缩合,产率通常较低,
采用合适的脱水条件如氢氧化钡 — 索氏提取器法,固体酸碱催化也可以得到较高产率 。
当两种不同的醛或酮进行醇醛缩合时，原则上可生成四种不同产物而无合成价值。若其中一个醛无 α-氢，虽可生成两种产物，但由于无 α-氢醛的羰基活性较大，优先与含有 α-氢的醛发生缩合反应，产物以一种为主，故具有合成意义。例如由乙醛和甲醛合成季戊四醇。含 α-氢醛和酮也能发生缩合反应，由于醛比酮的羰基活泼，很可能生成两种产物：醛的自身缩合产物和醛与酮的缩合产物（其中醛为亲电试剂，而酮为亲核试剂）。另外，将醛缓慢地加到酮和碱的混合物中，可以使醛的自身缩合产物减至最小量
，因此也具有合成价值。酮与无 α-氢醛的缩合基本得到一种产物
，这种交叉醇醛缩合反应同样具有合成意义。如在 NaOH水溶液存在下，芳醛与简单的脂肪醛或甲基酮的缩合，得到 α,β-不饱和醛酮
，此反应称为 Claisen-Schmidt缩合
C6H5CHO + CH3COCH3 NaOH C6H5CH=CHCOCH3 77%
C6H5 （ E-式 ） 69%
C6H5CHO + C6H5CH2CHO NaOH C6H5CH=CCHO
醛与不对称酮发生的 Claisen-Schmidt缩合在碱性条件与酸性条件下会得到不同的产物。例如 2-丁酮与苯甲醛的反应，碱催化主要得到直链缩合物，而酸催化则主要得到支链缩合物。
CH3
C6H5CHO + CH3COCH2CH3 OH- C6H5CH=CH2COCH2CH3
C6H5CHO + CH3COCH2CH3 H+ C6H5CH=CCOCH3
(2) Knoevenagel反应
CH3CHO + CH2(COOH)2 CH3CH = C―COOH 60%吡啶六氢吡啶
PhCHO + CH2(COOCH2CH3)2 六氢吡啶 PhCH=C(COOCH2CH3)2 91%
(3) Perkin反应由于酸酐的 α-氢比羧酸盐的 α-氢要活泼，更容易被碱夺去形成碳负离子，所以一般地认为在 Perkin反应中与芳醛作用的是酸酐而不是羧酸盐。用碳酸钾、三乙胺、吡啶等代替乙酸钠时，苯甲醛与乙酸酐照样能发生 Perkin反应；但在同样的碱性催化条件下，苯甲醛与乙酸钠却不发生缩合反应，表明确实是酸酐与芳醛发生作用。
PhCHO + (CH3CO)2O PhCH=CH— COOH 55%— 60%CH3COOK1700C
（ 4） Mannich反应醛（通常是甲醛）和氨或胺（以盐的形式）与含有活泼氢的化合物所发生的缩合反应，即活泼氢化合物的胺甲基化反应称为
Mannich反应。所得产物 β-氨基酮叫 Mannich碱。
( C H 3 ) 2 N H H 2 C = O C H 3 C O C H 3 H + ( C H 3 ) 2 N C H 2 C H 2 C O C H 3+ +
Mannich反应所用原料广泛，包括：氨、伯胺和仲胺，醛及至少含有一个活泼氢的化合物如酮,β-酮酯,β-氰酯、硝基烷、炔（含有
≡CH）、酚、吲哚等。
Mannich反应在合成上除可生成氨基酮等产物外，还可通过
β-氨基或其衍生物季铵盐的消除，生成 α,β-不饱和醛、酮。
(5) Wittig反应醛或酮与磷叶立德 (phosphorous ylide)作用生成烯的反应称为 Wittig
反应。由于 Witting反应产率高，立体选择性好，并且反应条件温和，是合成碳 -碳双键的重要方法。
磷叶立德是一种内鎓盐，其结构为：
R 3 P + C H R ' R 3 P = C H R '-
磷叶立德是强碱夺去季鏻盐中的质子而制得。
磷叶立德和醛、酮反应的通式为：
R3―HR’ + R2C = O R2C = CHR’ + R3P = O
常见的 Witting反应
Ph3P+― -CHPh + PhCHO PhCH=CHPh 82%
Ph3P+― -CHCH3 + PhCHO PhCH=CHCH3 98%
Ph3P+― -CHCOOEt + PhCHO PhCH=CHCOOEt 77%
（ 6）安息香缩合在氰化钠或氰化钾作用下，两分子芳醛之间发生缩合生成 α-羟基酮的反应称为安息香缩合。
C 6 H 5 C H O
C N
-
C 6 H 5 C
O
-
H
C N
C 6 H 5 C
O H
C N
-
C 6 H 5 C
O
H
C 6 H 5 C
O H
C N
C
O
-
H
C 6 H 5
C 6 H 5 C
O
-
C N
C
O H
H
C 6 H 5 C
6 H 5 C C
O H
H
C 6 H 5
O
反应历程一般认为是,
从安息香缩合历程可知,CN?在这里起了三种作用。
（ 1） CN?首先作为亲核试剂，进攻一分子醛；
（ 2）由于 — CN的吸电子作用，质子发生交换，生成碳负离子，使醛基成为亲核基团，即羰基发生极性反转；
（ 3） CN?同时也是一个较好的离去基团，因而最后可以离去 。
3,氮亲核试剂的加成 — 消除反应
C =N BR C
( H )
R '
R
OC N B H
O H
R
H 2 N B+
R '
( H )
R '
( H )
胺衍生物作为氮亲核试剂与醛,酮很容易发生和醇醛缩合很相似的的加成 — 消除反应,生成含有 C=N或 C=C双键的缩合物：
胺衍生物若使用 羟胺 NH2OH,肼 NH2NHR,氨基脲
NH2NHCONH2所得的亚胺衍生物也较稳定，分别称为
R’R”C=NOH,腙 R’R”C=N-NHR和 缩胺
R’R”C=NNHCONH2。它们的稳定性是由于与氮相邻的原子上为共用电子对与 C=N双键的 p-π共轭稳定作用的结果。这些亚胺衍生物都具有一定的熔点、颜色、晶型，过去常用来鉴别醛、酮。
§ 8.2 羧酸及其衍生物与亲核试剂的加成
1,羰基上的亲核取代（加成 — 消去）反应历程,
R C N u
O
Z + +CR
O
Z R
O
ZN uC
N uNu(亲核试剂 ) = H
2O,ROH,NH3等
Zˉ(离去基团 ) =―X,―OR,―OCOR,―NH 2等羧酸衍生物的亲核取代 (加成 -消去 )反应一般分为两步，首先是亲核试剂进攻羰基碳原子,发生亲核加成反应，形成一个带负电荷的四面体中间体。然后,中间体消去一个负离子,恢复碳 -氧双键,
形成另一个羧酸衍生物。
2,结构与反应活性羧酸衍生物中除了腈以外,都含有酰基 。 由于羰基的存在,
就决定了这些化合物的特征活性,这是了解羧酸衍生物化学性质的关键 。 羧酸衍生物羰基碳原子直接相连的原子 （ O,N,Cl） 上都有孤电子对,它与羰基上的 π电子共轭,它们的结构式最好用共振式表示 。 对于酰氯,氯具有较强的吸电子诱导效应和较弱的供电子的共轭效应,使羰基的正电性增强,有利于亲核试剂的进攻,
同时,Cl-碱性较弱,即稳定性较高,易于离去,因此酰氯表现出很大的反应活性 。 相反,对酰胺来说,氨基的吸电子诱导效应较弱,而供电子的共轭效应很强,不有利于亲核试剂的进攻,同时,NH2-碱性较强,即稳定性较差,难于离去,因此酰胺表现出较小的反应活性 。 不难得出,羧酸衍生物的亲核取代 （ 加成 -消去 ） 反应活性次序为：
RCOCl > (RCO)2O > RCO2R′> RCONH2
3,反应举例酯的水解是酯化反应的逆反应,水解时可能是酰氧键断裂,也可能是烷 -氧键断裂；每种断裂方式都可按单分子或双分子历程进行,
所以有四种可能的历程 。 同样碱性水解也有四种可能历程 。 这八种酯水解机理中,以酯的酸性 （ AAc2） 或碱性 （ BAc2） 水解双分子酰氧键断裂最为常见 。
R C
O
O R ' O H - R C O H
O -
O R '
+ +
+
R C O 2 H R O -
R C O 2 - R O H
问题,RCOOCAr3型和 RCOOCR3型的酯，在酸催化水解时，由于可以生成稳定的碳正离子，可发生烷 -氧键断裂。请写出
CH3COOCPh3在酸催化下的水解反应机理。
C H 3 C O O C P h 3
H
+
C H 3 C
O
O C P h 3
s lo wH
+
C H 3 C
O
O H
+
+
C P h 3
H 2 O
H 2 O
+
C P h 3
H
+
H O C P h 3
解 AAL1酯水解反应机理：
包括 C=O,C=N,C≡N的碳 — 杂重键化合物是极为重要的一大类有机化合物，亲核加成是碳 — 杂重键的主要反应，也是重要的有机反应，其中尤以 C=O键的亲核加成最为重要。
亲核试剂主要有,(1) 亲核中心为 N,O,S,X等的杂原子亲核试剂； (2) 负碳亲核试剂； (3) H- 亲核试剂。
§ 8.1 醛、酮的亲核加成反应
C
O
+ N u - C
O -
N u
H +
C
O H
N u
反应历程：
[碱的催化作用 ]
碱可以使较弱的亲核试剂 H―Nu 转化为亲核性较强的亲核试剂 Nu-
,从而加速反应的进行 。
[酸的催化作用 ]
使羰基质子化，质子化的羰基碳有更大的正电性、更容易接受亲核试剂的进攻。
醛、酮的反应活性表 8-1 醛、酮与 KHSO3的反应产率
CH3COCH2CH2
CH3
羰基化合物 一小时后反应 产率 % 羰基化合物 一小时后反应 产率 %
HCHO 70— 90 CH3COCH(CH3)2 3
RCHO 70— 90 CH3CH2COCH2CH
3
2
CH3COCH3 22 C6H5COCH3 1
12 =O 35
空间效应
是影响醛、酮活性的主要因素。醛、酮羰基碳原子所连的基团空间位阻或空间张力愈大，则羰基的反应活性愈小。这一方面是由于大的位阻会阻碍亲核试剂的进攻；另一方面醛、酮羰基碳原子为 sp2杂化，键角为 1200，而加成产物原羰基碳原子变成了 sp3杂化，
键角接近 109028’，基团体积大，加成后必然张力增加也大，使亲核加成难以发生。
电子效应
CH3—,R—,C6H5— 等基团具有 +I、
+C效应,使羰基碳原子正电荷减少,降低其反应活性 。 醛类中甲醛的活性最大 。
-I或 -C效应的基团使羰基碳原子的正电荷增加,反应活性增强,生成的水合物稳定性也增加 。 如三氯乙醛和六氟丙酮能和水形成稳定的水合物,能以晶体的形式离析 。
三、醛、酮亲核加成反应的立体化学
C O
Example 1
羰基平面 两边的空间条件不同时，亲核试剂主要从空间位阻小的一边进攻。
o
几率大小
Example 2
开链型醛和酮中若羰基与一个不对称碳原子相连，当羰基发生加成反应形成第二个不对称碳原子时，所生成的两个非对映体产率不相同 ----Cram规则
Cram规则一：如果醛或酮的 α-碳原子上连有三个大小不同的基团（ L,M,S分别代表大、中、小三个基团）时，其优势构象为羰基键处在两个较小基团之间的构象，试剂优先从空间阻碍较小的一边进攻羰基。
M S
L R
O
N u
-
主要产物次要产物
Cram规则二：当醛或酮的 α-碳原子上连有羟基或氨基等可以和羰基氧原子形成氢键的基团时，试剂将从含氢键环的空间阻碍较小的一边对羰基进行加成。
H
N C H 3
H
C H 3C
6 H 5
O
H 2
C H 3
N C H 3
H
H
C 6 H 5
O HH
Cornforth规则：如果在羰基的 α-碳原子上结合着一个卤原子,由于卤原子和羰基氧原子的电负性都很大，两者互相排斥，这时羰基化合物的优势构象是卤原子与羰基处于对位交叉位。反应时，试剂也是从空间位阻较小的一边进攻羰基。
O
C H 3
C H 3 H
C l
1 ) n C 4 H 9 M g B r
2 ) H 2 O
-
C l
HC H 3
C H 3
C 4 H 9 n
H O
-
取代基环己酮类的亲核加成反应,Dauben提出不是受立体接近控制就是受产物进展控制。
t B u
O
H
H
-
B H ( C H C H 2 C H 3 ) 3
C H 3
N a B H 4
L i
-t B u
H
H
O H
H
-t B u
H
H
H
O H
9 3 %
8 0 %
四、醛酮的亲核加成反应举例
1.与水加成,
表 8-2 羰基化合物的水合平衡常数（ 250C）
羰基化合物 K 羰基化合物 K
HCHO 2.3× 103 CH3COCH3 1.4× 10-3
CH3CHO 1.06 ClCH2COCH3 0.11
CH3CH2CHO 0.85 CF3COCH3 35
(CH3)3CCHO 0.23 C6H5COCF3 78
CCl3CHO 2.9× 104 CF3COCF3 1.2× 106
酸和碱都能催化水合反应，碱催化作用是生成更活泼的亲核试剂 OH—,酸催化作用则可使羰基氧质子化，增加羰基碳原子的正电性。
O H
+
2,与醇的加成：
醛、酮在酸催化下和醇加成形成缩醛、缩酮。缩醛和缩酮能被酸水解为醛和酮。
O
H
+
C
O R
O H 2
C
O R
O H +
H 2 O-
C
O R
+
R O H
C
O R
O RH
+
C
O R
O R
缩醛或缩酮半缩醛或缩酮总结：
醛,酮与一分子醇加成得到半缩醛或半缩酮,这是一个可逆反应,可以不用酸催化 。 后者经质子化,脱水,
再与第二个分子醇加成脱质子,这一步反应只能在酸催化下,使四面体中间体上的羟基质子化而脱水得到缩醛或缩酮 。 缩醛或缩酮用酸处理则水解为原来的醛或酮 。 碱对此反应无影响,而缩醛或缩酮对碱也很稳定,故此反应在合成上常用生成乙二醇的环缩醛或环缩酮来保护羰基 。 空间效应使酮的反应较困难,采用适当的方法和操作也可得到高产率的缩酮 。
,3,碳亲核试剂的加成 — 消除反应
（ 1） 醇醛缩合反应碱催化历程,C
H
H
C
O
B
-
C
H
C O
-
C
H
H
C
O
C C
O
-
C
H
C
OH
H
H B
C C
O H
C
H
C
OH
H
H 2 O-
C
H
H
C C C
O
酸 催化历程：
首先质子加到醛或酮羰基的氧原子上，形成正离子，
然后由正离子与另一分子醛或酮的烯醇的 α碳原子结合，
再失去质子即生成 β-羟基羰基化合物。
R C H 2 C H O O H R C H 2 C H O H
R C H C H O
H 2 O_ R C H
2 C H =C C H O
R
-
酸或碱催化的醇醛缩合加成阶段是可逆的,脱水打破平衡有利于醇醛缩合,由于得到的 α,β-不饱和羰基化合物比较稳定,所以反应一般可以进行彻底 。 而酮特别是脂肪酮的缩合,产率通常较低,
采用合适的脱水条件如氢氧化钡 — 索氏提取器法,固体酸碱催化也可以得到较高产率 。
当两种不同的醛或酮进行醇醛缩合时，原则上可生成四种不同产物而无合成价值。若其中一个醛无 α-氢，虽可生成两种产物，但由于无 α-氢醛的羰基活性较大，优先与含有 α-氢的醛发生缩合反应，产物以一种为主，故具有合成意义。例如由乙醛和甲醛合成季戊四醇。含 α-氢醛和酮也能发生缩合反应，由于醛比酮的羰基活泼，很可能生成两种产物：醛的自身缩合产物和醛与酮的缩合产物（其中醛为亲电试剂，而酮为亲核试剂）。另外，将醛缓慢地加到酮和碱的混合物中，可以使醛的自身缩合产物减至最小量
，因此也具有合成价值。酮与无 α-氢醛的缩合基本得到一种产物
，这种交叉醇醛缩合反应同样具有合成意义。如在 NaOH水溶液存在下，芳醛与简单的脂肪醛或甲基酮的缩合，得到 α,β-不饱和醛酮
，此反应称为 Claisen-Schmidt缩合
C6H5CHO + CH3COCH3 NaOH C6H5CH=CHCOCH3 77%
C6H5 （ E-式 ） 69%
C6H5CHO + C6H5CH2CHO NaOH C6H5CH=CCHO
醛与不对称酮发生的 Claisen-Schmidt缩合在碱性条件与酸性条件下会得到不同的产物。例如 2-丁酮与苯甲醛的反应，碱催化主要得到直链缩合物，而酸催化则主要得到支链缩合物。
CH3
C6H5CHO + CH3COCH2CH3 OH- C6H5CH=CH2COCH2CH3
C6H5CHO + CH3COCH2CH3 H+ C6H5CH=CCOCH3
(2) Knoevenagel反应
CH3CHO + CH2(COOH)2 CH3CH = C―COOH 60%吡啶六氢吡啶
PhCHO + CH2(COOCH2CH3)2 六氢吡啶 PhCH=C(COOCH2CH3)2 91%
(3) Perkin反应由于酸酐的 α-氢比羧酸盐的 α-氢要活泼，更容易被碱夺去形成碳负离子，所以一般地认为在 Perkin反应中与芳醛作用的是酸酐而不是羧酸盐。用碳酸钾、三乙胺、吡啶等代替乙酸钠时，苯甲醛与乙酸酐照样能发生 Perkin反应；但在同样的碱性催化条件下，苯甲醛与乙酸钠却不发生缩合反应，表明确实是酸酐与芳醛发生作用。
PhCHO + (CH3CO)2O PhCH=CH— COOH 55%— 60%CH3COOK1700C
（ 4） Mannich反应醛（通常是甲醛）和氨或胺（以盐的形式）与含有活泼氢的化合物所发生的缩合反应，即活泼氢化合物的胺甲基化反应称为
Mannich反应。所得产物 β-氨基酮叫 Mannich碱。
( C H 3 ) 2 N H H 2 C = O C H 3 C O C H 3 H + ( C H 3 ) 2 N C H 2 C H 2 C O C H 3+ +
Mannich反应所用原料广泛，包括：氨、伯胺和仲胺，醛及至少含有一个活泼氢的化合物如酮,β-酮酯,β-氰酯、硝基烷、炔（含有
≡CH）、酚、吲哚等。
Mannich反应在合成上除可生成氨基酮等产物外，还可通过
β-氨基或其衍生物季铵盐的消除，生成 α,β-不饱和醛、酮。
(5) Wittig反应醛或酮与磷叶立德 (phosphorous ylide)作用生成烯的反应称为 Wittig
反应。由于 Witting反应产率高，立体选择性好，并且反应条件温和，是合成碳 -碳双键的重要方法。
磷叶立德是一种内鎓盐，其结构为：
R 3 P + C H R ' R 3 P = C H R '-
磷叶立德是强碱夺去季鏻盐中的质子而制得。
磷叶立德和醛、酮反应的通式为：
R3―HR’ + R2C = O R2C = CHR’ + R3P = O
常见的 Witting反应
Ph3P+― -CHPh + PhCHO PhCH=CHPh 82%
Ph3P+― -CHCH3 + PhCHO PhCH=CHCH3 98%
Ph3P+― -CHCOOEt + PhCHO PhCH=CHCOOEt 77%
（ 6）安息香缩合在氰化钠或氰化钾作用下，两分子芳醛之间发生缩合生成 α-羟基酮的反应称为安息香缩合。
C 6 H 5 C H O
C N
-
C 6 H 5 C
O
-
H
C N
C 6 H 5 C
O H
C N
-
C 6 H 5 C
O
H
C 6 H 5 C
O H
C N
C
O
-
H
C 6 H 5
C 6 H 5 C
O
-
C N
C
O H
H
C 6 H 5 C
6 H 5 C C
O H
H
C 6 H 5
O
反应历程一般认为是,
从安息香缩合历程可知,CN?在这里起了三种作用。
（ 1） CN?首先作为亲核试剂，进攻一分子醛；
（ 2）由于 — CN的吸电子作用，质子发生交换，生成碳负离子，使醛基成为亲核基团，即羰基发生极性反转；
（ 3） CN?同时也是一个较好的离去基团，因而最后可以离去 。
3,氮亲核试剂的加成 — 消除反应
C =N BR C
( H )
R '
R
OC N B H
O H
R
H 2 N B+
R '
( H )
R '
( H )
胺衍生物作为氮亲核试剂与醛,酮很容易发生和醇醛缩合很相似的的加成 — 消除反应,生成含有 C=N或 C=C双键的缩合物：
胺衍生物若使用 羟胺 NH2OH,肼 NH2NHR,氨基脲
NH2NHCONH2所得的亚胺衍生物也较稳定，分别称为
R’R”C=NOH,腙 R’R”C=N-NHR和 缩胺
R’R”C=NNHCONH2。它们的稳定性是由于与氮相邻的原子上为共用电子对与 C=N双键的 p-π共轭稳定作用的结果。这些亚胺衍生物都具有一定的熔点、颜色、晶型，过去常用来鉴别醛、酮。
§ 8.2 羧酸及其衍生物与亲核试剂的加成
1,羰基上的亲核取代（加成 — 消去）反应历程,
R C N u
O
Z + +CR
O
Z R
O
ZN uC
N uNu(亲核试剂 ) = H
2O,ROH,NH3等
Zˉ(离去基团 ) =―X,―OR,―OCOR,―NH 2等羧酸衍生物的亲核取代 (加成 -消去 )反应一般分为两步，首先是亲核试剂进攻羰基碳原子,发生亲核加成反应，形成一个带负电荷的四面体中间体。然后,中间体消去一个负离子,恢复碳 -氧双键,
形成另一个羧酸衍生物。
2,结构与反应活性羧酸衍生物中除了腈以外,都含有酰基 。 由于羰基的存在,
就决定了这些化合物的特征活性,这是了解羧酸衍生物化学性质的关键 。 羧酸衍生物羰基碳原子直接相连的原子 （ O,N,Cl） 上都有孤电子对,它与羰基上的 π电子共轭,它们的结构式最好用共振式表示 。 对于酰氯,氯具有较强的吸电子诱导效应和较弱的供电子的共轭效应,使羰基的正电性增强,有利于亲核试剂的进攻,
同时,Cl-碱性较弱,即稳定性较高,易于离去,因此酰氯表现出很大的反应活性 。 相反,对酰胺来说,氨基的吸电子诱导效应较弱,而供电子的共轭效应很强,不有利于亲核试剂的进攻,同时,NH2-碱性较强,即稳定性较差,难于离去,因此酰胺表现出较小的反应活性 。 不难得出,羧酸衍生物的亲核取代 （ 加成 -消去 ） 反应活性次序为：
RCOCl > (RCO)2O > RCO2R′> RCONH2
3,反应举例酯的水解是酯化反应的逆反应,水解时可能是酰氧键断裂,也可能是烷 -氧键断裂；每种断裂方式都可按单分子或双分子历程进行,
所以有四种可能的历程 。 同样碱性水解也有四种可能历程 。 这八种酯水解机理中,以酯的酸性 （ AAc2） 或碱性 （ BAc2） 水解双分子酰氧键断裂最为常见 。
R C
O
O R ' O H - R C O H
O -
O R '
+ +
+
R C O 2 H R O -
R C O 2 - R O H
问题,RCOOCAr3型和 RCOOCR3型的酯，在酸催化水解时，由于可以生成稳定的碳正离子，可发生烷 -氧键断裂。请写出
CH3COOCPh3在酸催化下的水解反应机理。
C H 3 C O O C P h 3
H
+
C H 3 C
O
O C P h 3
s lo wH
+
C H 3 C
O
O H
+
+
C P h 3
H 2 O
H 2 O
+
C P h 3
H
+
H O C P h 3
解 AAL1酯水解反应机理：
