第七章 碳杂重键的加成
(Addition to Carbon - Hetero
Multiple Bonds)
一,反应机理 ( )
碱催化机理 ( )
酸催化机理 ( )
二,羰基活性 ( )
1,底物 ( )
电子效应空间效应
2,亲核试剂 ( )
试剂的亲核性的强度试剂的可极化度大小空间效应三,羰基化合物的亲核加成反应实例 ( )
1,Wittig 反应 ( )
反应机理膦叶立德 (Ylide)
硫叶立德
2,羟醛缩合反应 ( )
反应机理四,羧酸衍生物与亲核试剂的加成反应 ( )
1,反应机理
2,反应活性 ( )
Claisen 酯缩合反应及相关反应 ( )
五,金属氢化物与羰基的加成反应 ( )
反应机理反应的立体化学六,α,β-不饱和羰基化合物的加成反应 ( )
1,反应机理
2.影响加成方式的因素七,碳－氮的亲核加成反应 ( )
1.亚胺的亲核加成
Mannich 反应
2,腈的亲核加成反应
Thorpe 反应除了 C C
C N C N C SC O
均可与亲核试剂发生加成反应。 可逆反应一,反应机理底物 ＋ 试剂 底物的性质
E＋ E－ Nu 亲电性亲电性：底物的中心碳原子带有部分的正电荷。
Nuδ- E－ Nu 亲核性亲核性：底物中心碳原子带有部分负电荷。
羰基的亲核加成反应机理：
碱催化：
C
O
BAN u CA B
O
N u
H
或 E +
CA B
O
N u
CA B
O H
N u
慢
① 试剂进攻羰基上 C原子，生成氧负离子的一步是决定反应速率的一步。
② 为使亲核试剂的负电荷裸露出来，增加亲核性，
常需碱催化,H N u + B N u + H B
+ H A C
O H
BA C
O H
B N u
N u H
A A C
O H
B
N u
+ H A
酸催化：
A C B
O
BH A C
O H
BA C
O H
A - A
羰基质子化，可以提高羰基的反应活性，
羰基质子化后，氧上带有负电荷，很不稳定，
π电子发生转移，使碳原子带有正电荷。
决定反应速率的一步，是 Nu -进攻中心碳原子的一步。
酸除了活化羰基外，还能与羰基形成氢键：
C O H C lδ δ
质子性溶剂也起到同样作用：
C O H S o lδ δ
都使羰基活化。
二,羰基的活性
1,底物
H C O H > R C H O > R C O C H 3 > R C O R > C 6 H 5 C O R
反应活性取决于羰基的中心碳原子带有正电荷的多少。
(1) 电子效应当羰基与具有 +I或 +C的基团直接相连时，
由于增加了中心碳原子的电子云密度，故使反应活性降低。
C OY
当 Y,C C,C C,P h时，基团具有 +C效应，
羰基活性降低。
K > 1 0 4C H
3 C H O
H C N CH
C H 3
O H
C N
P h C H O K = 2 1 0H C N CH
P h
O H
C N
CC l
C l
C l
C
O O
H H
H
C C l 3 C H O H 2 O CC l 3 CH
O H
O H
① Cl3C 是强吸电子基团，使羰基带有更多的正电荷；
② 产物中形成分子内氢键，使产物稳定，平衡向右移动。
(2) 空间效应与羰基相连的基团空间效应越大，越不利于反应进行。
C
C H 3
C H 3 C H 2
O H C N CC H 3
C H 3 C H 2
O H
C N
K > 1
C
( C H 3 ) 3
( C H 3 ) 3
O K < < 1C
C N
( C H 3 ) 3
( C H 3 ) 3H C N
O H
C
R
R '
O
Nu
sp2杂化平面三角型
C
R
R '
O
N u
sp3杂化四面体键角,120° 109° 28 ′
产物中基团拥挤程度增大。
R 越大，妨碍 Nu:从背后进攻 C原子。
角张力缓解：
O K = 1 0 0 0 0H C N C NO H
O H C N+ O HC N K = 1 0 0 0
sp2杂化，键角应为 120°,实际为 60°,角张力较大；
反应中，键角由 60°转化为 109° 28 ′,角张力得到缓解。
这里，角张力缓解程度不大。
2,试剂的亲核性
① 对于同一羰基化合物，试剂的亲核性越强，
反应的平衡常数越大。
C > N > O > X
试剂的亲核性依次减弱如：
C H 3 > N H 2 > O H
② 试剂的可极化度越大，则利于亲核加成反应的进行。
C H 3 C H O + H 2 O C H 3 C H ( O H ) 2 K ≈ 1
C H 3 C H O + H C N C H 3 C H O H
C N
K ≈ 1 0 4
③ 空间效应具有较小体积的亲核试剂，利于反应进行。
C O
E t
E t
H C N
E t
2
C O H
C N
K = 3 8
C O
E t
E t
N a H S O 3
E t
2
C O H
S O
3
N a
K = 4 × 1 0
- 4
三,亲核加成反应的实例对于羰基的亲核加成反应,碳负离子作为进攻试剂，亲核性最强，这里予以着重介绍。
1,Wittig 反应
Wittig 试剂：
P h 3 P C R 2 P h 3 P C H 2
膦的内 盐 膦的叶立德 (ylid)
Wittig 试剂与羰基发生亲核加成反应，生成烯烃：
C O P h 3 P C
R
R '
C C R
R '
P h 3 P C H R ( n - B u ) 3 P C H R
( R O ) 3 P C H R
1) 反应机理
C O + P h 3 P C R 2
C O
R 2 C P P h 3甜菜碱
C O
R 2 C P P h 3
C O
R 2 C P P h 3
C
C
R R
+ P P h 3
O
氧膦环丁烷中间体三苯基氧膦是非常稳定的。 反应向右进行。
Wittig 试剂是膦盐在强碱的作用下制备的：
P h 3 P + X C H
R '
R C H
R '
RP h 3 P
X
B u - L i C H
R '
RP h 3 P
Wittig 反应应用范围很广。
C
R
R ' ( H )
O,R,A r CZ C H 2
R ' ( H )
O Z,O H,O R,N R 2,
对于
C C C
O,试剂只与羰基作用。
P h 3 P C H C H 3
C H C H 3
C O O C H 2 C H 3
C H O
C O O C H 2 C H 3
C H
P h 3 P O
P h 3 P C H O C H 3O C H O C H 3
H +
H 2 O C H O
2,羟醛缩合 (Aldol Reaction)
α－ 氢的醛或酮 在酸或碱的催化下缩合反应 β- 羟基醛或酮 羟醛缩合
C H 3 C H O + C H 3 C H O
O H C H
3 C H C H 2 C
O H
O
H
反应机理碱催化
H O + H C H 2 C H
O
H O H + C H 2 C H
O
C H 2 C H
OStep 1
烯醇负离子
C H 3 C H
O
C H
O
C H 2
C H 2 C H
O
C H 3 C H
O
C H 2 C H
O
Step 2
An alkoxide ion
Step 3
C H 3 C H
O
C H 2 C H
O
H O H
C H 3 C H C H 2 C H
O H O
O H
Stronger base Weaker
base
碱催化利于醛的缩合，而不利于酮的缩合。
酸催化：
C H 3 C C H 3
O
+ H C l C H 3 C C H 2
O H
H + C l C H 3 C C H 2
O H
- H C l
C H 3 C C H 2
O H
+ C
C H 3
C H 3
O H C H 3 C C H 2
O H
C
C H 3
C H 3
O H
羰基质子化及烯醇的生成烯醇进攻质子化的羰基
C H 3 C C H 2
O H
C
C H 3
C H 3
O H C H 3 C C H
O
C
C H 3
C H 3
O H 2
H
- H 2 O,- H C H
3 C C H
O
C C H 3
C H 3
酮的缩合反应常在酸催化下进行。
四,羧酸衍生物与亲核试剂的反应
1,反应机理
N uC
R
L
O H C
N u
R
L
O
H
C
N u
R
L
O
H
C
N u
R
O + H L
L,离去基团加成－消除反应 在 Nu上引入酰基的反应
2,反应活性作为酰基化试剂，其活性为：
R C O C l > R C O S R ' > ( R C O ) 2 O > R C O O R > R C O N H 2
X,具有 -I效应,C－ Cl键的极性大。
酯中烷氧基具有 +C效应，增大了酰基与烷氧基间的电子云密度，使酰氧键难于断裂。
酰胺中的 NH2的 +C,+I效应，使羰基的反应活性降低。
酸酐中的酰基是吸电子基团，使酰氧键易于断裂，
酸酐的反应活性比酯大。
三,反应实例
1,酯的水解
R C
O
O R '
酰氧键的断裂烷氧基的断裂 无论是酸催化还是碱催化，一般发生酰氧键断裂。
反应机理：
酸催化：
R C O O R ' H C
O H
O R 'R C O R '
O H
O H 2
R
快 ( 慢 )H 2 O
C
O H
O H
R R C O O HC O R '
O H
O
R
H
H
O
R '
H
+ R ' O H + H
当 R’为,C
R 1
R 2
R 3
* 时，由于发生酰氧键断裂，
所以，得到构型保留产物。
RO - 比 ROH 不易离去碱催化：
O H C O R '
O
O H
R
慢 R C O O H
R C
O
O R ' R ' O
R ' O HR C O O +羧酸根离子的生成，使碱催化下的酯水解反应 不可逆 ；但酸催化的酯水解反应 可逆 。
若 R’O － 中的 C原子是三级碳原子时，在酸催化时，
发生烷氧键断裂：
R C O O C R 3 H C
O H
OR C R 3 R OC
O H
+ C R 3
H 2 O
H 2 O C R 3
- H
H O C R 3
由于含有三级碳原子基团的空间效应，使得水分子难于进攻羰基，同时也不利于质子转移。
2,Claisen 酯缩合反应及相关反应两个酯分子至少有一个酯分子是含有 α－ 氢在强碱的作用下，相互缩合成 β－ 羰基酯
2 C H 3 C O C 2 H 5
O
－ O C 2 H 5
C H 3 C C H 2 C O C 2 H 5
O O
反应机理：
第一步
C H 3 C O E t
O
N a O C 2 H 5
C H 2 C O E t
O
C 2 H 5 O H
C H 2 C O E t
O
C H 2 C O E t
O
C H 3 C O E t
O
+ C H 3 C O E t
O
C H 2 C O E t
O
C H 3 C
O
C H 2 C O E t
O
+ O C 2 H 5
第二步：
第三步：
C H 3 C
O
C H 2 C O E t
O
+ O C 2 H 5 C H 3 C
O
C H C O E t
O
C H 3 C
C H
C O E t
O O
C 2 H 5 O H
由于是可逆反应，至少需要
2分子的酯分子作为亲核试剂，
使平衡向右移动。
反应需要过量的强碱含一个 α-氢原子的酯缩合反应
C H 3 C
C H 3
H
C O C H 2 C H 3
O
P h 3 C -N a + 需在非常强的碱作用下两种 不同 酯 仅一个含 α-氢
C O C 2 H 5
O
+ C H 3 C
O
O C 2 H 5 ( 1 ) N a O C 2 H 5 C
O
C H 2 C
O
O C 2 H 5
( 2 ) H +
( 6 0 % )
Diethyl malonate
C H 2 C O C 2 H 5
O
+ C 2 H 5 O C O C 2 H 5
O
( 1 ) N a O C 2 H 5
( 2 ) H +
C H
C O C 2 H 5
O
C O C 2 H 5
O
( 6 5 % )
H C O O E t
N a H
H 3 O
O O
C H O
含 α－ 氢的醛、酮、腈都能酯发生缩合反应。
一般选用无 α－ 氢的酯作为底物：
分子内也能发生酯缩合反应－ Dieckmann反应：
C H 2 C H 2 C O O C 2 H 5
C H 2 C H 2 C O O C 2 H 5
( 1 ) N a O C 2 H 5,C 6 H 6,8 0 ℃
( 2 ) H +,8 0 ％
O
H
C O O C 2 H 5
五,金属氢化物与羰基的加成反应络合金属氢化物,L i A l H 4 N a B H
4
负氢的给予体
LiAlH4
C
O
H
C
O
R
C
O
C l
C
O
O R '
C C
C C
C
O
O H
不还原
NaBH4
还原不还原 NaBH4
的选择性强还原
LiAlH4的还原反应通常在醚中进行选择性还原：
C H 2 C H C H C H C H O L i A l H 4o r N a B H 4 C H 2 C H C H C H C H 2 O H
N a B H 4C O O E t
O HH O C O O E tC H
3 O H
立体化学遵循 Cram规则
HE t
P h
C H 3H O
H
H
O
1 ) L i A l H 4E t
C H 3
P h 2 ) H 2 O
75%
H
O H
( C H 3 ) 3 CL i A l H 4O( C H
3 ) 3 C
92%
当 3,5位上没有取代基时，主要生成平伏键的醇：
当 3,5位上有取代基时，主要生成直立键的醇：
O
C H 3
H O
C H 3
C H 3
H O
C H 3
O H
H
L i A l H 4
83％
六,α,β-不饱和羰基化合物的加成反应
1,反应机理
C C C O
R
N u C C C O
R
N u N u C C C O
R
H
1,4－加成
C C C O
R
N u C C C
N u
O
R
C C C
N u
O H
R
H
1,2－加成
2,影响加成方式的因素羰基活性大，试剂的亲核性强时，两者空间位阻都小时，一般按 1,2－加成；反之按 1,4－加成：
P h C H C H C E t M g B r
O
R
E t
P h C H C H 2 C O R P h C H 2 C H C R
E t
O H
R H M e E t i - P r
1,4 产 率 0 % 6 0 % 7 1 % 1 0 0 %
醛－ 1,2 - 加成，酮－ 1,4 - 加成七,碳－氮的亲核加成反应
1,亚胺的亲核加成
C NRR ' R "C O
R
R '
H 3 N R ' ' H 2 O
C H 3 C
C H 3
N M e P h C H 2 C ( M e ) 2 N H C H 3
H 3 OP h C H
2 M g C l C H
3 C
C H 3
N
M g C lP h C H 2
M e
西佛碱
Mannich 反应
M e 2 N H H C H O C H 2 C O C H 3 M e 2 N C H 2 C H 2 C O C H 3
H
H
Mannich 反应的适用范围：
醛 胺：氨、伯胺、仲胺至少含一个活泼氢的化合物：
C H 3 C O C H 3,C H 3H O
C H 3 N O 2,C H 3 C O C H 2 C O O R,
O H
H
H
O H
H
H
2 H C H O
O H
R '
O H
R '
2
O
N
H
2,腈的亲核加成
R C N H R C N H
H 2 O
R C
O H 2
N H
H R C N H
O H
R C O N H 2
T h o r p e 反 应,
C H C N C
H
C
H
H N
E t O
C H C N H
C C N
H
H
H 3 O
C H 2 C N
C H C O
(Addition to Carbon - Hetero
Multiple Bonds)
一,反应机理 ( )
碱催化机理 ( )
酸催化机理 ( )
二,羰基活性 ( )
1,底物 ( )
电子效应空间效应
2,亲核试剂 ( )
试剂的亲核性的强度试剂的可极化度大小空间效应三,羰基化合物的亲核加成反应实例 ( )
1,Wittig 反应 ( )
反应机理膦叶立德 (Ylide)
硫叶立德
2,羟醛缩合反应 ( )
反应机理四,羧酸衍生物与亲核试剂的加成反应 ( )
1,反应机理
2,反应活性 ( )
Claisen 酯缩合反应及相关反应 ( )
五,金属氢化物与羰基的加成反应 ( )
反应机理反应的立体化学六,α,β-不饱和羰基化合物的加成反应 ( )
1,反应机理
2.影响加成方式的因素七,碳－氮的亲核加成反应 ( )
1.亚胺的亲核加成
Mannich 反应
2,腈的亲核加成反应
Thorpe 反应除了 C C
C N C N C SC O
均可与亲核试剂发生加成反应。 可逆反应一,反应机理底物 ＋ 试剂 底物的性质
E＋ E－ Nu 亲电性亲电性：底物的中心碳原子带有部分的正电荷。
Nuδ- E－ Nu 亲核性亲核性：底物中心碳原子带有部分负电荷。
羰基的亲核加成反应机理：
碱催化：
C
O
BAN u CA B
O
N u
H
或 E +
CA B
O
N u
CA B
O H
N u
慢
① 试剂进攻羰基上 C原子，生成氧负离子的一步是决定反应速率的一步。
② 为使亲核试剂的负电荷裸露出来，增加亲核性，
常需碱催化,H N u + B N u + H B
+ H A C
O H
BA C
O H
B N u
N u H
A A C
O H
B
N u
+ H A
酸催化：
A C B
O
BH A C
O H
BA C
O H
A - A
羰基质子化，可以提高羰基的反应活性，
羰基质子化后，氧上带有负电荷，很不稳定，
π电子发生转移，使碳原子带有正电荷。
决定反应速率的一步，是 Nu -进攻中心碳原子的一步。
酸除了活化羰基外，还能与羰基形成氢键：
C O H C lδ δ
质子性溶剂也起到同样作用：
C O H S o lδ δ
都使羰基活化。
二,羰基的活性
1,底物
H C O H > R C H O > R C O C H 3 > R C O R > C 6 H 5 C O R
反应活性取决于羰基的中心碳原子带有正电荷的多少。
(1) 电子效应当羰基与具有 +I或 +C的基团直接相连时，
由于增加了中心碳原子的电子云密度，故使反应活性降低。
C OY
当 Y,C C,C C,P h时，基团具有 +C效应，
羰基活性降低。
K > 1 0 4C H
3 C H O
H C N CH
C H 3
O H
C N
P h C H O K = 2 1 0H C N CH
P h
O H
C N
CC l
C l
C l
C
O O
H H
H
C C l 3 C H O H 2 O CC l 3 CH
O H
O H
① Cl3C 是强吸电子基团，使羰基带有更多的正电荷；
② 产物中形成分子内氢键，使产物稳定，平衡向右移动。
(2) 空间效应与羰基相连的基团空间效应越大，越不利于反应进行。
C
C H 3
C H 3 C H 2
O H C N CC H 3
C H 3 C H 2
O H
C N
K > 1
C
( C H 3 ) 3
( C H 3 ) 3
O K < < 1C
C N
( C H 3 ) 3
( C H 3 ) 3H C N
O H
C
R
R '
O
Nu
sp2杂化平面三角型
C
R
R '
O
N u
sp3杂化四面体键角,120° 109° 28 ′
产物中基团拥挤程度增大。
R 越大，妨碍 Nu:从背后进攻 C原子。
角张力缓解：
O K = 1 0 0 0 0H C N C NO H
O H C N+ O HC N K = 1 0 0 0
sp2杂化，键角应为 120°,实际为 60°,角张力较大；
反应中，键角由 60°转化为 109° 28 ′,角张力得到缓解。
这里，角张力缓解程度不大。
2,试剂的亲核性
① 对于同一羰基化合物，试剂的亲核性越强，
反应的平衡常数越大。
C > N > O > X
试剂的亲核性依次减弱如：
C H 3 > N H 2 > O H
② 试剂的可极化度越大，则利于亲核加成反应的进行。
C H 3 C H O + H 2 O C H 3 C H ( O H ) 2 K ≈ 1
C H 3 C H O + H C N C H 3 C H O H
C N
K ≈ 1 0 4
③ 空间效应具有较小体积的亲核试剂，利于反应进行。
C O
E t
E t
H C N
E t
2
C O H
C N
K = 3 8
C O
E t
E t
N a H S O 3
E t
2
C O H
S O
3
N a
K = 4 × 1 0
- 4
三,亲核加成反应的实例对于羰基的亲核加成反应,碳负离子作为进攻试剂，亲核性最强，这里予以着重介绍。
1,Wittig 反应
Wittig 试剂：
P h 3 P C R 2 P h 3 P C H 2
膦的内 盐 膦的叶立德 (ylid)
Wittig 试剂与羰基发生亲核加成反应，生成烯烃：
C O P h 3 P C
R
R '
C C R
R '
P h 3 P C H R ( n - B u ) 3 P C H R
( R O ) 3 P C H R
1) 反应机理
C O + P h 3 P C R 2
C O
R 2 C P P h 3甜菜碱
C O
R 2 C P P h 3
C O
R 2 C P P h 3
C
C
R R
+ P P h 3
O
氧膦环丁烷中间体三苯基氧膦是非常稳定的。 反应向右进行。
Wittig 试剂是膦盐在强碱的作用下制备的：
P h 3 P + X C H
R '
R C H
R '
RP h 3 P
X
B u - L i C H
R '
RP h 3 P
Wittig 反应应用范围很广。
C
R
R ' ( H )
O,R,A r CZ C H 2
R ' ( H )
O Z,O H,O R,N R 2,
对于
C C C
O,试剂只与羰基作用。
P h 3 P C H C H 3
C H C H 3
C O O C H 2 C H 3
C H O
C O O C H 2 C H 3
C H
P h 3 P O
P h 3 P C H O C H 3O C H O C H 3
H +
H 2 O C H O
2,羟醛缩合 (Aldol Reaction)
α－ 氢的醛或酮 在酸或碱的催化下缩合反应 β- 羟基醛或酮 羟醛缩合
C H 3 C H O + C H 3 C H O
O H C H
3 C H C H 2 C
O H
O
H
反应机理碱催化
H O + H C H 2 C H
O
H O H + C H 2 C H
O
C H 2 C H
OStep 1
烯醇负离子
C H 3 C H
O
C H
O
C H 2
C H 2 C H
O
C H 3 C H
O
C H 2 C H
O
Step 2
An alkoxide ion
Step 3
C H 3 C H
O
C H 2 C H
O
H O H
C H 3 C H C H 2 C H
O H O
O H
Stronger base Weaker
base
碱催化利于醛的缩合，而不利于酮的缩合。
酸催化：
C H 3 C C H 3
O
+ H C l C H 3 C C H 2
O H
H + C l C H 3 C C H 2
O H
- H C l
C H 3 C C H 2
O H
+ C
C H 3
C H 3
O H C H 3 C C H 2
O H
C
C H 3
C H 3
O H
羰基质子化及烯醇的生成烯醇进攻质子化的羰基
C H 3 C C H 2
O H
C
C H 3
C H 3
O H C H 3 C C H
O
C
C H 3
C H 3
O H 2
H
- H 2 O,- H C H
3 C C H
O
C C H 3
C H 3
酮的缩合反应常在酸催化下进行。
四,羧酸衍生物与亲核试剂的反应
1,反应机理
N uC
R
L
O H C
N u
R
L
O
H
C
N u
R
L
O
H
C
N u
R
O + H L
L,离去基团加成－消除反应 在 Nu上引入酰基的反应
2,反应活性作为酰基化试剂，其活性为：
R C O C l > R C O S R ' > ( R C O ) 2 O > R C O O R > R C O N H 2
X,具有 -I效应,C－ Cl键的极性大。
酯中烷氧基具有 +C效应，增大了酰基与烷氧基间的电子云密度，使酰氧键难于断裂。
酰胺中的 NH2的 +C,+I效应，使羰基的反应活性降低。
酸酐中的酰基是吸电子基团，使酰氧键易于断裂，
酸酐的反应活性比酯大。
三,反应实例
1,酯的水解
R C
O
O R '
酰氧键的断裂烷氧基的断裂 无论是酸催化还是碱催化，一般发生酰氧键断裂。
反应机理：
酸催化：
R C O O R ' H C
O H
O R 'R C O R '
O H
O H 2
R
快 ( 慢 )H 2 O
C
O H
O H
R R C O O HC O R '
O H
O
R
H
H
O
R '
H
+ R ' O H + H
当 R’为,C
R 1
R 2
R 3
* 时，由于发生酰氧键断裂，
所以，得到构型保留产物。
RO - 比 ROH 不易离去碱催化：
O H C O R '
O
O H
R
慢 R C O O H
R C
O
O R ' R ' O
R ' O HR C O O +羧酸根离子的生成，使碱催化下的酯水解反应 不可逆 ；但酸催化的酯水解反应 可逆 。
若 R’O － 中的 C原子是三级碳原子时，在酸催化时，
发生烷氧键断裂：
R C O O C R 3 H C
O H
OR C R 3 R OC
O H
+ C R 3
H 2 O
H 2 O C R 3
- H
H O C R 3
由于含有三级碳原子基团的空间效应，使得水分子难于进攻羰基，同时也不利于质子转移。
2,Claisen 酯缩合反应及相关反应两个酯分子至少有一个酯分子是含有 α－ 氢在强碱的作用下，相互缩合成 β－ 羰基酯
2 C H 3 C O C 2 H 5
O
－ O C 2 H 5
C H 3 C C H 2 C O C 2 H 5
O O
反应机理：
第一步
C H 3 C O E t
O
N a O C 2 H 5
C H 2 C O E t
O
C 2 H 5 O H
C H 2 C O E t
O
C H 2 C O E t
O
C H 3 C O E t
O
+ C H 3 C O E t
O
C H 2 C O E t
O
C H 3 C
O
C H 2 C O E t
O
+ O C 2 H 5
第二步：
第三步：
C H 3 C
O
C H 2 C O E t
O
+ O C 2 H 5 C H 3 C
O
C H C O E t
O
C H 3 C
C H
C O E t
O O
C 2 H 5 O H
由于是可逆反应，至少需要
2分子的酯分子作为亲核试剂，
使平衡向右移动。
反应需要过量的强碱含一个 α-氢原子的酯缩合反应
C H 3 C
C H 3
H
C O C H 2 C H 3
O
P h 3 C -N a + 需在非常强的碱作用下两种 不同 酯 仅一个含 α-氢
C O C 2 H 5
O
+ C H 3 C
O
O C 2 H 5 ( 1 ) N a O C 2 H 5 C
O
C H 2 C
O
O C 2 H 5
( 2 ) H +
( 6 0 % )
Diethyl malonate
C H 2 C O C 2 H 5
O
+ C 2 H 5 O C O C 2 H 5
O
( 1 ) N a O C 2 H 5
( 2 ) H +
C H
C O C 2 H 5
O
C O C 2 H 5
O
( 6 5 % )
H C O O E t
N a H
H 3 O
O O
C H O
含 α－ 氢的醛、酮、腈都能酯发生缩合反应。
一般选用无 α－ 氢的酯作为底物：
分子内也能发生酯缩合反应－ Dieckmann反应：
C H 2 C H 2 C O O C 2 H 5
C H 2 C H 2 C O O C 2 H 5
( 1 ) N a O C 2 H 5,C 6 H 6,8 0 ℃
( 2 ) H +,8 0 ％
O
H
C O O C 2 H 5
五,金属氢化物与羰基的加成反应络合金属氢化物,L i A l H 4 N a B H
4
负氢的给予体
LiAlH4
C
O
H
C
O
R
C
O
C l
C
O
O R '
C C
C C
C
O
O H
不还原
NaBH4
还原不还原 NaBH4
的选择性强还原
LiAlH4的还原反应通常在醚中进行选择性还原：
C H 2 C H C H C H C H O L i A l H 4o r N a B H 4 C H 2 C H C H C H C H 2 O H
N a B H 4C O O E t
O HH O C O O E tC H
3 O H
立体化学遵循 Cram规则
HE t
P h
C H 3H O
H
H
O
1 ) L i A l H 4E t
C H 3
P h 2 ) H 2 O
75%
H
O H
( C H 3 ) 3 CL i A l H 4O( C H
3 ) 3 C
92%
当 3,5位上没有取代基时，主要生成平伏键的醇：
当 3,5位上有取代基时，主要生成直立键的醇：
O
C H 3
H O
C H 3
C H 3
H O
C H 3
O H
H
L i A l H 4
83％
六,α,β-不饱和羰基化合物的加成反应
1,反应机理
C C C O
R
N u C C C O
R
N u N u C C C O
R
H
1,4－加成
C C C O
R
N u C C C
N u
O
R
C C C
N u
O H
R
H
1,2－加成
2,影响加成方式的因素羰基活性大，试剂的亲核性强时，两者空间位阻都小时，一般按 1,2－加成；反之按 1,4－加成：
P h C H C H C E t M g B r
O
R
E t
P h C H C H 2 C O R P h C H 2 C H C R
E t
O H
R H M e E t i - P r
1,4 产 率 0 % 6 0 % 7 1 % 1 0 0 %
醛－ 1,2 - 加成，酮－ 1,4 - 加成七,碳－氮的亲核加成反应
1,亚胺的亲核加成
C NRR ' R "C O
R
R '
H 3 N R ' ' H 2 O
C H 3 C
C H 3
N M e P h C H 2 C ( M e ) 2 N H C H 3
H 3 OP h C H
2 M g C l C H
3 C
C H 3
N
M g C lP h C H 2
M e
西佛碱
Mannich 反应
M e 2 N H H C H O C H 2 C O C H 3 M e 2 N C H 2 C H 2 C O C H 3
H
H
Mannich 反应的适用范围：
醛 胺：氨、伯胺、仲胺至少含一个活泼氢的化合物：
C H 3 C O C H 3,C H 3H O
C H 3 N O 2,C H 3 C O C H 2 C O O R,
O H
H
H
O H
H
H
2 H C H O
O H
R '
O H
R '
2
O
N
H
2,腈的亲核加成
R C N H R C N H
H 2 O
R C
O H 2
N H
H R C N H
O H
R C O N H 2
T h o r p e 反 应,
C H C N C
H
C
H
H N
E t O
C H C N H
C C N
H
H
H 3 O
C H 2 C N
C H C O
