第十四章羰基α–取代反应和缩合反应
Reaction at the α - Carbon of
Carbonyl Compounds
羰基化合物的结构与反应特征羰基化合物的结构特征之一：
——羰基 C=O，可以 接受亲核试剂的进攻,发生亲核加成反应、亲核取代反应。
CO COE
Nu
Nu E
δ
δ
CO
H
2
NY
CN
Y
CO
Ph
3
P
CC
R
1
R
2
CR
1
R
2
CO
Y
Nu
CO
Nu
+
Y
羰基化合物的结构与反应特征羰基化合物的结构特征之二：
——羰基 C=O的吸电子作用使得 α-H具有明显的酸性，在碱性条件下可以离解，生成 烯醇负离子，从而成为亲核试剂,进攻羰基碳或卤代烃，发生亲核加成反应、亲核取代反应。
烯醇负离子由于羰基的共轭作用得以稳定
C
H
C
O
BH
2
CC
O
CC
O
烯醇 负离子羰基化合物的结构与反应特征
——烯醇中的 C-C双键接受亲电试剂进攻,发生 α –卤代反应；醛酮、羧酸和酰卤可以发生该反应
——烯醇负离子作为亲核试剂,进攻卤代烃的缺电子碳，则发生亲核取代反应；进攻羰基碳则发生亲核加成反应；
CC
O
CC
O
C
O
C
OH
C C
O
烯醇负 离 子
R
-
C
l
CC
O
R
亲核取代亲核 加成
β-羟基酮烷基化反 应
Aldol-反应羟醛 反应
X-X
CC
X
O
亲电 取代
α?卤代反应羰基化合物的结构与反应特征
——烯醇负离子作为亲核试剂,发生亲核加成的产物可以脱水缩合形成 α,β-不饱和羰基化合物； 烯醇负离子 还可以与 α,β-不饱和羰基化合物反应生成 1,
5-二羰基化合物。 1,5-二羰基化合物进一步发生分子内缩合就形成环状结构。
C
OH
C
Η
C
O
β-羟基 酮
- H
2
O
CCC
O
α,β-不饱和酮
CC
O
共轭 加成
O
O
1,5-二羰基 化 合物
O
加成 -缩合
Aldol-缩合 Michael 加成
Robinson成环本章主要内容一、α -氢的酸性与烯醇、烯醇负离子的形成二、α-卤代反应三、Aldol加成和Aldol缩合四、酮和酯的烷基化反应五、酮和酯的酰基化反应六、α,β -不饱和羰基化合物的亲核加成七、β -二羰基化合物的反应与应用八、其他缩合反应一、α -氢酸性与烯醇、烯醇负离子形成
1,Acidity of α-Hydrogens of Carbonyl
Compounds
醇 ROH的 pK
a
约为 15~18，的pK
a
为 25
醛酮 RCH
2
COR’羰基 α-H的 pK
a
约为 16~20
酯 RCH
2
COOR’羰基 α-H的 pK
a
为 25
——可见在适当的碱作用下，醛酮羰基的 α-H可以离解，而形成碳负离子
——常用碱有：
OH
-
,EtONa,t-BuOK,(i-Pro)
2
NHLi（ LDA），
PhLi等（ RNH
2
的 pK
a
为 35,PhH的 pK
a
为 ~44,水的 pK
a
为 ~15 ）
RC CH
一、α -氢酸性与烯醇、烯醇负离子形成
2,Formation of Enolate
——烯醇负离子由于羰基的共轭作用得以稳定
——弱碱如 NaOH,RONa作用下，反应只能达到一定的平衡
——强碱如 LDA作用下，可以定量地转化为烯醇负离子
C
H
C
O
BH
2
CC
O
CC
O
烯醇 负离子
O
+
pK
a
=17
LiN
CH(CH
3
)
2
CH(CH
3
)
2
OLi
+
~100%
HN
CH(CH
3
)
2
CH(CH
3
)
2
pK
a
=35
O
+ OH
O
+ H
2
O
<0.1%pK
a
=17 pK
a
=15.7
一、α -氢酸性与烯醇、烯醇负离子形成
2,Formation of Enolate
LDA
—— lithium diisopropylamide
—— a strong base but a poor nucleophile
—— all carbonyl compound is converted to enolate
—— prepared by BuLi with (CH
3
)
2
CHNHCH(CH
3
)
2
LDA
O
LDA
THF -78
o
C
+ 99:1
OLi OLi
动力学控制产物 热 力学控制产物
O
LDA
THF -78
o
C
OLi
OLi
+ 80:20
—— low temperature,give kinetic enolate
—— high temperature,give thermodynamic enolate
一、α -氢酸性与烯醇、烯醇负离子形成
2,Formation of Enolate
酸性条件下将形成烯醇，而不是烯醇负离子
O
CH
3
O
CH
3
B
O
CH
3
O
CH
3
OH
CH
3
H
动力学 控制产物 热 力学控制 产物强碱 有利于形成动力学控制的 少取代 烯醇负离子。
酸性 条件则有利于形成热力学控制的 多取代 烯醇弱碱条件下，影响因素会更多，选择性不高。
一、α -氢酸性与烯醇、烯醇负离子形成
3,Keto－ Enol Tautomerism (互变异构 )
中性条件下，羰基化合物存在酮式和烯醇式互变
——体现了 α-H的活性一、α -氢酸性与烯醇、烯醇负离子形成
3,Keto－ Enol Tautomerism (互变异构 )
酸和碱均可催化这一互变异构平衡的达到
——碱性条件下，碱夺取 α -H形成烯醇负离子一、α -氢酸性与烯醇、烯醇负离子形成
3,Keto－ Enol Tautomerism (互变异构 )
酸催化条件下，羰基氧首先质子化，吸电子作用进一步增强，然后脱去 α –H形成烯醇一、α -氢酸性与烯醇、烯醇负离子形成例题与习题指出下列每一对化合物，哪一对是互变异构体，哪一对是共振极限式。如果是互变异构体，请表示出平衡有利于哪一方？
(1) CH
3
CH
2
CH
2
CHO CH
3
CH
2
CH=CHOH
(2) CH
3
CH
2
CHCH=CH
2
CH
3
CH
2
CH=CHCH
2
(3) CH
3
CH
2
CH
2
N
CH
3
CH
2
CH=N
O
OH
O
O
OHO
(4)
酮式 烯醇 式一、α -氢酸性与烯醇、烯醇负离子形成例题与习题预测下列每组化合物，哪一个烯醇负离子是主要的（动力学控制产物）
(1) CH
3
CCH
2
CH
3
CH
2
=CCH
2
CH
3
CH
3
C=CHCH
3
O
-
Na
+
O
-
Na
+
O
RONa
O O
-
Na
+
O
-
Na
+
CH
3
CH
3
CH
3
RONa
RONa
(2)
一、α -氢酸性与烯醇、烯醇负离子形成例题与习题预测下列每组化合物中，哪一个烯醇结构较稳定，即为热力学控制烯醇？
(1) CH
3
CCH
2
CH
3
CH
2
=CCH
2
CH
3
CH
3
C=CHCH
3
OH OH
O
(2) CH
3
CCH
2
COC
2
H
5
OO
O
O
OH
O
CH
2
=CCH
2
COC
2
H
5
CH
3
C=CHCOC
2
H
5
CH
3
CCH=COC
2
H
5
OH
OH
一、α -氢酸性与烯醇、烯醇负离子形成
4、烯醇硅醚的形成
LDA作用下形成的负离子与三甲基氯硅烷反应生成烯醇硅醚
H
C
H
C
O
CC
O
CC
O
烯醇负 离 子
LDA
(CH
3
)
3
SiCl
CC
OSi(CH
3
)
3
二、α –卤代反应烯醇或烯醇负离子具有 C-C双键，可以接受亲电试剂进攻，发生亲电取代反应。酸碱催化机理有所不同。
二、α –卤代反应
（ 1） Aldehyde and ketone
酸催化下
—— 得一卤代物。
—— 反应性,RCOCHR
2
> RCOCH
2
R > RCOCH
3
碱催化下
—— 得多卤代物
—— RCOCH
3
and RCH(OH)CH
3
发生 卤仿反应
—— 反应性,RCOCH
3
> RCOCH
2
R > RCOCHR
2
二、α –卤代反应
（ 1） Aldehyde and ketone
酸催化机理：
比较 I和 II，由于卤素的吸电子作用,II中羰基氧上的电子云密度降低，因此质子化能力降低，反应多停留在一卤代阶段
C
O
C
H
C
OH
C
H
C
OH
C
X
C
O
C
X
慢
C
OH
C
快
Ⅰ
Ⅱ
XX
H
H
质子化相对容易二、α –卤代反应
（ 1） Aldehyde and ketone
二、α –卤代反应
（ 1） Aldehyde and ketone
碱催化机理：
比较 I和 II，由于卤素的吸电子作用,II中连卤素碳上氢的酸性增强，更容易形成烯醇负离子，反应难以停留在一卤代阶段，将进一步发生多卤代反应。
如果原料是甲基酮，则将发生进一步反应，并断键生成卤仿。
H
3
CC
O
CH
2
H
慢
OH
H
3
CC
O
CH
3
H
3
CC
O
CH
2
X-X
H
3
CC
O
CH
2
X
ⅡⅠ
-X
二、α –卤代反应
（ 1） Aldehyde and ketone
H
3
CC
O
CH
2
X
H
OH
H
3
CC
O
CH
2
X H
3
CC
O
CH
2
-X
X-X
H
3
CC
O
CHX
2
Ⅲ
OH
H
3
CC
O
CX
2
H
3
CC
O
CX
2
-X
X-X
Ⅱ
H
3
CC
O
CX
3
OH
H
3
CC
O
OH
CX
3 H
3
CC
O
OH +
H
3
CC
O
O
Ⅳ
+
CHX
3 如果 是 CHI
3
,则 出现黄 色沉淀
CX
3
二、α –卤代反应
（ 1） Aldehyde and ketone
H
3
CC
O
CI
3
OH
H
3
CC
O
OH
CI
3
H
3
CC
O
OH +
H
3
CC
O
O
+
CHI
3
CI
3
(yellow)
碘仿反应：用于鉴别甲基酮和能氧化为甲基酮的醇思考题：举例说明能氧化为甲基酮的醇有哪些？
二、α –卤代反应例题与习题完成下列反应
CH
3
CH
2
CCH
3
O
H
2
O,HOAc
CH
3
CH
2
CH
2
CHCH
3
OH
I
2
( excess)
NaOH
(CH
3
)
3
CCCH
3
O
Br
2
( excess)
NaOH
O
CH
2
CH
3
Br
2
( 2 mol )
NaOH
Cl
2
( 1 mol )
CH
3
CHCCH
3
O
Cl
CH
3
CH
2
CH
2
COOH + CHI
3
(CH
3
)
3
CCOOH + CHBr
3
O
CH
2
CH
3
Br
Br
二、α –卤代反应
(2) 羧酸及酰卤
Hell-Volhard-Zelinski reaction (HVZ reaction)
二、α –卤代反应例题与习题完成下列反应
COOH
SOCl
2
(CH
3
)
2
CHCH
2
COOH
PBr
3
(CH
3
)CHCH
2
COOH
Br
2
P(cat.)
EtOH
EtOH
H
+
EtOH
COCl
(CH
3
)
2
CHCH
2
COBr
(CH
3
)CHCHCOOH
Br
COOEt
(CH
3
)
2
CHCH
2
COOEt
(CH
3
)CHCHCOOEt
Br
三、Aldol加成和Aldol缩合
1,Aldol addition and aldol condensation
RCH
2
CR
RCHCR
O
O
a nucleophile an electrophile
Aldol addition
Aldol condensation
β-hydroxyaldehyde
β-hydroxyketone
α,β -unsaturated aldehyde
α,β -unsaturated ketone
三、Aldol加成和Aldol缩合
1,Aldol addition and aldol condensation
三、Aldol加成和Aldol缩合
1,Aldol addition and aldol condensation
Aldol condensation
三、Aldol加成和Aldol缩合
1,Aldol addition and aldol condensation
Mechanism for the aldol addtion
三、Aldol加成和Aldol缩合
1,Aldol addition and aldol condensation
例题与习题请写出下列反应的产物
CHO
OH
-
CHO
O
H
OH
CHO
OH
-
CHO
CHOCHO
OH
CHO
+
H
3
CC
O
EtONa
20
0
C
CH CHCO
三、Aldol加成和Aldol缩合
2,The mixed aldol addition
When one of the aldehyde or ketone has no α-H,and
with one excess starting material,one product could
be mainly obtained.
2,The mixed aldol addition
三、Aldol加成和Aldol缩合如果两个反应物都具有 α-H，则将得到四个产物三、Aldol加成和Aldol缩合
2,The mixed aldol addition
How to get the desired product?
采用强碱 LDA与一个醛或酮反应，使之定量地转化为烯醇负离子，然后再向该体系中加入另一个醛或酮，
则可以得到单一产物。
三、Aldol加成和Aldol缩合
3,Intramolecular aldol addition
—— to form cyclic β-hydroxyketone or α,β –unsaturatd
ketone
三、Aldol加成和Aldol缩合
3,Intramolecular aldol addition
三、Aldol加成和Aldol缩合
3,Intramolecular aldol addition
三、Aldol加成和Aldol缩合例题与习题完成下列反应
CH
3
CH=CHCHO
EtONa
O
CHO
+
O
NaOH
H
2
O
O
CHO
NaOH
H
2
O
CH
3
CCH
2
CH
2
CHO
O
OH
-
CHO + CH
3
NO
2
OH
-
CH
2
CH=CHCHO
CH
3
CH=CHCHO
CH
3
CH=CHCH=CH-CH=CHCHO
O
O
O
O
O
12345
CH
2
CCH
2
CH
2
CHO
O
O
OH
1
4 5
CH=CHNO
2
三、Aldol加成和Aldol缩合例题与习题完成下列反应
O
CH
3
COCH
3
K
2
CO
3
O
+ 4 HCHO
OH
-
O
LDA
(CH
3
)
2
CHCHO
O
CHCH(CH
3
)
2
OH
CH
2
OH
CH
2
OH
HOH
2
C
HOH
2
C
O
OH
H
3
C
O
例题与习题试用合适的原料合成下列化合物
HO OH
OH
(1) (2)
CHO
OH
HO OH
OH
(1)
CH
3
CH
2
CHO + 3 HCHO
(2)
CHO
OH
2 (CH
3
)
2
CHCHO
例题与习题从指定原料出发，如何完成下列转化？
CH
3
COCH
3
C CHCOOH
H
3
C
H
3
C
O
O
COOH
COOH
(1)
(2)
C CHCOCH
3
H
3
C
H
3
C
O
O
I
I
思考题：
不使用上述途径，如何用不多于四个碳的原料合成上述两个化合物？
4,Biological
aldol reaction
三、Aldol加成和Aldol缩合四、酮和酯的烷基化反应
1,通过 enolate
四、酮和酯的烷基化反应
2,通过 enamine
两种方法比较通过 enolate的方法，还会得到 二烷基化和氧烷基化 的产物通过 enamine的方法，只得到 单烷基化 的产物，合成上更有用。
四、酮和酯的烷基化反应两种方法比较一、α -氢酸性与烯醇、烯醇负离子形成
——酸碱均能催化酮式—烯醇式互变异构
——LDA可以定量地转化羰基化合物成烯醇盐
C
H
C
O
B
CC
O
CC
O
烯 醇负离 子
CC
OH
H
+
C
H
C
+
OH
- H
+
BH
质子化 醛酮酮式烯醇 式一、α -氢酸性与烯醇、烯醇负离子形成二、α –卤代反应三、Aldol加成和Aldol缩合四、酮和酯的烷基化反应
- H
2
O
CCC
O
α,β-不饱和醛 酮
Aldol-缩合羟醛缩合
CC
O
CC
O
C
O
C
OH
C C
O
烯醇负 离 子
R
-
C
l
CC
O
R
亲 核取代亲核 加成
β-羟基醛 酮烷基化反 应
Aldol-反应羟醛 反应
X-X
CC
X
O
亲电取 代
α?卤代 反应一、α -氢酸性与烯醇、烯醇负离子形成二、α –卤代反应三、Aldol加成和Aldol缩合四、酮和酯的烷基化反应
——How about α,β-unsaturated aldehydes or
ketones?
——How about esters?
——What will happen when mixing a ketone
with an ester?
——How to apply these reactions to synthesize
complicated compounds?
五、α,β -不饱和羰基的亲核加成
1,Michael addition
It is the addition of a α,β -unsaturated
carbonyl compound with an enolate as a
nucleophile
——1,4 – addition
——to form 1,5-dicarbonyl compounds
CCC
O
α,β-不饱和 酮
CC
O
共轭 加成
Michael 加成
C
C
O
O
H
1,5-二 羰基化合 物
BH
CCC
O
CC
O
五、α,β -不饱和羰基的亲核加成
1,Michael addition
It is the addition of a α,β -unsaturated
carbonyl compound with an enolate as a
nucleophile
——1,4 – addition
——to form 1,5-dicarbonyl compounds
e.g.
O
+ CH
2
=CHCOOCH
3
EtONa
O
CH
2
CH
2
COOCH
3
五、α,β -不饱和羰基的亲核加成
1,Michael addition
the nucleophile can be an enolate generated
from compounds other than aldehydes or
ketones
——it can be an ester,a nitro-compound,or a
nitrile
e.g,
CH
3
CH
2
NO
2
+CH
2
=CHCOCH
3
CH
3
ONa
CH
3
CHCH
2
CH
2
COCH
3
NO
2
CH
2
COOCH
3
+
CH
2
=CHCOOCH
3
CH
3
ONa
CHCH
2
CH
2
COOCH
3
COOCH
3
五、α,β -不饱和羰基的亲核加成
1,Michael addition
The best nucleophile are:
β-diketones,β-diesters,β-keto esters,
β-keto nitriles
五、α,β -不饱和羰基的亲核加成
1,Michael addition
More examples:
五、α,β -不饱和羰基的亲核加成
1,Michael addition
Questions:
Please write out the main products:
(1) 2CH
3
CCH=CH
2
O
OO
+
t-BuOK
THF
(2)
(CH
3
)
2
C=CHCCH=C(CH
3
)
2
O
NaOH
O
O
CH
2
CH
2
COCH
3
CH
2
CH
2
COCH
3
C=CHCCH=C
CH
3
CH
2
H
3
C
H
3
C
O
1
23456
O
45
6
1
2
3
H
3
C
H
3
C CH
3
五、α,β -不饱和羰基的亲核加成
1,Michael addition
Questions:
What reagents would you use to prepare
the following compounds?
O
1
2
3
H
2
C
COOCH
3
COOCH
3
4
5
+
O
CH
COOCH
3
COOCH
3
(1)
(2)
CH
3
CCH
2
CH
2
CH(COCH
2
CH
3
)
2
O O
1 2
3 4
5
1 2 3 4 5
CH
3
CCH=CH
2
O
1
23
CH
2
(COCH
2
CH
3
)
2
45
O
+
五、α,β -不饱和羰基的亲核加成
2,Stork enamine reaction
Enamines can be used in place of enolates in
Micheal reactions,
五、α,β -不饱和羰基的亲核加成
3,The Robinson annulation (环合 )
1,5-diketones can undergo an intramolecular aldol
addition to form cyclic β-hydroxyketones or α,β-
unsaturated ketones
O
O
O
加成 -缩合
Robinson成环
C
C
O
O
H
1,5-二羰 基化合物
:B
-
五、α,β -不饱和羰基的亲核加成
3,The Robinson annulation (环合 )
e.g.
(1) CH
3
CCH=CH
2
O
O
O
+
t-BuOK
THF
O
O
CH
2
CH
2
COCH
3
NaOH
H
2
O
O
OH
O
O
O
五、α,β -不饱和羰基的亲核加成
3,The Robinson annulation (环合 )
e.g.
(1) CH
3
CCH=CH
2
O
O
O
+
t-BuOK
THF
CH
3
O
O
CH
2
CH
2
COCH
3
NaOH
H
2
O
CH
3
O
OH
O
O
O
CH
3
CH
3
五、α,β -不饱和羰基的亲核加成
3,The Robinson annulation (环合 )
e.g.
(1) CH
3
CCH=CH
2
O
O
+
CH
3
ONaCH
3
O
CH
3
CH
2
CH
2
COCH
3
NaOH
H
2
O
CH
3
OH
O
CH
3
O
五、α,β -不饱和羰基的亲核加成
3,Robinson annulation (环合 )
Applied in synthesis
五、α,β -不饱和羰基的亲核加成
3,Robinson annulation (环合 )
Applied in synthesis
e.g.
O
COOC
2
H
5
O
CH
3
COOC
2
H
5
O
CH
3
COOC
2
H
5
O
O
+
五、α,β -不饱和羰基的亲核加成
3,Robinson annulation (环合 )
Applied in synthesis
e.g.
O
CH
2
Ph
O
CH
2
Ph
O
O
O
CH
2
Ph
+
A
B
O
CH
2
Ph
O
+
六、酮和酯的酰基化反应
1,Claisen condensation
—— acylation of esters,to give β-keto ester
β-keto ester
六、酮和酯的酰基化反应
1,Claisen condensation
——comparison of aldol reaction with Claisen
condensation
the reaction
is reversible
六、酮和酯的酰基化反应
1,Claisen condensation
With a sodium alkoxide as a base,a successful Claisen
condensation requires an ester with two α-hydrogens and an
equivalent amount of base rather than a catalytic amount of base.
irreversible
the hydrogen is
necessary
an equivalent amount
of base is necessary
六、酮和酯的酰基化反应
1,Claisen condensation
—— for an ester with only one α-H,stronger
base like LDA,or sodium trityl（三苯甲基钠）
should be used as base,the pK
a
value of
tritane（三苯甲烷） is about 31.5
(CH
3
)
2
CHCOOC
2
H
5
+ (C
6
H
5
)
3
C
-
Na
+
Et
2
O
(CH
3
)
2
C
-
COOC
2
H
5
+ (C
6
H
5
)
3
CH
Na
+
pKa ~ 31.5pKa ~ 25 irreversible
(CH
3
)
2
CH C
OC
2
H
5
O
+
-
CCOOC
2
H
5
CH
3
CH
3
(CH
3
)
2
CH C
O
C
CH
3
CH
3
COOC
2
H
5
+ C
2
H
5
O
-
(CH
3
)
2
CH C
O
C
CH
3
CH
3
COOC
2
H
5
+
(C
6
H
5
)
3
C
-
Na
+
(CH
3
)
2
C
-
C
O
C
CH
3
COOC
2
H
5
CH
3
Na
+
(C
6
H
5
)
3
CH+
六、酮和酯的酰基化反应
1,Claisen condensation
—— NaH and KH are common bases used in
Claisen condensation,
—— ethane formed in the reaction may react
with NaH,enforcing the equilibrium to move to
the product side.
2CH
3
COOC
2
H
5
NaH
CH
3
COC
-
HCOOC
2
H
5
+ C
2
H
5
OH
Na
+
C
2
H
5
OH + NaH
C
2
H
5
O
-
+ H
2
六、酮和酯的酰基化反应
1,Claisen condensation
—— Claisen condensation is reversible,With a
catalytic amount of base,a β-diketone can
decompose to the starting ester.
(CH
3
)
2
CH C
O
C
CH
3
CH
3
COOC
2
H
5
C
2
H
5
ONa(cat,amount)
2CH
3
COOC
2
H
5
2(CH
3
)
2
CHCOOC
2
H
5
C
2
H
5
OH
CH
3
COCH
2
COOC
2
H
5
C
2
H
5
ONa(cat,amount)
C
2
H
5
OH,180
0
C
六、酮和酯的酰基化反应
1,Claisen condensation
例题与习题完成下列反应，写出主要产物
2CH
3
CH
2
CH
2
COOC
2
H
5
+ Na + C
2
H
5
OH ( 少量 )
2CH
3
CH
2
CHCOOC
2
H
5
+ C
6
H
5
C
-
Na
+
CH
3
CH
3
CH
2
CH
2
COCHCOOC
2
H
5
CH
2
CH
3
CH
3
CH
2
CH
CH
3
C
O
C
CH
2
CH
3
CH
3
COOC
2
H
5
六、酮和酯的酰基化反应
1,Claisen condensation
例题与习题完成下列反应，写出主要产物
C
2
H
5
ONa(cat,amount)
C
2
H
5
OH
CH
3
COCHCOOC
2
H
5
CH
3
O
COOC
2
H
5
C
2
H
5
ONa(cat,amount)
C
2
H
5
OH
CH
3
COOC
2
H
5
+ CH
3
CH
2
COOC
2
H
5
O
COOC
2
H
5
OC
2
H
5
六、酮和酯的酰基化反应
CH
3
CH
2
CH
2
COOC
2
H
5
+ CH
3
CH
2
COOC
2
H
5
EtONa
CH
3
CH
2
CH
2
COCHCOOC
2
H
5
CH
2
CH
3
+
CH
3
CH
2
COCHCOOC
2
H
5
CH
3
+ CH
3
CH
2
CH
2
COCHCOOC
2
H
5
+ CH
3
CH
2
COCHCOOC
2
H
5
CH
3
CH
2
CH
3
1,Claisen condensation
—— a mixed Claisen condensation
——两个都具有 a-H的酯将得到四个产物
AB
C
D
六、酮和酯的酰基化反应
1,Claisen condensation
—— a mixed Claisen condensation
—— 如果其中一个酯没有 a-H，则可以得到单一产物例如：使用苯甲酸酯、草酸酯
+ CH
3
CH
2
COOC
2
H
5
(1) NaH
COOC
2
H
5 COCHCOOC
2
H
5
CH
3
(2) H
+
(COOC
2
H
5
)
2
+ CH
3
CH
2
COOC
2
H
5
(1) EtONa
(2) H
+
CH
3
CHCOOC
2
H
5
COCOOC
2
H
5
六、酮和酯的酰基化反应
1,Claisen condensation
—— a mixed Claisen condensation
—— 如果其中一个酯没有 a-H，则可以得到单一产物又例如利用甲酸酯：
HCOOC
2
H
5
(1) EtONa
HC CHCOOC
2
H
5
O
CH
3
(2) H
+
+
CH
2
COOC
2
H
5
HCOOC
2
H
5
(1) EtONa
HC CH
2
COOC
2
H
5
O
(2) H
+
+
CH
3
COOC
2
H
5
H
C
CH
2
COOC
2
H
5
O
CH
2
HC
O
C
2
H
5
OOC
O
CH
H
2
C
COOC
2
H
5
- H
2
O
COOC
2
H
5
COOC
2
H
5
C
2
H
5
OOC
但是甲酸酯的缩合产物很活泼，如：
六、酮和酯的酰基化反应
1,Claisen condensation
例题与习题完成下列反应，写出主要产物
N
COOCH
3
+ CH
3
CH
2
COOC
2
H
5
NaH
(1)
O
COOC
2
H
5
+ CH
3
COOC
2
H
5
EtONa
(2)
CH
2
CN
(4)
+ (C
2
H
5
O)
2
CO
EtONa
(3)
C
10
H
21
COOC
2
H
5
+ (COOC
2
H
5
)
2
EtONa
N
COCHCOOC
2
H
5
CH
3
O
COCH
2
COOC
2
H
5
C
9
H
19
CHCOOC
2
H
5
COCOOC
2
H
5
CHCOOC
2
H
5
CN
六、酮和酯的酰基化反应
2,Dieckmann condensation
—— intramolecular condensation
—— to form a cyclic β-keto ester
—— a 1,7-diester may form a six-member ring β-
keto ester
六、酮和酯的酰基化反应
2,Dieckmann condensation
—— intramolecular condensation
—— to form a cyclic β-keto ester
—— mechanism
六、酮和酯的酰基化反应
2,Dieckmann condensation
—— 例题与习题
—— 完成下列反应，写出主要产物：
NaOC
2
H
5
(1)
(2)
(3)
CH
3
CH
CH
2
CH
2
COOC
2
H
5
CH
2
CH
2
COOC
2
H
5
CHC
2
H
5
OOC
CH
2
COOC
2
H
5
CH
2
CH
2
COOC
2
H
5
NaOC
2
H
5
CPh
CH
2
CH
2
COOC
2
H
5
CH
2
CH
2
COOC
2
H
5
COOC
2
H
5
NaOC
2
H
5
O
COOC
2
H
5
H
3
C
O
COOC
2
H
5
Ph
COOC
2
H
5
COOC
2
H
5
O
COOC
2
H
5
1
2
5
4
3
1
2
3
4
5
3个不同的 a-H
六、酮和酯的酰基化反应
3,用酰氯或酸酐进行酯的酰基化
—— 一元酸酯在强碱作用下，可用酰氯或酸酐进行酰基化，反应需要在非质子型溶剂中进行，
(CH
3
)
2
CHCOOC
2
H
5
Ph
3
C
-
Na
+
Et
2
O
(CH
3
)
2
CCOOC
2
H
5
Na
+
C
6
H
5
COCCOOC
2
H
5
CH
3
CH
3
C
6
H
5
COCl
Et
2
O
CH
3
COOC
2
H
5
LDA
THF,-78
0
C
Li
+
(1) (CH
3
)
3
CCOCl
CH
2
=C
O
-
OC
2
H
5
(2) H
2
O
(CH
3
)
3
CCOCH
2
COOC
2
H
5
CH
3
COOC
2
H
5
LDA
THF,-78
0
C
CH
2
=C
OSi(CH
3
)
3
OC
2
H
5
(CH
3
)
3
SiCl
(1) CH
2
=CHCH
2
COCl
(2) H
2
O
CH
2
=CHCH
2
COCH
2
COOC
2
H
5
六、酮和酯的酰基化反应
4,Acylation of ketones and aldehydes
condensation of a ketone and an ester,or acid anhydride
—— to form a β-keto aldehyde or a β-diketone
more acidity
no α-H
a good method
六、酮和酯的酰基化反应
4,Acylation of ketones and aldehydes
condensation of a ketone and an ester,or acid anhydride
—— to form a β-keto aldehyde or a β-diketone
—— more examples:
CH
3
COCH
3
+ (CH
3
CO)
2
O
BF
3
CH
3
COCH
2
COCH
3
C
6
H
5
COOC
2
H
5
+ CH
3
COC
6
H
5
EtONa
C
6
H
5
COCH
2
COC
6
H
5
80%~85%
62%~71%
CH
3
COCH
2
CH
3
+ CH
3
CH
2
COOC
2
H
5
NaH
CH
3
CH
2
COCH
2
COCH
2
CH
3
+ CH
3
CH
2
COCHCOCH
3
CH
3
51% 9%
六、酮和酯的酰基化反应
4,Acylation of ketones and aldehydes
—— via enamines
七、β -二羰基化合物的反应与应用
1,β-二羰基化合物的结构特征与反应特性
—— 由于两个羰基的吸电子作用,β-二羰基化合物中连接两个羰基的亚甲基十分活泼，表现为酸性增强，形成的烯醇负离子也十分稳定。如：
76%24%
七、β -二羰基化合物的反应与应用
1,β-二羰基化合物的结构特征与反应特性
—— β-二羰基化合物由于具有活泼的亚甲基，常被称为活泼亚甲基化合物。它们在碱的作用下，容易形成烯醇负离子，作为亲核试剂与卤代烃、酰卤、和羰基发生亲核反应，在合成上是重要的增长碳链的试剂
—— 比如,Michael加成（本章第四个问题）
—— 乙酰乙酸乙酯和丙二酸二乙酯是其中的典型代表七、β -二羰基化合物的反应与应用
2,Ethyl acetoacetate and malonic ester
——Decarboxylation of Ethyl acetoacetate and malonic ester
（ 1）乙酰乙酸乙酯的 成酮分解
H
3
CC
O
CH
2
C
O
OEt
H
2
O
H
3
CC
O
CH
2
C
O
O
:
:
:
..
.
.
-CO
2
H
3
CC
O
CH
2
H
3
CC
O
CH
2
H
2
O
H
3
CC
O
CH
2
C
O
O
H
-CO
2
H
3
CC
CH
2
OH
互变异 构
H
3
CC
O
CH
3
稀 OH
H
七、β -二羰基化合物的反应与应用
2,Ethyl acetoacetate and malonic ester
——Decarboxylation of Ethyl acetoacetate and malonic ester
（ 2）乙酰乙酸乙酯的 成酸分解
H
3
CC
O
CH
2
C
O
OEt
浓 OH
H
3
CCCH
2
C
O
OEt
OH
O
H
3
CC
O
OH
+
H
2
C
C
O
OEt H
3
CC
O
O
+
H
3
CC
O
OEt
H
2
O
2CH
3
COOH +
C
2
H
5
OH
D
H
七、β -二羰基化合物的反应与应用
2,Ethyl acetoacetate and malonic ester
——Decarboxylation of Ethyl acetoacetate and malonic ester
（ 3） β -羰基酯均能发生与乙酸乙酰乙酯类似的成酮或成酸分解反应。例如：
(CH
3
)
3
CCOCH
2
COOC
2
H
5
(1) OH
-
(2) H
+
(CH
3
)
3
CCOCH
3
+ C
2
H
5
OH + CO
2
(1) con,OH
-
(2) H
+
(CH
3
)
3
CCOOH + CH
2
COOH
CH
2
=CHCH
2
COCH
2
COOC
2
H
5
(1) OH
-
(2) H
+
CH
2
=CHCH
2
COCH
3
+ C
2
H
5
OH + CO
2
七、β -二羰基化合物的反应与应用
2,Ethyl acetoacetate and malonic ester
——Decarboxylation of Ethyl acetoacetate and malonic ester
（ 4）丙二酸二乙酯的分解
CH
2
(COOEt)
2
稀 OH
H
2
O
HO C
O
CH
2
C
O
O
H
135℃
-CO
2
HO C
CH
2
OH
HO C
O
CH
3
互变异构
H
七、β -二羰基化合物的反应与应用
2,Ethyl acetoacetate and malonic ester
—— alkylation of ethyl acetoacetate and malonic ester
H
3
CC
O
CH
2
C
O
OEt
H
3
CC
O
CHCOOC
2
H
5
H
3
CC
O
CHCOOC
2
H
5
R-X
H
3
CC
O
H
C C
O
OEt
R
EtONa
(1) EtONa
(2) R'-X
H
3
CC
O
C C
O
OEt
R
R'
CH
3
COCH
2
RRCH
2
COOH CH
3
COCH
R'
R
CHCOOH
R'
R
取代甲基酮 取代甲基酮取代乙酸 取代乙酸七、β -二羰基化合物的反应与应用
H
3
CC
O
CH
2
C
O
OEt
H
3
CC
O
CHCOOC
2
H
5
H
3
CC
O
CHCOOC
2
H
5
RCO-X
H
3
CC
O
H
C C
O
OEt
COR
NaH
-H
2
CH
3
COCH
2
COR
RCOCH
2
COOH
RCOCH
3
2,Ethyl acetoacetate and malonic ester
—— acylation of ethyl acetoacetate and malonic ester
—— 酰化反应中一般选用 NaH代替醇钠作为碱，以避免反应中的醇与酰卤反应。
取代甲基酮
β-二酮七、β -二羰基化合物的反应与应用
H
3
CC
O
CH
2
C
O
OEt
C
2
H
5
ONa
H
3
CC
O
CH
2
C
O
OEt
1) NaOH
2) RCOX
3) H
2
O
H
3
CC
O
CH C
O
OEt
COR
1) 稀 OH
-
2) H
+
,?
H
3
CC
O
CH
2
C
O
R
1) RX
2) H
2
O
1) EtONa
2) R'X
3) H
2
O
H
3
CC
O
C C
O
OEt
H
3
CC
O
CH
R
R'
R
CH
R'
COOH
H
3
CC
O
H
C
R
COOEt
H
3
CC
O
CH
2
R
CH
2
COOHR
1) 浓 OH
-
2) H
+
,?
1) 稀 OH
-
2) H
+
,?
1) 稀 OH
-
2) H
+
,?
1) 浓 OH
-
2) H
+
,?
R
R'
教材中 P365转化图更正七、β -二羰基化合物的反应与应用
3,Designing a synthesis
Example 1
七、β -二羰基化合物的反应与应用
3,Designing a synthesis
七、β -二羰基化合物的反应与应用
3,Designing a synthesis
Example 2
七、β -二羰基化合物的反应与应用
3,Designing a synthesis
Example 3
七、β -二羰基化合物的反应与应用
3,Designing a synthesis
七、β -二羰基化合物的反应与应用
4,1,3-二羰基化合物的 γ-烷基化和 γ-酰基化
—— 1,3-二羰基化合物在二分子强碱（如 KNH
2
，
NaNH
2
,RLi等）作用下，可以形成双负离子，再与一分子卤代烃或酯反应，可在 γ-位进行烷基化或酰基化反应，反应具有区域选择性。
CH
3
C
O
CH
2
C
O
OEt
2NaNH
2
-
H
2
CC
O
CH
-
C
O
OEt H
2
C
C
O
-
C
H
C
O
-
OEt
NH
3
(l)
(1) R-X
(2) NH
4
Cl
RCH
2
COCH
2
COOEt
(1) RCOOEt
(2) NH
4
Cl
RCOCH
2
COCH
2
COOEt
1NaNH
2
H
3
CC
O
CH
-
C
O
OEt
-
H
2
CC
O
CH
2
C
O
OEt
more stable
七、β -二羰基化合物的反应与应用
C
O
CH
2
C
O
CH
3
2NaNH
2
-
HC C
O
CH
-
C
O
CH
3
C
H
C
O
-
C
H
C
O
-
CH
3
NH
3
(l)
(1) R-X
(2) NH
4
Cl
(1) RCOOEt
(2) NH
4
Cl
H
2
C
C
O
CH
2
C
O
CH
3
H
C
C
O
CH
2
C
O
CH
3
H
C
R
COR
H
2
CC
O
CH
-
C
O
CH
2
-
less stable
+
more stable
4,1,3-二羰基化合物的 γ-烷基化和 γ-酰基化
—— 不对称 1,3-二羰基化合物有两个 γ-位，则反应在酸性较强的 γ-位进行。
七、β -二羰基化合物的反应与应用
5,例题与习题从乙酰乙酸乙酯或丙二酸二乙酯出发合成下列化合物
(1) CH
3
CH
2
CHCOOH
CH
3
(2) CH
3
COCH
2
CH
2
COOH
(3) CH
3
CH
2
CH
2
COCH
2
COCH
3
(4) CH
3
COCH
2
CH
2
CH
2
Br
七、β -二羰基化合物的反应与应用
5,例题与习题从环己醇出发合成下列化合物
(1) (2)
CH
2
C
2
H
5
O
CH
2
C
2
H
5
O
COOC
2
H
5
七、β -二羰基化合物的反应与应用
5,例题与习题完成反应：
(1)
(2)
H
3
CH
2
C
O
COOC
2
H
5
CH
2
COCH
2
COCH
3
2NaNH
2
NH
3
(l)
(1) CH
3
CH
2
CH
2
Br
(2) NH
4
Cl
O
H
3
C
COOC
2
H
5 KNH
2
NH
3
(l)
(1) CH
3
CH
2
Br
(2) NH
4
Cl
(3)
2NaNH
2
NH
3
(l)
(1) CH
3
COOC
2
H
5
(2) NH
4
Cl
八、其他缩合反应
1,Mannich reaction（胺甲基化反应）
R'CCH
2
R
O
+
CH
2
O
+
HN(CH
3
)
2
H
+
R'CCH
O
R
CH
2
N
CH
3
CH
3
思考题：反应机理如何？以下反应机理又如何？
CH
2
CHO
CH
2
CHO
+ NH
2
CH
3
CH
2
COOH
C
CH
2
COOH
O
N
CH
3
O
COOH
HOOC
N
CH
3
O
颠茄酮八、其他缩合反应
2,Reformastsky reaction（ α-卤代酸酯的缩合）
——在锌粉的还原作用下,α -卤代酸酯可以优先形成烯醇盐，并进攻醛或酮羰基而得到 β -羟基酯
R
CH
C
O
OEt
Br
Zn
:
RHC
C
O
OEt
ZnBr
R'
O
R"
R'
O
"R
R
O
OEt
ZnBr
H
2
O
R'
OH
"R
R
O
OEt
-羟基 酯
β
八、其他缩合反应
3,Darzen reaction（ α-卤代酸酯的缩合）
——在碱作用下,α -卤代酸酯优先形成烯醇盐，
并进攻醛或酮羰基，伴随着X
-
的消去，得到
α,β -环氧酯
RCH
X
C
O
OEt
B
:
RC
X
C
O
OEt
R'
O
R"
R'
"R
O
R X
O
OEt
-X
R'
"R
O
R
O
OEt
-环氧 酯α,β
八、其他缩合反应
4,Benzoin Condensation（安息香缩合）
—— 无 α-H的芳香醛在 CN
-
的作用下生成 α-羟基酮
C
O
H
δ
-
δ
+
CH
O
CN
ⅠⅡ
H迁移极性 反转
C
OH
CN
C
O
H
Ⅳ
ⅤⅥ
C
CN
OH
C
O
H
H迁移
C
CN
O
C
OH
H
-CN
C
O
CH
OH
本章主要内容一、α -氢的酸性与烯醇、烯醇负离子的形成二、α-卤代反应三、Aldol加成和Aldol缩合四、酮和酯的烷基化反应五、酮和酯的酰基化反应六、α,β -不饱和羰基化合物的亲核加成七、β -二羰基化合物的反应与应用八、其他缩合反应
Reaction at the α - Carbon of
Carbonyl Compounds
羰基化合物的结构与反应特征羰基化合物的结构特征之一：
——羰基 C=O，可以 接受亲核试剂的进攻,发生亲核加成反应、亲核取代反应。
CO COE
Nu
Nu E
δ
δ
CO
H
2
NY
CN
Y
CO
Ph
3
P
CC
R
1
R
2
CR
1
R
2
CO
Y
Nu
CO
Nu
+
Y
羰基化合物的结构与反应特征羰基化合物的结构特征之二：
——羰基 C=O的吸电子作用使得 α-H具有明显的酸性，在碱性条件下可以离解，生成 烯醇负离子，从而成为亲核试剂,进攻羰基碳或卤代烃，发生亲核加成反应、亲核取代反应。
烯醇负离子由于羰基的共轭作用得以稳定
C
H
C
O
BH
2
CC
O
CC
O
烯醇 负离子羰基化合物的结构与反应特征
——烯醇中的 C-C双键接受亲电试剂进攻,发生 α –卤代反应；醛酮、羧酸和酰卤可以发生该反应
——烯醇负离子作为亲核试剂,进攻卤代烃的缺电子碳，则发生亲核取代反应；进攻羰基碳则发生亲核加成反应；
CC
O
CC
O
C
O
C
OH
C C
O
烯醇负 离 子
R
-
C
l
CC
O
R
亲核取代亲核 加成
β-羟基酮烷基化反 应
Aldol-反应羟醛 反应
X-X
CC
X
O
亲电 取代
α?卤代反应羰基化合物的结构与反应特征
——烯醇负离子作为亲核试剂,发生亲核加成的产物可以脱水缩合形成 α,β-不饱和羰基化合物； 烯醇负离子 还可以与 α,β-不饱和羰基化合物反应生成 1,
5-二羰基化合物。 1,5-二羰基化合物进一步发生分子内缩合就形成环状结构。
C
OH
C
Η
C
O
β-羟基 酮
- H
2
O
CCC
O
α,β-不饱和酮
CC
O
共轭 加成
O
O
1,5-二羰基 化 合物
O
加成 -缩合
Aldol-缩合 Michael 加成
Robinson成环本章主要内容一、α -氢的酸性与烯醇、烯醇负离子的形成二、α-卤代反应三、Aldol加成和Aldol缩合四、酮和酯的烷基化反应五、酮和酯的酰基化反应六、α,β -不饱和羰基化合物的亲核加成七、β -二羰基化合物的反应与应用八、其他缩合反应一、α -氢酸性与烯醇、烯醇负离子形成
1,Acidity of α-Hydrogens of Carbonyl
Compounds
醇 ROH的 pK
a
约为 15~18，的pK
a
为 25
醛酮 RCH
2
COR’羰基 α-H的 pK
a
约为 16~20
酯 RCH
2
COOR’羰基 α-H的 pK
a
为 25
——可见在适当的碱作用下，醛酮羰基的 α-H可以离解，而形成碳负离子
——常用碱有：
OH
-
,EtONa,t-BuOK,(i-Pro)
2
NHLi（ LDA），
PhLi等（ RNH
2
的 pK
a
为 35,PhH的 pK
a
为 ~44,水的 pK
a
为 ~15 ）
RC CH
一、α -氢酸性与烯醇、烯醇负离子形成
2,Formation of Enolate
——烯醇负离子由于羰基的共轭作用得以稳定
——弱碱如 NaOH,RONa作用下，反应只能达到一定的平衡
——强碱如 LDA作用下，可以定量地转化为烯醇负离子
C
H
C
O
BH
2
CC
O
CC
O
烯醇 负离子
O
+
pK
a
=17
LiN
CH(CH
3
)
2
CH(CH
3
)
2
OLi
+
~100%
HN
CH(CH
3
)
2
CH(CH
3
)
2
pK
a
=35
O
+ OH
O
+ H
2
O
<0.1%pK
a
=17 pK
a
=15.7
一、α -氢酸性与烯醇、烯醇负离子形成
2,Formation of Enolate
LDA
—— lithium diisopropylamide
—— a strong base but a poor nucleophile
—— all carbonyl compound is converted to enolate
—— prepared by BuLi with (CH
3
)
2
CHNHCH(CH
3
)
2
LDA
O
LDA
THF -78
o
C
+ 99:1
OLi OLi
动力学控制产物 热 力学控制产物
O
LDA
THF -78
o
C
OLi
OLi
+ 80:20
—— low temperature,give kinetic enolate
—— high temperature,give thermodynamic enolate
一、α -氢酸性与烯醇、烯醇负离子形成
2,Formation of Enolate
酸性条件下将形成烯醇，而不是烯醇负离子
O
CH
3
O
CH
3
B
O
CH
3
O
CH
3
OH
CH
3
H
动力学 控制产物 热 力学控制 产物强碱 有利于形成动力学控制的 少取代 烯醇负离子。
酸性 条件则有利于形成热力学控制的 多取代 烯醇弱碱条件下，影响因素会更多，选择性不高。
一、α -氢酸性与烯醇、烯醇负离子形成
3,Keto－ Enol Tautomerism (互变异构 )
中性条件下，羰基化合物存在酮式和烯醇式互变
——体现了 α-H的活性一、α -氢酸性与烯醇、烯醇负离子形成
3,Keto－ Enol Tautomerism (互变异构 )
酸和碱均可催化这一互变异构平衡的达到
——碱性条件下，碱夺取 α -H形成烯醇负离子一、α -氢酸性与烯醇、烯醇负离子形成
3,Keto－ Enol Tautomerism (互变异构 )
酸催化条件下，羰基氧首先质子化，吸电子作用进一步增强，然后脱去 α –H形成烯醇一、α -氢酸性与烯醇、烯醇负离子形成例题与习题指出下列每一对化合物，哪一对是互变异构体，哪一对是共振极限式。如果是互变异构体，请表示出平衡有利于哪一方？
(1) CH
3
CH
2
CH
2
CHO CH
3
CH
2
CH=CHOH
(2) CH
3
CH
2
CHCH=CH
2
CH
3
CH
2
CH=CHCH
2
(3) CH
3
CH
2
CH
2
N
CH
3
CH
2
CH=N
O
OH
O
O
OHO
(4)
酮式 烯醇 式一、α -氢酸性与烯醇、烯醇负离子形成例题与习题预测下列每组化合物，哪一个烯醇负离子是主要的（动力学控制产物）
(1) CH
3
CCH
2
CH
3
CH
2
=CCH
2
CH
3
CH
3
C=CHCH
3
O
-
Na
+
O
-
Na
+
O
RONa
O O
-
Na
+
O
-
Na
+
CH
3
CH
3
CH
3
RONa
RONa
(2)
一、α -氢酸性与烯醇、烯醇负离子形成例题与习题预测下列每组化合物中，哪一个烯醇结构较稳定，即为热力学控制烯醇？
(1) CH
3
CCH
2
CH
3
CH
2
=CCH
2
CH
3
CH
3
C=CHCH
3
OH OH
O
(2) CH
3
CCH
2
COC
2
H
5
OO
O
O
OH
O
CH
2
=CCH
2
COC
2
H
5
CH
3
C=CHCOC
2
H
5
CH
3
CCH=COC
2
H
5
OH
OH
一、α -氢酸性与烯醇、烯醇负离子形成
4、烯醇硅醚的形成
LDA作用下形成的负离子与三甲基氯硅烷反应生成烯醇硅醚
H
C
H
C
O
CC
O
CC
O
烯醇负 离 子
LDA
(CH
3
)
3
SiCl
CC
OSi(CH
3
)
3
二、α –卤代反应烯醇或烯醇负离子具有 C-C双键，可以接受亲电试剂进攻，发生亲电取代反应。酸碱催化机理有所不同。
二、α –卤代反应
（ 1） Aldehyde and ketone
酸催化下
—— 得一卤代物。
—— 反应性,RCOCHR
2
> RCOCH
2
R > RCOCH
3
碱催化下
—— 得多卤代物
—— RCOCH
3
and RCH(OH)CH
3
发生 卤仿反应
—— 反应性,RCOCH
3
> RCOCH
2
R > RCOCHR
2
二、α –卤代反应
（ 1） Aldehyde and ketone
酸催化机理：
比较 I和 II，由于卤素的吸电子作用,II中羰基氧上的电子云密度降低，因此质子化能力降低，反应多停留在一卤代阶段
C
O
C
H
C
OH
C
H
C
OH
C
X
C
O
C
X
慢
C
OH
C
快
Ⅰ
Ⅱ
XX
H
H
质子化相对容易二、α –卤代反应
（ 1） Aldehyde and ketone
二、α –卤代反应
（ 1） Aldehyde and ketone
碱催化机理：
比较 I和 II，由于卤素的吸电子作用,II中连卤素碳上氢的酸性增强，更容易形成烯醇负离子，反应难以停留在一卤代阶段，将进一步发生多卤代反应。
如果原料是甲基酮，则将发生进一步反应，并断键生成卤仿。
H
3
CC
O
CH
2
H
慢
OH
H
3
CC
O
CH
3
H
3
CC
O
CH
2
X-X
H
3
CC
O
CH
2
X
ⅡⅠ
-X
二、α –卤代反应
（ 1） Aldehyde and ketone
H
3
CC
O
CH
2
X
H
OH
H
3
CC
O
CH
2
X H
3
CC
O
CH
2
-X
X-X
H
3
CC
O
CHX
2
Ⅲ
OH
H
3
CC
O
CX
2
H
3
CC
O
CX
2
-X
X-X
Ⅱ
H
3
CC
O
CX
3
OH
H
3
CC
O
OH
CX
3 H
3
CC
O
OH +
H
3
CC
O
O
Ⅳ
+
CHX
3 如果 是 CHI
3
,则 出现黄 色沉淀
CX
3
二、α –卤代反应
（ 1） Aldehyde and ketone
H
3
CC
O
CI
3
OH
H
3
CC
O
OH
CI
3
H
3
CC
O
OH +
H
3
CC
O
O
+
CHI
3
CI
3
(yellow)
碘仿反应：用于鉴别甲基酮和能氧化为甲基酮的醇思考题：举例说明能氧化为甲基酮的醇有哪些？
二、α –卤代反应例题与习题完成下列反应
CH
3
CH
2
CCH
3
O
H
2
O,HOAc
CH
3
CH
2
CH
2
CHCH
3
OH
I
2
( excess)
NaOH
(CH
3
)
3
CCCH
3
O
Br
2
( excess)
NaOH
O
CH
2
CH
3
Br
2
( 2 mol )
NaOH
Cl
2
( 1 mol )
CH
3
CHCCH
3
O
Cl
CH
3
CH
2
CH
2
COOH + CHI
3
(CH
3
)
3
CCOOH + CHBr
3
O
CH
2
CH
3
Br
Br
二、α –卤代反应
(2) 羧酸及酰卤
Hell-Volhard-Zelinski reaction (HVZ reaction)
二、α –卤代反应例题与习题完成下列反应
COOH
SOCl
2
(CH
3
)
2
CHCH
2
COOH
PBr
3
(CH
3
)CHCH
2
COOH
Br
2
P(cat.)
EtOH
EtOH
H
+
EtOH
COCl
(CH
3
)
2
CHCH
2
COBr
(CH
3
)CHCHCOOH
Br
COOEt
(CH
3
)
2
CHCH
2
COOEt
(CH
3
)CHCHCOOEt
Br
三、Aldol加成和Aldol缩合
1,Aldol addition and aldol condensation
RCH
2
CR
RCHCR
O
O
a nucleophile an electrophile
Aldol addition
Aldol condensation
β-hydroxyaldehyde
β-hydroxyketone
α,β -unsaturated aldehyde
α,β -unsaturated ketone
三、Aldol加成和Aldol缩合
1,Aldol addition and aldol condensation
三、Aldol加成和Aldol缩合
1,Aldol addition and aldol condensation
Aldol condensation
三、Aldol加成和Aldol缩合
1,Aldol addition and aldol condensation
Mechanism for the aldol addtion
三、Aldol加成和Aldol缩合
1,Aldol addition and aldol condensation
例题与习题请写出下列反应的产物
CHO
OH
-
CHO
O
H
OH
CHO
OH
-
CHO
CHOCHO
OH
CHO
+
H
3
CC
O
EtONa
20
0
C
CH CHCO
三、Aldol加成和Aldol缩合
2,The mixed aldol addition
When one of the aldehyde or ketone has no α-H,and
with one excess starting material,one product could
be mainly obtained.
2,The mixed aldol addition
三、Aldol加成和Aldol缩合如果两个反应物都具有 α-H，则将得到四个产物三、Aldol加成和Aldol缩合
2,The mixed aldol addition
How to get the desired product?
采用强碱 LDA与一个醛或酮反应，使之定量地转化为烯醇负离子，然后再向该体系中加入另一个醛或酮，
则可以得到单一产物。
三、Aldol加成和Aldol缩合
3,Intramolecular aldol addition
—— to form cyclic β-hydroxyketone or α,β –unsaturatd
ketone
三、Aldol加成和Aldol缩合
3,Intramolecular aldol addition
三、Aldol加成和Aldol缩合
3,Intramolecular aldol addition
三、Aldol加成和Aldol缩合例题与习题完成下列反应
CH
3
CH=CHCHO
EtONa
O
CHO
+
O
NaOH
H
2
O
O
CHO
NaOH
H
2
O
CH
3
CCH
2
CH
2
CHO
O
OH
-
CHO + CH
3
NO
2
OH
-
CH
2
CH=CHCHO
CH
3
CH=CHCHO
CH
3
CH=CHCH=CH-CH=CHCHO
O
O
O
O
O
12345
CH
2
CCH
2
CH
2
CHO
O
O
OH
1
4 5
CH=CHNO
2
三、Aldol加成和Aldol缩合例题与习题完成下列反应
O
CH
3
COCH
3
K
2
CO
3
O
+ 4 HCHO
OH
-
O
LDA
(CH
3
)
2
CHCHO
O
CHCH(CH
3
)
2
OH
CH
2
OH
CH
2
OH
HOH
2
C
HOH
2
C
O
OH
H
3
C
O
例题与习题试用合适的原料合成下列化合物
HO OH
OH
(1) (2)
CHO
OH
HO OH
OH
(1)
CH
3
CH
2
CHO + 3 HCHO
(2)
CHO
OH
2 (CH
3
)
2
CHCHO
例题与习题从指定原料出发，如何完成下列转化？
CH
3
COCH
3
C CHCOOH
H
3
C
H
3
C
O
O
COOH
COOH
(1)
(2)
C CHCOCH
3
H
3
C
H
3
C
O
O
I
I
思考题：
不使用上述途径，如何用不多于四个碳的原料合成上述两个化合物？
4,Biological
aldol reaction
三、Aldol加成和Aldol缩合四、酮和酯的烷基化反应
1,通过 enolate
四、酮和酯的烷基化反应
2,通过 enamine
两种方法比较通过 enolate的方法，还会得到 二烷基化和氧烷基化 的产物通过 enamine的方法，只得到 单烷基化 的产物，合成上更有用。
四、酮和酯的烷基化反应两种方法比较一、α -氢酸性与烯醇、烯醇负离子形成
——酸碱均能催化酮式—烯醇式互变异构
——LDA可以定量地转化羰基化合物成烯醇盐
C
H
C
O
B
CC
O
CC
O
烯 醇负离 子
CC
OH
H
+
C
H
C
+
OH
- H
+
BH
质子化 醛酮酮式烯醇 式一、α -氢酸性与烯醇、烯醇负离子形成二、α –卤代反应三、Aldol加成和Aldol缩合四、酮和酯的烷基化反应
- H
2
O
CCC
O
α,β-不饱和醛 酮
Aldol-缩合羟醛缩合
CC
O
CC
O
C
O
C
OH
C C
O
烯醇负 离 子
R
-
C
l
CC
O
R
亲 核取代亲核 加成
β-羟基醛 酮烷基化反 应
Aldol-反应羟醛 反应
X-X
CC
X
O
亲电取 代
α?卤代 反应一、α -氢酸性与烯醇、烯醇负离子形成二、α –卤代反应三、Aldol加成和Aldol缩合四、酮和酯的烷基化反应
——How about α,β-unsaturated aldehydes or
ketones?
——How about esters?
——What will happen when mixing a ketone
with an ester?
——How to apply these reactions to synthesize
complicated compounds?
五、α,β -不饱和羰基的亲核加成
1,Michael addition
It is the addition of a α,β -unsaturated
carbonyl compound with an enolate as a
nucleophile
——1,4 – addition
——to form 1,5-dicarbonyl compounds
CCC
O
α,β-不饱和 酮
CC
O
共轭 加成
Michael 加成
C
C
O
O
H
1,5-二 羰基化合 物
BH
CCC
O
CC
O
五、α,β -不饱和羰基的亲核加成
1,Michael addition
It is the addition of a α,β -unsaturated
carbonyl compound with an enolate as a
nucleophile
——1,4 – addition
——to form 1,5-dicarbonyl compounds
e.g.
O
+ CH
2
=CHCOOCH
3
EtONa
O
CH
2
CH
2
COOCH
3
五、α,β -不饱和羰基的亲核加成
1,Michael addition
the nucleophile can be an enolate generated
from compounds other than aldehydes or
ketones
——it can be an ester,a nitro-compound,or a
nitrile
e.g,
CH
3
CH
2
NO
2
+CH
2
=CHCOCH
3
CH
3
ONa
CH
3
CHCH
2
CH
2
COCH
3
NO
2
CH
2
COOCH
3
+
CH
2
=CHCOOCH
3
CH
3
ONa
CHCH
2
CH
2
COOCH
3
COOCH
3
五、α,β -不饱和羰基的亲核加成
1,Michael addition
The best nucleophile are:
β-diketones,β-diesters,β-keto esters,
β-keto nitriles
五、α,β -不饱和羰基的亲核加成
1,Michael addition
More examples:
五、α,β -不饱和羰基的亲核加成
1,Michael addition
Questions:
Please write out the main products:
(1) 2CH
3
CCH=CH
2
O
OO
+
t-BuOK
THF
(2)
(CH
3
)
2
C=CHCCH=C(CH
3
)
2
O
NaOH
O
O
CH
2
CH
2
COCH
3
CH
2
CH
2
COCH
3
C=CHCCH=C
CH
3
CH
2
H
3
C
H
3
C
O
1
23456
O
45
6
1
2
3
H
3
C
H
3
C CH
3
五、α,β -不饱和羰基的亲核加成
1,Michael addition
Questions:
What reagents would you use to prepare
the following compounds?
O
1
2
3
H
2
C
COOCH
3
COOCH
3
4
5
+
O
CH
COOCH
3
COOCH
3
(1)
(2)
CH
3
CCH
2
CH
2
CH(COCH
2
CH
3
)
2
O O
1 2
3 4
5
1 2 3 4 5
CH
3
CCH=CH
2
O
1
23
CH
2
(COCH
2
CH
3
)
2
45
O
+
五、α,β -不饱和羰基的亲核加成
2,Stork enamine reaction
Enamines can be used in place of enolates in
Micheal reactions,
五、α,β -不饱和羰基的亲核加成
3,The Robinson annulation (环合 )
1,5-diketones can undergo an intramolecular aldol
addition to form cyclic β-hydroxyketones or α,β-
unsaturated ketones
O
O
O
加成 -缩合
Robinson成环
C
C
O
O
H
1,5-二羰 基化合物
:B
-
五、α,β -不饱和羰基的亲核加成
3,The Robinson annulation (环合 )
e.g.
(1) CH
3
CCH=CH
2
O
O
O
+
t-BuOK
THF
O
O
CH
2
CH
2
COCH
3
NaOH
H
2
O
O
OH
O
O
O
五、α,β -不饱和羰基的亲核加成
3,The Robinson annulation (环合 )
e.g.
(1) CH
3
CCH=CH
2
O
O
O
+
t-BuOK
THF
CH
3
O
O
CH
2
CH
2
COCH
3
NaOH
H
2
O
CH
3
O
OH
O
O
O
CH
3
CH
3
五、α,β -不饱和羰基的亲核加成
3,The Robinson annulation (环合 )
e.g.
(1) CH
3
CCH=CH
2
O
O
+
CH
3
ONaCH
3
O
CH
3
CH
2
CH
2
COCH
3
NaOH
H
2
O
CH
3
OH
O
CH
3
O
五、α,β -不饱和羰基的亲核加成
3,Robinson annulation (环合 )
Applied in synthesis
五、α,β -不饱和羰基的亲核加成
3,Robinson annulation (环合 )
Applied in synthesis
e.g.
O
COOC
2
H
5
O
CH
3
COOC
2
H
5
O
CH
3
COOC
2
H
5
O
O
+
五、α,β -不饱和羰基的亲核加成
3,Robinson annulation (环合 )
Applied in synthesis
e.g.
O
CH
2
Ph
O
CH
2
Ph
O
O
O
CH
2
Ph
+
A
B
O
CH
2
Ph
O
+
六、酮和酯的酰基化反应
1,Claisen condensation
—— acylation of esters,to give β-keto ester
β-keto ester
六、酮和酯的酰基化反应
1,Claisen condensation
——comparison of aldol reaction with Claisen
condensation
the reaction
is reversible
六、酮和酯的酰基化反应
1,Claisen condensation
With a sodium alkoxide as a base,a successful Claisen
condensation requires an ester with two α-hydrogens and an
equivalent amount of base rather than a catalytic amount of base.
irreversible
the hydrogen is
necessary
an equivalent amount
of base is necessary
六、酮和酯的酰基化反应
1,Claisen condensation
—— for an ester with only one α-H,stronger
base like LDA,or sodium trityl（三苯甲基钠）
should be used as base,the pK
a
value of
tritane（三苯甲烷） is about 31.5
(CH
3
)
2
CHCOOC
2
H
5
+ (C
6
H
5
)
3
C
-
Na
+
Et
2
O
(CH
3
)
2
C
-
COOC
2
H
5
+ (C
6
H
5
)
3
CH
Na
+
pKa ~ 31.5pKa ~ 25 irreversible
(CH
3
)
2
CH C
OC
2
H
5
O
+
-
CCOOC
2
H
5
CH
3
CH
3
(CH
3
)
2
CH C
O
C
CH
3
CH
3
COOC
2
H
5
+ C
2
H
5
O
-
(CH
3
)
2
CH C
O
C
CH
3
CH
3
COOC
2
H
5
+
(C
6
H
5
)
3
C
-
Na
+
(CH
3
)
2
C
-
C
O
C
CH
3
COOC
2
H
5
CH
3
Na
+
(C
6
H
5
)
3
CH+
六、酮和酯的酰基化反应
1,Claisen condensation
—— NaH and KH are common bases used in
Claisen condensation,
—— ethane formed in the reaction may react
with NaH,enforcing the equilibrium to move to
the product side.
2CH
3
COOC
2
H
5
NaH
CH
3
COC
-
HCOOC
2
H
5
+ C
2
H
5
OH
Na
+
C
2
H
5
OH + NaH
C
2
H
5
O
-
+ H
2
六、酮和酯的酰基化反应
1,Claisen condensation
—— Claisen condensation is reversible,With a
catalytic amount of base,a β-diketone can
decompose to the starting ester.
(CH
3
)
2
CH C
O
C
CH
3
CH
3
COOC
2
H
5
C
2
H
5
ONa(cat,amount)
2CH
3
COOC
2
H
5
2(CH
3
)
2
CHCOOC
2
H
5
C
2
H
5
OH
CH
3
COCH
2
COOC
2
H
5
C
2
H
5
ONa(cat,amount)
C
2
H
5
OH,180
0
C
六、酮和酯的酰基化反应
1,Claisen condensation
例题与习题完成下列反应，写出主要产物
2CH
3
CH
2
CH
2
COOC
2
H
5
+ Na + C
2
H
5
OH ( 少量 )
2CH
3
CH
2
CHCOOC
2
H
5
+ C
6
H
5
C
-
Na
+
CH
3
CH
3
CH
2
CH
2
COCHCOOC
2
H
5
CH
2
CH
3
CH
3
CH
2
CH
CH
3
C
O
C
CH
2
CH
3
CH
3
COOC
2
H
5
六、酮和酯的酰基化反应
1,Claisen condensation
例题与习题完成下列反应，写出主要产物
C
2
H
5
ONa(cat,amount)
C
2
H
5
OH
CH
3
COCHCOOC
2
H
5
CH
3
O
COOC
2
H
5
C
2
H
5
ONa(cat,amount)
C
2
H
5
OH
CH
3
COOC
2
H
5
+ CH
3
CH
2
COOC
2
H
5
O
COOC
2
H
5
OC
2
H
5
六、酮和酯的酰基化反应
CH
3
CH
2
CH
2
COOC
2
H
5
+ CH
3
CH
2
COOC
2
H
5
EtONa
CH
3
CH
2
CH
2
COCHCOOC
2
H
5
CH
2
CH
3
+
CH
3
CH
2
COCHCOOC
2
H
5
CH
3
+ CH
3
CH
2
CH
2
COCHCOOC
2
H
5
+ CH
3
CH
2
COCHCOOC
2
H
5
CH
3
CH
2
CH
3
1,Claisen condensation
—— a mixed Claisen condensation
——两个都具有 a-H的酯将得到四个产物
AB
C
D
六、酮和酯的酰基化反应
1,Claisen condensation
—— a mixed Claisen condensation
—— 如果其中一个酯没有 a-H，则可以得到单一产物例如：使用苯甲酸酯、草酸酯
+ CH
3
CH
2
COOC
2
H
5
(1) NaH
COOC
2
H
5 COCHCOOC
2
H
5
CH
3
(2) H
+
(COOC
2
H
5
)
2
+ CH
3
CH
2
COOC
2
H
5
(1) EtONa
(2) H
+
CH
3
CHCOOC
2
H
5
COCOOC
2
H
5
六、酮和酯的酰基化反应
1,Claisen condensation
—— a mixed Claisen condensation
—— 如果其中一个酯没有 a-H，则可以得到单一产物又例如利用甲酸酯：
HCOOC
2
H
5
(1) EtONa
HC CHCOOC
2
H
5
O
CH
3
(2) H
+
+
CH
2
COOC
2
H
5
HCOOC
2
H
5
(1) EtONa
HC CH
2
COOC
2
H
5
O
(2) H
+
+
CH
3
COOC
2
H
5
H
C
CH
2
COOC
2
H
5
O
CH
2
HC
O
C
2
H
5
OOC
O
CH
H
2
C
COOC
2
H
5
- H
2
O
COOC
2
H
5
COOC
2
H
5
C
2
H
5
OOC
但是甲酸酯的缩合产物很活泼，如：
六、酮和酯的酰基化反应
1,Claisen condensation
例题与习题完成下列反应，写出主要产物
N
COOCH
3
+ CH
3
CH
2
COOC
2
H
5
NaH
(1)
O
COOC
2
H
5
+ CH
3
COOC
2
H
5
EtONa
(2)
CH
2
CN
(4)
+ (C
2
H
5
O)
2
CO
EtONa
(3)
C
10
H
21
COOC
2
H
5
+ (COOC
2
H
5
)
2
EtONa
N
COCHCOOC
2
H
5
CH
3
O
COCH
2
COOC
2
H
5
C
9
H
19
CHCOOC
2
H
5
COCOOC
2
H
5
CHCOOC
2
H
5
CN
六、酮和酯的酰基化反应
2,Dieckmann condensation
—— intramolecular condensation
—— to form a cyclic β-keto ester
—— a 1,7-diester may form a six-member ring β-
keto ester
六、酮和酯的酰基化反应
2,Dieckmann condensation
—— intramolecular condensation
—— to form a cyclic β-keto ester
—— mechanism
六、酮和酯的酰基化反应
2,Dieckmann condensation
—— 例题与习题
—— 完成下列反应，写出主要产物：
NaOC
2
H
5
(1)
(2)
(3)
CH
3
CH
CH
2
CH
2
COOC
2
H
5
CH
2
CH
2
COOC
2
H
5
CHC
2
H
5
OOC
CH
2
COOC
2
H
5
CH
2
CH
2
COOC
2
H
5
NaOC
2
H
5
CPh
CH
2
CH
2
COOC
2
H
5
CH
2
CH
2
COOC
2
H
5
COOC
2
H
5
NaOC
2
H
5
O
COOC
2
H
5
H
3
C
O
COOC
2
H
5
Ph
COOC
2
H
5
COOC
2
H
5
O
COOC
2
H
5
1
2
5
4
3
1
2
3
4
5
3个不同的 a-H
六、酮和酯的酰基化反应
3,用酰氯或酸酐进行酯的酰基化
—— 一元酸酯在强碱作用下，可用酰氯或酸酐进行酰基化，反应需要在非质子型溶剂中进行，
(CH
3
)
2
CHCOOC
2
H
5
Ph
3
C
-
Na
+
Et
2
O
(CH
3
)
2
CCOOC
2
H
5
Na
+
C
6
H
5
COCCOOC
2
H
5
CH
3
CH
3
C
6
H
5
COCl
Et
2
O
CH
3
COOC
2
H
5
LDA
THF,-78
0
C
Li
+
(1) (CH
3
)
3
CCOCl
CH
2
=C
O
-
OC
2
H
5
(2) H
2
O
(CH
3
)
3
CCOCH
2
COOC
2
H
5
CH
3
COOC
2
H
5
LDA
THF,-78
0
C
CH
2
=C
OSi(CH
3
)
3
OC
2
H
5
(CH
3
)
3
SiCl
(1) CH
2
=CHCH
2
COCl
(2) H
2
O
CH
2
=CHCH
2
COCH
2
COOC
2
H
5
六、酮和酯的酰基化反应
4,Acylation of ketones and aldehydes
condensation of a ketone and an ester,or acid anhydride
—— to form a β-keto aldehyde or a β-diketone
more acidity
no α-H
a good method
六、酮和酯的酰基化反应
4,Acylation of ketones and aldehydes
condensation of a ketone and an ester,or acid anhydride
—— to form a β-keto aldehyde or a β-diketone
—— more examples:
CH
3
COCH
3
+ (CH
3
CO)
2
O
BF
3
CH
3
COCH
2
COCH
3
C
6
H
5
COOC
2
H
5
+ CH
3
COC
6
H
5
EtONa
C
6
H
5
COCH
2
COC
6
H
5
80%~85%
62%~71%
CH
3
COCH
2
CH
3
+ CH
3
CH
2
COOC
2
H
5
NaH
CH
3
CH
2
COCH
2
COCH
2
CH
3
+ CH
3
CH
2
COCHCOCH
3
CH
3
51% 9%
六、酮和酯的酰基化反应
4,Acylation of ketones and aldehydes
—— via enamines
七、β -二羰基化合物的反应与应用
1,β-二羰基化合物的结构特征与反应特性
—— 由于两个羰基的吸电子作用,β-二羰基化合物中连接两个羰基的亚甲基十分活泼，表现为酸性增强，形成的烯醇负离子也十分稳定。如：
76%24%
七、β -二羰基化合物的反应与应用
1,β-二羰基化合物的结构特征与反应特性
—— β-二羰基化合物由于具有活泼的亚甲基，常被称为活泼亚甲基化合物。它们在碱的作用下，容易形成烯醇负离子，作为亲核试剂与卤代烃、酰卤、和羰基发生亲核反应，在合成上是重要的增长碳链的试剂
—— 比如,Michael加成（本章第四个问题）
—— 乙酰乙酸乙酯和丙二酸二乙酯是其中的典型代表七、β -二羰基化合物的反应与应用
2,Ethyl acetoacetate and malonic ester
——Decarboxylation of Ethyl acetoacetate and malonic ester
（ 1）乙酰乙酸乙酯的 成酮分解
H
3
CC
O
CH
2
C
O
OEt
H
2
O
H
3
CC
O
CH
2
C
O
O
:
:
:
..
.
.
-CO
2
H
3
CC
O
CH
2
H
3
CC
O
CH
2
H
2
O
H
3
CC
O
CH
2
C
O
O
H
-CO
2
H
3
CC
CH
2
OH
互变异 构
H
3
CC
O
CH
3
稀 OH
H
七、β -二羰基化合物的反应与应用
2,Ethyl acetoacetate and malonic ester
——Decarboxylation of Ethyl acetoacetate and malonic ester
（ 2）乙酰乙酸乙酯的 成酸分解
H
3
CC
O
CH
2
C
O
OEt
浓 OH
H
3
CCCH
2
C
O
OEt
OH
O
H
3
CC
O
OH
+
H
2
C
C
O
OEt H
3
CC
O
O
+
H
3
CC
O
OEt
H
2
O
2CH
3
COOH +
C
2
H
5
OH
D
H
七、β -二羰基化合物的反应与应用
2,Ethyl acetoacetate and malonic ester
——Decarboxylation of Ethyl acetoacetate and malonic ester
（ 3） β -羰基酯均能发生与乙酸乙酰乙酯类似的成酮或成酸分解反应。例如：
(CH
3
)
3
CCOCH
2
COOC
2
H
5
(1) OH
-
(2) H
+
(CH
3
)
3
CCOCH
3
+ C
2
H
5
OH + CO
2
(1) con,OH
-
(2) H
+
(CH
3
)
3
CCOOH + CH
2
COOH
CH
2
=CHCH
2
COCH
2
COOC
2
H
5
(1) OH
-
(2) H
+
CH
2
=CHCH
2
COCH
3
+ C
2
H
5
OH + CO
2
七、β -二羰基化合物的反应与应用
2,Ethyl acetoacetate and malonic ester
——Decarboxylation of Ethyl acetoacetate and malonic ester
（ 4）丙二酸二乙酯的分解
CH
2
(COOEt)
2
稀 OH
H
2
O
HO C
O
CH
2
C
O
O
H
135℃
-CO
2
HO C
CH
2
OH
HO C
O
CH
3
互变异构
H
七、β -二羰基化合物的反应与应用
2,Ethyl acetoacetate and malonic ester
—— alkylation of ethyl acetoacetate and malonic ester
H
3
CC
O
CH
2
C
O
OEt
H
3
CC
O
CHCOOC
2
H
5
H
3
CC
O
CHCOOC
2
H
5
R-X
H
3
CC
O
H
C C
O
OEt
R
EtONa
(1) EtONa
(2) R'-X
H
3
CC
O
C C
O
OEt
R
R'
CH
3
COCH
2
RRCH
2
COOH CH
3
COCH
R'
R
CHCOOH
R'
R
取代甲基酮 取代甲基酮取代乙酸 取代乙酸七、β -二羰基化合物的反应与应用
H
3
CC
O
CH
2
C
O
OEt
H
3
CC
O
CHCOOC
2
H
5
H
3
CC
O
CHCOOC
2
H
5
RCO-X
H
3
CC
O
H
C C
O
OEt
COR
NaH
-H
2
CH
3
COCH
2
COR
RCOCH
2
COOH
RCOCH
3
2,Ethyl acetoacetate and malonic ester
—— acylation of ethyl acetoacetate and malonic ester
—— 酰化反应中一般选用 NaH代替醇钠作为碱，以避免反应中的醇与酰卤反应。
取代甲基酮
β-二酮七、β -二羰基化合物的反应与应用
H
3
CC
O
CH
2
C
O
OEt
C
2
H
5
ONa
H
3
CC
O
CH
2
C
O
OEt
1) NaOH
2) RCOX
3) H
2
O
H
3
CC
O
CH C
O
OEt
COR
1) 稀 OH
-
2) H
+
,?
H
3
CC
O
CH
2
C
O
R
1) RX
2) H
2
O
1) EtONa
2) R'X
3) H
2
O
H
3
CC
O
C C
O
OEt
H
3
CC
O
CH
R
R'
R
CH
R'
COOH
H
3
CC
O
H
C
R
COOEt
H
3
CC
O
CH
2
R
CH
2
COOHR
1) 浓 OH
-
2) H
+
,?
1) 稀 OH
-
2) H
+
,?
1) 稀 OH
-
2) H
+
,?
1) 浓 OH
-
2) H
+
,?
R
R'
教材中 P365转化图更正七、β -二羰基化合物的反应与应用
3,Designing a synthesis
Example 1
七、β -二羰基化合物的反应与应用
3,Designing a synthesis
七、β -二羰基化合物的反应与应用
3,Designing a synthesis
Example 2
七、β -二羰基化合物的反应与应用
3,Designing a synthesis
Example 3
七、β -二羰基化合物的反应与应用
3,Designing a synthesis
七、β -二羰基化合物的反应与应用
4,1,3-二羰基化合物的 γ-烷基化和 γ-酰基化
—— 1,3-二羰基化合物在二分子强碱（如 KNH
2
，
NaNH
2
,RLi等）作用下，可以形成双负离子，再与一分子卤代烃或酯反应，可在 γ-位进行烷基化或酰基化反应，反应具有区域选择性。
CH
3
C
O
CH
2
C
O
OEt
2NaNH
2
-
H
2
CC
O
CH
-
C
O
OEt H
2
C
C
O
-
C
H
C
O
-
OEt
NH
3
(l)
(1) R-X
(2) NH
4
Cl
RCH
2
COCH
2
COOEt
(1) RCOOEt
(2) NH
4
Cl
RCOCH
2
COCH
2
COOEt
1NaNH
2
H
3
CC
O
CH
-
C
O
OEt
-
H
2
CC
O
CH
2
C
O
OEt
more stable
七、β -二羰基化合物的反应与应用
C
O
CH
2
C
O
CH
3
2NaNH
2
-
HC C
O
CH
-
C
O
CH
3
C
H
C
O
-
C
H
C
O
-
CH
3
NH
3
(l)
(1) R-X
(2) NH
4
Cl
(1) RCOOEt
(2) NH
4
Cl
H
2
C
C
O
CH
2
C
O
CH
3
H
C
C
O
CH
2
C
O
CH
3
H
C
R
COR
H
2
CC
O
CH
-
C
O
CH
2
-
less stable
+
more stable
4,1,3-二羰基化合物的 γ-烷基化和 γ-酰基化
—— 不对称 1,3-二羰基化合物有两个 γ-位，则反应在酸性较强的 γ-位进行。
七、β -二羰基化合物的反应与应用
5,例题与习题从乙酰乙酸乙酯或丙二酸二乙酯出发合成下列化合物
(1) CH
3
CH
2
CHCOOH
CH
3
(2) CH
3
COCH
2
CH
2
COOH
(3) CH
3
CH
2
CH
2
COCH
2
COCH
3
(4) CH
3
COCH
2
CH
2
CH
2
Br
七、β -二羰基化合物的反应与应用
5,例题与习题从环己醇出发合成下列化合物
(1) (2)
CH
2
C
2
H
5
O
CH
2
C
2
H
5
O
COOC
2
H
5
七、β -二羰基化合物的反应与应用
5,例题与习题完成反应：
(1)
(2)
H
3
CH
2
C
O
COOC
2
H
5
CH
2
COCH
2
COCH
3
2NaNH
2
NH
3
(l)
(1) CH
3
CH
2
CH
2
Br
(2) NH
4
Cl
O
H
3
C
COOC
2
H
5 KNH
2
NH
3
(l)
(1) CH
3
CH
2
Br
(2) NH
4
Cl
(3)
2NaNH
2
NH
3
(l)
(1) CH
3
COOC
2
H
5
(2) NH
4
Cl
八、其他缩合反应
1,Mannich reaction（胺甲基化反应）
R'CCH
2
R
O
+
CH
2
O
+
HN(CH
3
)
2
H
+
R'CCH
O
R
CH
2
N
CH
3
CH
3
思考题：反应机理如何？以下反应机理又如何？
CH
2
CHO
CH
2
CHO
+ NH
2
CH
3
CH
2
COOH
C
CH
2
COOH
O
N
CH
3
O
COOH
HOOC
N
CH
3
O
颠茄酮八、其他缩合反应
2,Reformastsky reaction（ α-卤代酸酯的缩合）
——在锌粉的还原作用下,α -卤代酸酯可以优先形成烯醇盐，并进攻醛或酮羰基而得到 β -羟基酯
R
CH
C
O
OEt
Br
Zn
:
RHC
C
O
OEt
ZnBr
R'
O
R"
R'
O
"R
R
O
OEt
ZnBr
H
2
O
R'
OH
"R
R
O
OEt
-羟基 酯
β
八、其他缩合反应
3,Darzen reaction（ α-卤代酸酯的缩合）
——在碱作用下,α -卤代酸酯优先形成烯醇盐，
并进攻醛或酮羰基，伴随着X
-
的消去，得到
α,β -环氧酯
RCH
X
C
O
OEt
B
:
RC
X
C
O
OEt
R'
O
R"
R'
"R
O
R X
O
OEt
-X
R'
"R
O
R
O
OEt
-环氧 酯α,β
八、其他缩合反应
4,Benzoin Condensation（安息香缩合）
—— 无 α-H的芳香醛在 CN
-
的作用下生成 α-羟基酮
C
O
H
δ
-
δ
+
CH
O
CN
ⅠⅡ
H迁移极性 反转
C
OH
CN
C
O
H
Ⅳ
ⅤⅥ
C
CN
OH
C
O
H
H迁移
C
CN
O
C
OH
H
-CN
C
O
CH
OH
本章主要内容一、α -氢的酸性与烯醇、烯醇负离子的形成二、α-卤代反应三、Aldol加成和Aldol缩合四、酮和酯的烷基化反应五、酮和酯的酰基化反应六、α,β -不饱和羰基化合物的亲核加成七、β -二羰基化合物的反应与应用八、其他缩合反应
