-碳的卤代及烷(酰)基化反应 醛(酮)及酯的缩合反应 生成碳碳双键的反应 成环的反应 其他类型的负碳离子反应 第十五章 负碳离子反应 -碳的卤代及烷(酰)基化反应 醛(酮)及酯的缩合反应 生成碳碳双键的反应 成环的反应 其他类型的负碳离子反应

负碳离子的产生方式 酸性与碱性产生负碳离子的因果关系相反。

15.1 -碳的卤代及烷(酰)基化反应 1．醛(酮)-碳的卤代反应 酸催化醛(酮)-碳的卤代反应机理： 15.1 -碳的卤代及烷(酰)基化反应 1．醛(酮)-碳的卤代反应 酸催化醛(酮)-碳的卤代反应机理： -Br的吸电子作用使C=O中O的负电荷降低，无法再接受H+形成质子化羰基，无法再次发生反应。

碱催化醛(酮)-碳的卤代反应机理：

2．醛(酮)-碳的烷(酰)基化反应 醛(酮)-碳的烷(酰)基化所用的卤代烃为活泼卤代烃，如：1RX、phCH2X、RCH=CHCH2X、RCOCH2X及-卤代酸酯等。反应可通过烯胺中间体或在强碱性介质中进行。

A. 通过烯胺中间体的多烷(酰)基化 B. 在强碱介质中的多烷(酰)基化

3．乙酰乙酸乙酯和丙二酸二乙酯 在合成中的应用 A. CH3COCH2COOC2H5 a. 成酮分解——合成取代丙酮

合成2-乙基-2,4-戊二酮 合成甲基环己基酮 合成甲基二酮

使用I2可直接联结两个乙酰乙酸乙酯： 合成环状化合物

合成1,4-二酮 写出下述反应机理

b. 成酸分解——合成取代乙酸 合成环己基乙酸 合成甲基丁二酸

B. CH2(COOC2H5)2 合成取代乙酸 合成2-甲基-3-羰基戊酸

合成环己基乙酸 合成二酸 合成环状化合物

15.2 醛(酮)及酯的缩合反应 4．羟醛缩合——负碳离子缩合反应的基础 15.2 醛(酮)及酯的缩合反应 4．羟醛缩合——负碳离子缩合反应的基础 定义：在稀碱或稀酸作用下，醛(酮)的-C形成的负碳 离子对另一个醛(酮)分子的羰基的亲核加成反应，生成-羟基醛(酮)。 酸催化羟醛缩合反应机理：

碱催化羟醛缩合反应机理：

酮的羟醛缩合

交叉羟醛缩合 但是如果一种醛(酮)有-H，而另一种没有，则使反应专一，具备应用价值：

共轭效应的影响

芳香族醛(酮)的羟醛缩合

分子内羟醛缩合

芳香族醛(酮)、加热条件下的脂肪族醛(酮)、分子内的羟醛缩合反应要脱水生成,-不饱和醛(酮)；室温下脂肪族醛(酮)的羟醛缩合反应不脱水，生成-羟基醛(酮)。

通过有机锌试剂的羟醛缩合反应

5．酯-酮缩合 定义：在碱性条件下，醛(酮)的-C形成的负碳离子对酯羰基的亲核加成-消除反应，生成1,3-二酮。 反应历程：

写出下列反应的机理

写出下列反应的机理

6．酯的Claisen缩合 定义：在强碱性条件下，酯的-C形成的负碳离子对另一个酯分子的羰基的亲核加成-消除反应，生成-羰基酯。 反应历程：

该反应与醛(酮)的羟醛缩合类似，不同之处在于酯的-H的酸性较弱，需要用强碱(如：RONa、NaH、ph3CNa等)方可使-C生成负碳离子，例如：异丁酸乙酯的缩合反应就需要用到强碱ph3CNa才能产生-C- 二酯发生分子间缩合

交叉Claisen酯缩合 一个酯没有-H则反应位置专一，在合成上具备应用价值：

二酯发生分子间交叉缩合

7．酯的Dieckmann缩合 ——分子内Claisen缩合

当二酯不对称时，要判断哪个-C更容易生成负碳离子：

写出反应机理

8．酯的Darzen缩合 定义：在强碱性条件下，-卤代酸酯的-C形成的负碳离子对醛(酮)羰基的亲核加成，然后再发生分子内亲核取代反应，生成,-环氧酸酯。 反应历程：

15.3 生成碳碳双键的反应 9．Reformatsky反应 15.3 生成碳碳双键的反应 9．Reformatsky反应 定义：-溴代酸酯在Zn作用下形成有机锌化合物醛(酮)羰基的亲核加成-消除反应，生成-羟基酸酯，如能进一步发生脱水，则生成,-不饱和酸酯。

反应历程：

注意Reformatsky反应和Darzen反应的区别

有机锌的反应类型： 有机锌 反应物 产物 CO2

总结——有机金属化合物的反应 - RLi RMgX BrZn(R)CHCOOR R2CuLi R2Cd HCHO RCH2OH HOCH2CH(R)COOR - 环氧乙烷 RCH2CH2OH HO(CH2)2CH(R)COOR R’CHO R’CH(OH)R R’CH=C(R)COOR R’COR R’COR” R’R”RCOH R’R”C=C(R)COOR RC-CH-C=O C=C-C=O 空阻小 C=C-C(R)-OH 空阻大

- RLi RMgX BrZn(R)CHCOOR R2CuLi R2Cd R’COX (R’CO)2O 低温 R’COR 室温 R’2COH R’CO(R)CHCOOR - R’COR (仅与酰氯) R’COOR” R’R2COH R’C(OH)(OR”) (R)CHCOOR R’CONH2 R’COR (2 mol) R’CN R’COR (1 mol) R’C(=NH)(R)CHCOOR 1 R’X R’-R 2、3R’X 消除反应生成 C=C R’COOH (仅与2molRLi)

10．Perkin反应 定义：酸酐在相应的酸盐作用下生成的-C-与芳香醛亲核加成后再脱水，生成,-不饱和芳香酸。 反应历程 ：

11．Knoevenagel反应 定义：含活泼亚甲基的化合物在弱酸(碱)作用下形成的负碳离子对醛(酮)羰基的亲核加成-消除反应，生成C=C。 反应历程：

Knoevenagel反应中需要加入弱酸，如：乙酸，其目的在于质子化醛(酮)的羰基，有利于弱碱的亲核加成，如丁酮在乙酸、六氢吡啶体系中与氰基乙酸乙酯反应的机理： 反应过程：

写出下列反应机理：

12．Wittig反应 定义：1和2卤代烃与三苯基膦(Pph3)生成的季膦盐在极强碱(phLi、ph3CNa、NaH等)作用下消除卤化氢生成具有负碳离子性质的中间体ylide，ylide与醛(酮)C=O亲核加成后，消除三苯氧膦(ph3P=O)，将C=O转化为C=C。 反应历程：

Horner的改进：用亚磷酸三乙酯((C2H5O)3P)代替ph3P与RX反应得到中间产物(Arbuzov反应)后，采用一般的NaOC2H5即可促使下一步反应，使操作大为简化，反应历程如下：

二甲硫醚 CH3SCH3 二甲亚砜(DMSO) CH3SOCH3

总结：环氧化合物的合成 1. 烯烃过酸氧化(在Ag+催化下空气氧化)； 2. -卤代醇在NaOH存在下的消除HX； 3. -卤代酸酯的Darzen缩合反应； 4. 硫ylide与醛(酮)反应。

15.4 成环的反应 13．Michael加成 定义：负碳离子与,-不饱和醛(酮)的1,4-加成。 反应历程：

14．Robinson成环 定义：Michael加成后，再发生分子内的羟醛缩合(或酯酮缩合)，形成六元环状,-不饱和酮(或1,3-环己二酮)。 形成,-不饱和酮 C1’=C2’ 原为C=O；C1-C2原为C=C； C2-C3是Michael加成联结形成的。

通过烯胺中间体得到不同的,-不饱和酮：

方框内的反应机理

写出下述反应机理：

形成1,3-环己二酮 合成1,3-环己二酮的方法

15.5 其他类型的负碳离子反应 15．Cannizzarro反应 15.5 其他类型的负碳离子反应 15．Cannizzarro反应 定义：不含-H的醛在浓碱作用下一半被还原为醇，另一半被氧化为酸的反应，也称醛的歧化反应。 反应历程：

不含-H的连二酮类化合物可发生分子内的歧化反应：

16．安息香缩合 定义：芳香醛在CN-催化下二聚为-羟基酮的反应。 反应历程：

吸电子基团和推电子基团对反应的影响：

如果一种芳香醛含有推电子基团，另一种含有吸电子基团，产物专一： 对安息香缩合反应的重大改进：用维生素B1(硫胺素，thiamine) 代替CN-：

17．Mannich反应 定义：甲醛与仲胺在弱酸性介质中亲核加成，再脱水形成的正碳离子与醛(酮)、羧酸、酯、硝基化合物、腈的-C，以及端炔、酚的邻对位等具有负碳离子性质的位置偶联，也称为Mannich胺甲基化反应。目前，胺也包括伯胺，醛也不仅限于甲醛。 反应历程：

18．Favorskii反应 定义：在强碱介质中，酮的-C形成的负碳离子对另一个被氯代或溴代的-C亲核取代形成环丙酮中间体，该中间体与强碱反应生成羧酸衍生物，也称Favorskii重排。在此反应中，强碱作为反应物决定生成何种羧酸衍生物。 反应历程：

19．Stevens重排 定义：在强碱介质中，季铵盐的-C形成负碳离子，另一个烃基迁移至该负碳离子上，同时季铵盐转化为叔胺。 反应历程：

叔锍盐也可在强碱介质中发生Stevens重排： 迁移基团构型保持

20．Baylis-Hillman反应 定义：连有吸电子基团(EWG)的端烯在3胺催化下，与醛(酮)或亚胺偶联生成烯丙醇(胺)的反应。