第十二章 缩合反应 （Condensation）

Presentation on theme: "第十二章 缩合反应 （Condensation）"— Presentation transcript:

1 第十二章 缩合反应 （Condensation）
12.1 概述 12.2 醛醇缩合反应 12.3 羧酸及其衍生物的缩合

2 12.1 概述 一、定义 凡是两个分子互相作用失去一个小分子，生成一个较大分子的反应，以及两个分子通过加成作用生成一个较大分子的反应都可称作“缩合反应” 。 二、一般反应历程 与吸电基的相连的α-C上具有一定酸性的活泼氢，在碱(B)的催化作用下，可以脱质子而形成碳负离子。

3 这类碳负离子可以与醛、酮、羧酸酯、羧酸酐以及烯键和炔键发生亲核加成反应或者与卤烷发生亲核取代反应，形成新的碳.碳键而得到多种类型的产物。

4 三、脂链中亚甲基和甲基上的氢的酸性 四、本章讨论内容 各种吸电基Y对α-甲基上氢的活化能力的次序如下：
在亚甲基上连有两个吸电基X和Y时，亚甲基上氢原子的酸性明显增加。 四、本章讨论内容 具有活泼氢的化合物与羰基化合物之间的缩合反应。

5 12.2 醛醇缩合反应 含有活泼α氢的醛或酮在碱或酸的催化作用下生成β-羟基醛或β-羟基酮的反应统称为Aldol缩合反应，中文译名为醛醇缩合反应。它包括醛醛缩合、酮酮缩合和醛酮交叉缩合三种反应类型。

6 一、催化剂 二、一般反应历程 Aldo1缩合一般都采用碱催化法。
无机碱: NaOH(最常用), Na2CO3 , KOH, Ca(OH)2, Ba(OH)2 有机碱: EtONa, NaH, (EtO)3Al 二、一般反应历程 以乙醛的自身缩合为例 它在碱的作用下先脱质子生成碳负离子，后者再与另一分子乙醛中的羰基碳原子发生亲核加成反应而生成3-羟基丁醛(英文名Acealdol，简称Aldol)。

7 β-羟基醛可以进一步发生消除反应，脱去一分子水而生成不饱和醛
反应式： 机理： β-羟基醛可以进一步发生消除反应，脱去一分子水而生成不饱和醛 α,β-丁烯醛

8 三、醛醛缩合 1、同分子醛的自身缩合

9 2、异分子醛之间的交叉缩合 可能生成四种羟基醛

10 3、甲醛与含α-活泼氢的醛、酮之间的缩合 羟甲基化或Tollens缩合 例如 三羟甲基乙醛 还原 季戊四醇(四羟甲基甲烷)

11 4、芳醛与含α-活泼氢醛、酮之间的缩合 反应得产品构型，一般都是反式为主

12 若两个碳原子上都有α-活泼氢，则可能得到
两个不同的产物

13 12.3羧酸及其衍生物的缩合 一、Perkin反应 二、Knoevenagel反应 三、Claisen缩合 四、 Stobbe缩合 五、 Darzens缩合

14 一、Perkin反应 脂肪族的酸酐在相应的脂肪酸碱金属盐的催化作用下与芳醛(或不含α-氢的脂醛)进行缩合生成β-芳基丙烯酸类化合物的反应。
反应机理 亲核加成

15 二、Knoevenagel反应 含有强活泼亚甲基的化合物X-CH2-Y在碱的催化作用下，脱质子以碳负离子亲核试剂的形式与醛或酮的羰基碳原子发生Aldol型亲核加成-消除脱水反应，生成α，β-不饱和化合物的反应。 其详细反应历程尚未取得肯定意见

16 催化剂 吡啶、哌啶、乙酸.哌啶、乙二胺等有机碱，以及氨和乙酸铵等 常用的活泼亚甲基化合物 氰乙酸酯、乙酰乙酸酯、丙二酸酯、氰乙酰胺、丙二酸单酯单酰胺和丙二氰等。 丙二酸二乙酯、氰基乙酸乙酯和乙酸乙酯都是进行Knoevengel反应的主要作用物之一，利用不同的醛，可以生成各种不同的α、β-不饱和酯。 反应通常在回流的苯及甲苯液中进行，以便随时不断地除去反应过程中生成的水。

17 例如 呋喃丙烯酸

18 三、Claisen缩合 Claisen缩合反应是醛、酮或酯分子中的亚甲基在强碱作用下进攻一个酯分子中的羰基，而后消除其烷氧基 。
反应需要的催化剂：乙醇钠、叔丁醇钾、氨化钠、氢化钠等强碱。

19 酮的结构对Claisen缩合的影响： 甲基酮最活泼，取代甲基酮比较不活泼。 烯酸酯可以与酮进行正常的缩合产物：

20 炔酸酯与酮缩合的产物，可以自行环化: 为防止酮或酯的自缩合，可以把酮和酯混合好，滴加到催化剂在溶剂的悬浮液中。 分离二酮可以用真空蒸馏或者重结晶的方法；较好的办法是把二酮转变成铜的螯合物，分离后再变回二酮。

21 四、 Stobbe缩合 Stobbe缩合反应在有机合成上的应用， 它的产物在强酸中加热水解可发生脱羧反应，得到较原来酮、酸增加三个碳原子的不饱和羧酸。

22 五、 Darzens缩合 反应中所产生的主要立体异构体，取决于反应中羟醛缩合这一步和关环的一步。例：
关环反应有利于生成酯基官能团和β—碳原子上较大基团呈反式的立体异构。

23 END

24 羟醛缩合反应催化剂的选择 最常用的催化剂：NaOH、KOH等。 醛遇到强碱可发生树脂化和Cannizzaro反应，因此，一般使用较小剂量，使其在反应液中浓度比较低，不致引起副反应 。 伯胺、仲胺亦是好的催化剂，六氢吡啶和四氢吡咯用的最普遍，特别与乙酸并用效果最好。 硫酸、盐酸、乙酸及各种Lewis酸亦可为羟醛缩合反应的催化剂 。