1、Yunnan University,云南大学,精品课程 Organic Chemistry,有机化学教研室云南大学化学科学与工程学院,第十一章 醛、酮、醌（2）,11.3.1 羰基的亲核加成5. 对共轭不饱和醛酮的加成（P344）,不饱和羰基化合物是指分子中即含有羰基，又含有不饱和烃基的化合物，根据不饱和键和羰基的相对位置可分为三类。（1）烯酮（RCH=C=O）（2）,-不饱和醛酮（RCH=CH-COR）（3）孤立不饱和醛酮 （RCH=CH（CH2）nCHO） n1 孤立不饱和醛酮兼有烯和羰基的性质，,-不饱和醛酮、烯酮有其特性及用途，下面我们主要讨论,-不饱和醛酮 化合物。,5. 对共轭不饱
2、和醛酮的加成,共轭不饱和醛酮的结构特点：,1,2-位的 CO和 3,4-位的 CC 构成共轭体系亲核试剂 Nu：加成时，既可 1,2-位的加成（产物） 也可 1,4-位的加成（产物）,不饱和醛酮发生亲核加成时：究竟是 1,2-位加成为主，还是1,4-位加成为主？ 这与反应的条件（温度高低）、试剂的亲核性强弱以及反应物的结构等因素有关！ 一般地： 1,2-位加成为 动力学控制过程 1,4-位加成为热力学控制过程,表11.3 影响加成反应的因素,实例1 ：1） PhCH=CH-CH=O 与PhMgBr反应，100 为 1，2加成（CO上加成）；2） PhCH=CH-C=O（C(CH3)3与PhMg
3、Br 反应 100% 为 1，4加成（CC上加成）,实例2 ：,乙烯酮 简介：,1 物性：常温下，为无色气体。沸点56。具有特别难闻的气味，毒性很大,2 化性: 活 泼, 二聚, 加成,CH2=C=O,3制备, 乙酸热解, 丙酮热解,麦克尔（Michael）加成反应简介,-不饱和醛酮、羧酸、酯、硝基化合物等与有活泼亚甲基化合物的共轭加成反应称为麦克尔（Michael）反应，其通式是：,麦克尔（Michael）反应是构建CC键的重要方法之一； 在有机合成上有重要的应用价值。,Michael addition 特点：1, 4 addition to form 1, 5-dicarbonyl com
4、pounds,e.g. :,二、,不饱和醛、酮的特性,1. 加成,麦克尔反应：把碳负离子对，不饱和醛、酮、羧酸、酯、腈、硝基化合物的共轭加成反应。,6.亲核加成反应中的立体选择性 Stereochemistry Selectivity（P345）,非手性条件下，得外消旋体:,手性条件下，有立体选择性，Cram法则： 羰基上的R基团与大的基团 (L) 呈重叠式构象，羰基氧则处于中等基团 (M) 与较小基团 (S) 中间，亲核试剂从小的基团这一方进攻为主要进攻方向。,醛酮的 a C上 H 具有一定的酸性，可被强碱夺去，生成烯醇负离子： 烯醇负离子由于羰基的共轭作用得以稳定,11.3.2 羰基化合物
5、 -碳上活性H的反应,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：,11.3.2 -H的反应,羰基化合物的 a - 氢的酸性,醇ROH的pKa约为1518， 的pKa 为25醛酮RCH2COR羰基a-H的pKa约为1620酯RCH2COOR羰基a-H的pKa 为25可见在适当的碱作用下，醛酮羰基的a-H可以离解，而形成碳负离子；常用碱有： OH-，EtONa，t-BuOK，(i-Pro)2NHLi（LDA），PhLi等（RNH2 的pKa 为35，PhH的pKa 为44 ，H2O 的pKa 为15 ）,11.3.2 -H的反应,简单脂肪
6、醛在平衡体系中的烯醇式含量极少。,在溶液中有-H的醛、酮是以酮式和烯醇式互变平衡而存在的。,羰基化合物的互变异构,11.3.2 -H的反应,酸促进烯醇化,碱促进烯醇化,11.3.2 -H的反应,1. 羟醛Aldol 加成和 羟醛Aldol 缩合,Aldol 加成Aldol 缩合,-羟基醛 -羟基酮,a, 不饱和醛a, 不饱和酮,反应条件：稀碱或酸催化,11.3.2 -H的反应,有-H的醛在稀碱（10%NaOH）溶液中能和另一分子醛相互作用，生成-羟基醛 ，故称为羟醛缩合反应。,一、羟醛缩合 aldol condensation,除乙醛外，其它醛所得产物在C上带有支链的羟醛或烯醛。无H的醛酮不能
7、发生羟醛缩合 两种不同的带H的醛酮进行羟醛缩合，反应产物复杂，这样“交叉” 羟醛缩合在合成上的应用是有限的(一般不用在合成上)。但无H的醛酮可和另一分子有H的醛的负离子接受者而在不同的分子间发生“交叉”羟醛缩合反应。,11.3.2 -H的反应,一、羟醛缩合反应,1、羟醛加成反应机理Mechanism for the aldol addtion,羟醛加成：既可为碱催化 烯醇负离子对羰基的亲核加成; 也可为酸催化烯醇式的双键对质子化羰基的进攻而引起的加成反应,11.3.2 -H的反应,一、羟醛缩合反应,-hydroxyaldehyde,a. 相同分子间缩合,2、说明：,11.3.2 -H的反应,一
8、、羟醛缩合反应,11.3.2 -H的反应,一、羟醛缩合反应,b.交叉羟醛缩合,如果两个反应物都具有 a-H， 进行羟醛缩合时， 将得到四个产物：,c. 分子内缩合,11.3.2 -H的反应,一、羟醛缩合反应, 形成环状 b羟基酮 or a, b 不饱和酮,增长碳链，产生支链。 制备、不饱和醛、酮、醇及二醇,一、羟醛缩合反应,d. 在合成上的重要意义,11.3.2 -H的反应,一、羟醛缩合反应,11.3.2 -H的反应,11.3.2 -H的反应,2.交叉羟醛缩合,如果两个反应物都具有 a-H， 进行羟醛缩合时， 将得到四个产物：,对交叉羟醛缩合，如何才能得到理想的加成单一加成产物？,A. 采用强
9、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。例如：，-羟基羰基化合物 ：,烯醇负离子,11.3.2 -H的反应,2、交叉羟醛缩合反应,.B. 克莱森-施密特反应（Claisen-Schmitt）,不含 a H的羰基化合物先与催化剂混合，再慢慢的把 含 a H的羰基化合物加入上述混合液中；这样碳负离子一边生成，一边发生加成反应，便可得到单一的产物：,11.3.2 -H的反应,2、交叉羟醛缩合反应,其它的碳负离子对羰基的加成反应,(1). Perkin 缩合反应 芳香醛和酸酐在相应的羧酸盐催化下反应，最终生成 ，-不饱和芳香酸 ：,
10、11.3.2 -H的反应,2、交叉羟醛缩合反应,(2). Knoevenagel 反应,含活泼亚甲基的化合物与醛或酮在弱碱性催化剂(氨、伯胺、仲胺、吡啶等有机碱)存在下缩合得到 ,-不饱和化合物。,11.3.2 -H的反应,2、交叉羟醛缩合反应,实例:,11.3.2 -H的反应,2、交叉羟醛缩合反应,(3). Darzens 反应 p350,醛酮在强碱（如醇钠、醇钾、氨基钠等）作用下与卤代羧酸酯发生综合合反应，生成,-环氧羧酸酯,本反应适用于脂肪族、脂环族、芳香族杂环以及,-不饱和醛酮。但脂肪醛的反应产率较低。含活泼氢的其它化合物，如卤代醛、 卤代酮、 卤代酰胺等亦能与醛可酮发生类似反应。,1
11、1.3.2 -H的反应,2、交叉羟醛缩合反应,反应实例:,本反应广泛用在有机合成中，生成的,-环氧羧酸酯性质双较活泼，经水解、加热脱羧可制得较原来多一个碳原子的醛或酮,11.3.2 -H的反应,2、交叉羟醛缩合反应,3. 安息香缩合 Benzoin Condensation,无a-H的芳香醛在CN-的作用下生成 a- 羟基酮;如苯甲醛在氰离子的催化下，发生双分子缩合，生成 二苯基a- 羟乙酮（VI 安息香）：,11.3.2 -H的反应,2、交叉羟醛缩合反应,4. 卤代反应 p351,烯醇或烯醇负离子具有CC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。（1）醛和酮 （Al
12、dehyde & ketone）-H的卤代酸催化下 得一卤代物。 反应性：RCOCHR2 RCOCH2R RCOCH3 碱催化下 得多卤代物 RCOCH3 and RCH(OH)CH3发生卤仿反应 反应性： RCOCH3 RCOCH2R RCOCHR2,A. 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,（1）a 卤代反应,a 卤代反应： 酸催化实例,B. 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
13、原料是甲基酮，则将发生进一步反应，并断键生成卤仿。,a 卤代反应,a 卤代反应碱催化反应,碘仿反应：用于鉴别甲基酮和能氧化为甲基酮的醇 参考p352的部分,a 卤代反应碘仿反应,思考题：举例说明能氧化为甲基酮的醇有哪些？ 氧化剂是什么？,反应生成的三 a 卤代酮在碱的作用下，分解：, 碘仿是黄色晶体,不溶于水,具有特殊的的气味,易于发觉。所以碘仿反应常用来鉴定具有甲基的醛、酮和醇（CH3CO-或CH3CH(OH)-）。 甲基酮的卤仿反应是制备少一个C原子羧酸的途径。,11.3.3 维蒂希Wittig 反应,1979年 Georg Wittig 维蒂希(德国人) 因把硼和磷的化合物发展成为有机合
14、成中的重要试剂以及研制了新的有机合成法而获 Nobel Prize Chemistry,11.3.3 维蒂希Wittig 反应 （羰基的亲核加成）,卤代烷和三苯基膦反应，通过SN2历程得到黄色的结晶鏻盐：,三苯基膦是1个好的亲核试剂（弱碱），其消除反应的竞争是次要的；多数 10 和 20 卤代烷均可反应，产率也较高。,11.3.3 维蒂希Wittig 反应,Ylide试剂的形成：上述鏻盐在强碱如 n-Bu-Li or NaH 作用下，消去P原子 -位的H，得到1个中性的磷化物 膦内鎓盐；称为：膦叶立德（phosphonium ylide）,Wittig 反应,膦内鎓盐膦叶立德 为强的亲核试剂； 膦内鎓盐 与醛酮反应，形成烯烃的反应，称为 Wittig 反应：,Wittg 反应的特点,反应条件温和，产率高；高的区域选择性 和立体选择性顺反烯烃的生成受条件和Ylide试剂的结构、活性等影响很大,The use of Wittig reaction in industry,第十一章 习题2 p366-,3（ 1，2，3，4，5，6 ，9，10）4 （1，2，3，4，5，6，7，8 ，9，10，11）711,表一：,表二：,表三：,
