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1、第九章 缩合反应 由两个或两个以上的化合物通过反应，失去一个小 分子化合物（如水、醇、盐等）而形成一个新的较大 分子化合物(新的C-C,C-X等键)的反应称为缩合反应 。 缩合反应能提供由简单有机物合成复杂有机物的 许多合成方法，在芳香族，脂肪族和杂环化合物，在 香料，医药等许多精细化工生产中得到应用。 本章内容 u羟醛缩合反应 u类羟醛缩合反应 u酯缩合反应 u其他类型的缩合 9.1 羟醛缩合反应 含有氢的醛或酮，在碱或酸的催化下，与另一分子醛或 酮进行缩合，生成羟基醛或酮类化合物的反应称为羟醛或醇 醛缩合反应。羟基醛或酮经消除便生成，不饱和醛酮 。 醛或酮醛或酮 b-b-羟基醛（酮）羟基醛
2、（酮）, b-, b-不饱和醛（酮）不饱和醛（酮） 这类缩合反应常需有碱（苛性钾、醇钠、叔丁醇铝等）催化， 有时也可用酸（如盐酸、硫酸等）催化。 一一 醛或酮的自身缩合（同种醛酮之间的缩合）醛或酮的自身缩合（同种醛酮之间的缩合） 醛醛 或或 对称酮对称酮 分子内的羟醛缩合 二羰基化合物分子内的羟醛缩合，生成五，六元环的，不饱和环状的醛 酮。 二二 交叉羟醛缩合（两种不同醛酮之间的羟醛缩合）交叉羟醛缩合（两种不同醛酮之间的羟醛缩合） 无选择性的交叉羟醛缩合一般意义不大无选择性的交叉羟醛缩合一般意义不大! ! 多种产物多种产物 自身缩合产物自身缩合产物 oror + + 不含不含-氢羰基化合物的利
3、用氢羰基化合物的利用 醛（无醛（无-氢）氢）+ + 醛酮（有醛酮（有-氢）氢） 不含不含a-a-氢羰基化合物氢羰基化合物PhCHO HCHO 歧化反应 不含-H的醛，如HCHO，R3CCHO，C6H5CHO等，在浓碱的作用 下，能发生自身的氧化还原作用，即一分子醛氧化成酸，另 一分子醛还原成醇，这种作用叫歧化作用。 季戊四醇 9.2 类羟醛缩合 具有活泼氢的化合物、甲醛、胺同时缩合，活 泼氢被氨甲基或取代氨甲基取代的反应，称为曼尼 期 (Mannich, C.)反应，生成的产物称为曼氏碱。 取代的氨甲基 一曼尼期反应氨甲基化反应 1. 具有-H的醛、酮、酸、酯、硝基化合物、腈、末端炔烃、含 有
4、活泼氢的芳香环系化合物。 2. 二级胺。 使用原料的范围 H+转移 活化的C=N 二 反应机制 三 氨甲基化反应实例 eg 1 1 用来制备-氨基酮 不对称酮反应时，亚甲基比甲基优先反应 。 eg 2： eg 3 2 在芳、杂环上引入氨甲基 eg 4： 草绿碱 3 制备杂环化合物 eg 5 CH2 CH CH2 CH2 CH CH2 NCH3C=O 芳香醛与脂肪酸酐在碱性催化剂（通常采用相应脂肪酸碱 金属盐）作用下缩合，生成-芳基丙烯酸类化合物的反应称 为珀金缩合反应。 其通式如下： 反应特点： 1、羧酸酐为活性较弱的亚甲基化合物，而羧酸盐催化剂又是弱碱，所以反应 温度较高（150-200）。
5、 2、催化剂一般用无水羧酸钠，但有时钾盐效果比钠盐好，反应速度快，收率 也较高。 3、如果芳醛环上有吸电基时，亲核加成反应易进行，收率较高；反之，如果 环上有给电基，则亲核加成反应较难进行，收率也低，甚至不能发生反应。 二 醛酮与羧酸缩合 1 Perkin反应：发生在酸酐与芳香醛之间的缩合反应 应用举例：肉桂酸的制备 CH3COOK 170-180，3h 二、反应历程 以苯甲醛和乙酸酐的缩合为例，其反应历程如下： 缺点： 反应时间长，温度高，收率相对较低。 亲核加成 消除脱水 水解 例： 由对氯苯甲醛与乙酐在乙酸钠的催化作用下回流，进行 Perkin反应而得。所用对氯苯甲醛是由对硝基甲苯先用多
6、硫 化钠还原-氧化对氨基苯甲醛，然后在稀盐酸中重氮化-重氮基 被氯置换，而得目的产物。 其合成路线如下： 三、其他应用实例 1、呋喃丙烯酸的制备 2、香豆素的制备 邻羟基肉桂酸内酯 2 Knoevenagel(克脑文格）反应： 含有活泼亚甲基化合物在氨或胺及它们的羧酸盐等弱碱性催化剂催化 下，与醛或酮进行缩合反应，最终生成不饱和羰基化合物的反应 三 醛酮与卤代酸酯缩合 DarzensDarzens 反应：反应： 卤代酸酯在强碱的作用下脱质子生成 碳负离子，然后与醛或酮的羰基碳原子进行亲核加成，再 脱卤素阴离子而生成，环氧酸酯的反应 机理机理 1 魏悌息试剂： 在相邻位置上带有相反电荷的两性离子
7、称为叶利德 (ylide)。磷叶利德也称为魏悌息试剂。 贡献大 四 Wittig反应 Ph3+-CH2- 3PhH + PCl3Ph3P Ph3P + CH3XPh3P+-CH3X- C6H5Li Ph3P + XCH2COOC2H5Ph3P+-CH2COOC2H5 X- K2CO3 Na2CO3, NaOH, NaOR, NaNH2, NaH, RLi 魏悌息试剂制备 魏悌息试剂与醛、酮反应, 生成烯烃, 称为魏悌息(Wittig, G.)反应. 2 魏悌息反应 反应机理 醛最快，酮次之。 酯最慢。所以可进行 选择性反应。 亲核性好的叶利德比较活泼.活泼叶利德反应时，常得Z, E- 烯烃的混
8、合物.稳定叶利德反应时，E型产物为主. 反应规律 + + - 9.3 酯缩合反应 在碱性催化剂存在下，具有氢的酯和另一个分子 相同或不相同的酯反应，脱去一分子醇，生成酮 酸酯的反应称为Claisen缩合反应。 - -羰基酯羰基酯 （1,31,3- -二羰基类化合物）二羰基类化合物） 其它常用碱其它常用碱 NaHNaH, NaNH, NaNH 2 2 , Ph, Ph 3 3 CNa, CNa, t-BuOKt-BuOK （弱亲核性强碱）弱亲核性强碱） 一一 两个相同酯之间的缩合两个相同酯之间的缩合 乙酰乙酸乙酯乙酰乙酸乙酯 二二 交叉酯缩合（两个不同酯之间的缩合）交叉酯缩合（两个不同酯之间的缩
9、合） 产物单一产物单一 有合成意义有合成意义 合成上意义不大合成上意义不大 常用的不含氢的酯有甲酸酯（HCOOR）、苯甲酸酯（ PhCOOR）、碳酸二乙酯（EtOCOOEt）及草酸二酯（ ROOCCOOR）等。 三三 分子内的酯分子内的酯- -酯缩合酯缩合 DickmannDickmann 缩合：缩合：六碳或七碳的二元酸酯在分子内进行缩合反应形成一个五元 或六元的环状酮酯的反应 例如：己二酸酯在甲苯中与金属钠作用 四四 酯与酮缩合反应酯与酮缩合反应 醛酮形成的碳负离子与没有-氢的甲酸酯、苯甲酸酯或草酸酯缩合在有 机合成上是制备酮酸酯或二酮的重要方法。 如草酸酯与酮反应可得酮酯: 五五 用酸酐或
10、酰氯作酰基化试剂的缩合用酸酐或酰氯作酰基化试剂的缩合 9.4 其他类型的缩合反应 一 安息香缩合 芳环上有吸电子基和给电子基都不能发生安息香缩合反应， 吸电子基： 的亲核性减弱，不利于对苯甲醛的进攻 给电子基：ArCHO 的碳的电正性减弱，不利于接受反应 二 有机金属化合物与羰基化合物的缩合(格氏试剂反应） 1 1 与与醛酮的亲核加成反应醛酮的亲核加成反应 提示：提示：合成上用合成上用 于制备比卤代烷于制备比卤代烷 多多 R+1R+1 个碳原个碳原 子的醇类化合物子的醇类化合物 。 羰基碳有亲电性 亲核加成亲核加成 伯醇 仲醇 叔醇 醇 2. 2. 与酯与酯类加成类加成 3 3 与与COCO
11、2 2 加成加成 制备多制备多1 1碳的羧酸碳的羧酸 叔醇叔醇 CO2 4. 4. 与环氧与环氧乙烷衍生物的反应乙烷衍生物的反应 三元三元环较环较 活泼，易活泼，易 开环。开环。 提示：提示：合成上用于制备比卤代烷合成上用于制备比卤代烷多多2 2个碳个碳的的醇类醇类化合物化合物 亲核取代 烷氧基卤化镁 伯醇 仲醇 空间位阻小 环氧乙烷 取代环氧乙烷 5 5. . 与与卤代烷的亲核取代卤代烷的亲核取代 提示：提示： 制备制备活泼活泼卤代烷的卤代烷的GrignardGrignard试剂时，应采用低温和稀溶液反试剂时，应采用低温和稀溶液反 应，以防自身偶联发生。应，以防自身偶联发生。 偶联反应 苄基
12、、烯丙基、3o烷基 1 1 o o 和 和 2 2o o 烷基卤代烷 烷基卤代烷 不发生偶联不发生偶联 例： 三 羰基合成反应 1醛： 2 羧酸 3 酯 在碱性催化剂的作用下，活泼亚甲基与，不饱和醛 、酮、酯或羧酸衍生物的碳碳双键发生亲核加成，生成1，5二 羰基化合物的反应，称为Michael反应，这也是活泼亚甲基化合 物进行烷基化的另一种途径。 Michael反应常用的碱为强碱，如叔丁基醇钾、乙醇钠（钾）、氢化钠、氨基 钠、金属钠等，也可以采用如吡啶、哌啶、三乙胺、氢氧化苄基甲基铵、氢 氧化钠（钾）等较弱的碱。碱的选择一般取决于Michael给体的活性大小和反 应条件。 一个能提供亲核碳负离
13、子的化合物(给体) 与一个能提 供亲电共轭体系(受体)的化合物，在碱性催化剂作用下，发 生亲核1,4-共轭加成反应，此类反应称为麦克尔加成 (Michael, A.)反应。(反应产物为1,5-二官能团化合物，尤以 1,5-二羰基化合物为多)。 一 定义 四 Michael(迈克尔）加成反应 反应式 常用碱性催化剂： 二 反应机制 1 不对称酮进行麦克尔加成时，反应总是在多取代的 -C上发生。 三 麦克尔加成反应的规律 当Michael反应产物1，5二官能团化合物中有一官能团是酯基时，可发生分子 内的酯和酮羰基碳的缩合反应得到环合产物1，3二环酮衍生物。 五 Diels-Alder（狄尔斯-阿德尔）反应 区域选择性 A：给电子基 Z：吸电子基 含有吸电子基团的亲二烯物和含有给电子基团的二烯物反应比较含有吸电子基团的亲二烯物和含有给电子基团的二烯物反应比较 容易进行。容易进行。
