β二羰基化合物和有機合成課件

第十四章β-二羰基化合物和

凡是兩個羰基中間為一個亞甲（CH2）隔開的化合物稱為β-二羰基化合物。這里所指羰基不限于醛、酮羰基，還包括羧酸和酯的羰基。兩個羰基的作用使亞甲基很活潑，所以這類化合物又叫活性亞甲基化合物?；钚詠喖谆衔锊幌抻讦?二羰基化合物，范圍更寬。

這類化合物在有機合成上用處很大，所以單獨設章介紹，其中最常用的是丙二酸二乙酯和乙酰乙酸乙酯。β-二酮β-酮酸酯丙二酸酯所有具有被雙活化基團相連的亞甲基化合物都有類似丙二酸酯和乙酰乙酸乙酯的性質：14.1β-二羰基化合物的酸性和互變異構1、水、乙醇和部分羰基化合物甲基、亞甲基上氫pKa值名稱分子式pKa水H2O14乙醇CH3CH2OH17乙酸乙酯CH3COOCH2CH325丙酮CH3COCH320丙二酸二乙酯CH2(COOCH2CH3)213乙酰乙酸乙酯CH3COCH2COOCH2CH3112,4-戊二酮CH3COCH2COCH3914.2

乙酰乙酸乙酯性質及其反應1、酮式-烯醇式互變異構及其與介質的關系分子內氫鍵的存在使烯醇式穩(wěn)定化。乙酰乙酸乙酯在不同溶劑中烯醇式和酮式比例不同：溶劑極性越小，烯醇式比例越高。質子性極性溶劑易于與酮式形成分子間氫鍵，酮式比例高；非極性溶劑有利于烯醇式分子內氫鍵的形成，所以在環(huán)己烷類非極性溶劑中烯醇式比例高。2、具有酮和烯醇的雙重反應性酮式反應：有甲基酮的典型性質—與亞硫酸氫鈉等羰基的親核加成反應；還原變?yōu)?－羥基丁酮酸乙酯。雖為甲基酮但不發(fā)生鹵仿反應（如何解釋？）。烯醇式反應：烯烴性質－加溴（使溴水褪色）；烯醇式結構－三氯化鐵水溶液顯色；醇的性質—與三氯化磷，乙酰氯反應等乙酰乙酸乙酯實際是酮式和烯醇式混合物，酮式和烯醇式混合物是互變異構，兩者處于平衡狀態(tài)，互相轉換。當與酮式試劑反應時，由于平衡移動，顯示出為酮式結構，在與溴水反應時為烯醇式結構，平衡向烯醇式移動。2）乙酰乙酸乙酯的酸式分解——濃堿（40％NaOH）H2OH2OC2H5OH-OH（濃）4、乙酰乙酸乙酯的α-烷基化、α-?；疌H3COOC2H5C2H5ONa-C2H5OHNa+CH3INaH-H2Na+CH3COCl5、乙酰乙酸乙酯的制備Claisen酯縮合：在乙醇鈉（金屬鈉+少量乙醇）作用下乙酸乙酯縮合生成乙酰乙酸乙酯，反應由三步組成。反應實質：乙酸乙酯甲基具有一定酸性，在強堿作用下，生成負碳離子，然后負碳離子進攻酯分子中羰基碳，負碳離子乙氧基取代下來，生成乙酰乙酸乙酯。CH3COOC2H5RONa(>1mol)C6H5CH2Cl1稀OH-2H+-CO2Claisen酯縮合eg2:選用不超過4個碳的合適原料制備2CH3COOC2H5C2H5ONaC2H5ONaBr(CH2)4Br分子內的親核取代稀-OHH+-CO2eg3:乙酰乙酸乙酯與BrCH2CH2CH2Br在醇鈉作用下反應，主要得到而不是。請解釋原因。吡喃衍生物（主要產物）有張力無張力慢主要稀eg4:制備合成乙酸衍生物（更適合是選用丙二酸酯為起始原料）：通過乙酰乙酸乙酯合成的二元酮最少是2,5－己二酮.酮酸酯的合成：4－戊酮酸乙酯二元酮的合成：2,5－己二酮，2,6－庚二酮練習：2,3－丁二酮的合成：用草酸二乙酯與乙酸乙酯縮合，然后經過酮式分解。2,4－己二酮的合成：用乙酸乙酯與丙酮發(fā)生酮酯縮合。注意：14.4丙二酸二乙酯在有機合成上的應用丙二酸二乙酯的制法：用氯乙酸與氰化鈉發(fā)生氰解，然后在濃硫酸催化下與乙醇反應得到，（一般不用丙二酸的酯化反應）。環(huán)烷烴羧酸的制備：合成螺環(huán)化合物：CH2(CO2Et)22EtO-EtOHBrCH2(CH2)nCH2BrOH-H+-CO2SOCl2CH2(CO2Et)22EtO-還原Eg6：用簡單的有機原料合成2CH2(CO2Et)22EtO-BrCH2CH2CH2BrCH(CO2Et)2CH(CO2Et)22EtO-H+I2OH-I2在eg6中的作用Eg8用簡單的有機原料合成CH2(CO2Et)2EtO-分子內酯交換EtO-分子內酯交換

試寫出下面反應的產物：比較親核試劑的堿性和位阻情況！4、若干鄰位取代的肉桂酸酯會發(fā)生分子內的Michael加成：5、Michael加成的反應歷程：該產物在當量C2H5ONa的存在下，發(fā)生分子內Claisen縮合OS64,27說明以下反應的過程：14.6Knoevenagel反應活性亞甲基化合物（指具有兩個吸電子基團的）在氨、胺或其羧酸鹽的催化下，與醛、酮發(fā)生醛醇縮合，脫水而得α,β-不飽和化合物。反應通式：常用催化劑（兩類）和反應條件：有機堿如吡啶、哌啶、二乙胺、氨或它們的羧酸鹽；以及氫氧化鈉、碳酸鈉等。反應時常用甲苯、苯等有機溶劑共沸帶水，以使反應完全。

反應機理兩種（依據催化劑的不同）：對于采用伯胺、仲胺及其鹽類催化的一般認為是經亞胺過渡態(tài)完成反應的。在無機堿催化下，其反應機理類似于一般的醇醛縮合。應用實例：（1）丙二酸酯、β-酮酸酯及β-二酮在堿性催化劑作用下均能與醛順利縮合，但只能與個別活性酮發(fā)生縮合：（2）氰乙酸酯活性較高，可與醛、酮縮合(3)