第章-酸催化縮合與分子重排

一般來說，縮合系指兩個或兩個以上分子經(jīng)由失去某一簡單分子(如H2O,HX,ROH,NH3,N2等)形成較大的單一分子的反應(yīng)。酸催化縮合反應(yīng)包括芳烴、烯烴、醛、酮和醇等在催化劑無機酸或路易士酸催化下，生成正離子并與親核試劑作用，從而生成碳碳或碳氮等鍵的反應(yīng)。目前一頁\總數(shù)六十頁\編于十二點3.1酸催化縮合反應(yīng)

3.1.1Friedel－Crafts

反應(yīng)復習《有機化學》關(guān)于：

“Friedel－Crafts反應(yīng)”的反應(yīng)機理目前二頁\總數(shù)六十頁\編于十二點Friedel–Crafts烷基化反應(yīng)

在AlCl3等催化下，苯與鹵代烷反應(yīng)，生成烷基苯：異丙苯反應(yīng)機理:第一步碳正離子的生成：第二步

碳正離子作為親電試劑進攻苯環(huán)，形成新的C－C鍵:決定反應(yīng)速率的一步目前三頁\總數(shù)六十頁\編于十二點第三步失去質(zhì)子，生成烷基苯：

發(fā)生重排：(66%)目前四頁\總數(shù)六十頁\編于十二點

Friedel–Crafts烷基化反應(yīng)可以通過醇和烯烴生成碳正離子烯烴和酸醇和Lewis酸(56%)環(huán)己基苯(65%)目前五頁\總數(shù)六十頁\編于十二點

Friedel–Crafts?；磻?yīng)(acylation)

在AlCl3

等作用下，苯與酰鹵反應(yīng)，在苯環(huán)上引入酰基：苯乙酮(97%)試劑:酰氯酸酐:(83%)目前六頁\總數(shù)六十頁\編于十二點3.1酸催化縮合反應(yīng)

1.Friedel-Crafts烷基化反應(yīng)

芳烴的烷基化可以用鹵代烴、烯烴、醇、醚、醛和酮等作烷基化試劑，常用的催化劑是無機酸(如硫酸，鹽酸等)和Lewis酸(如無水AlCl3、BF3、FeCl3、ZnCl2、SnCl4等)，該反應(yīng)常稱為芳環(huán)上的親電取代反應(yīng)。

3.1.1Friedel－Crafts

反應(yīng)目前七頁\總數(shù)六十頁\編于十二點1.Friedel-Crafts烷基化反應(yīng)目前八頁\總數(shù)六十頁\編于十二點1Friedel-Crafts烷基化反應(yīng)易生成多取代物。當所用的烷基化試劑的碳原子數(shù)為3個以上時，烷基往往發(fā)生異構(gòu)化，其原因是碳正離子發(fā)生重排的結(jié)果。此外，當芳環(huán)上連有吸電子基團(如－NO2、－CN、－COCH3等)時，烷基化反應(yīng)很難發(fā)生甚至不發(fā)生。1.Friedel-Crafts烷基化反應(yīng)2目前九頁\總數(shù)六十頁\編于十二點分子內(nèi)F－C烴基化反應(yīng)可用于芳環(huán)稠合

1.Friedel-Crafts烷基化反應(yīng)目前十頁\總數(shù)六十頁\編于十二點類似于芳烴，烯烴也能發(fā)生F－C烴基化反應(yīng)

反應(yīng)機理可能為1.Friedel-Crafts烷基化反應(yīng)目前十一頁\總數(shù)六十頁\編于十二點類似于芳烴，烯烴也能發(fā)生F－C烴基化反應(yīng)

制備高辛烷值汽油的一個較便宜的方法

反應(yīng)首先經(jīng)過異丁烯二聚，最后一步是碳正離子從叔丁烷奪取負氫離子1.Friedel-Crafts烷基化反應(yīng)2目前十二頁\總數(shù)六十頁\編于十二點2.F－C?；磻?yīng)1)用Friedel－Crafts反應(yīng)合成酮(酰氯或酸酐作為酰化劑)

3.1.1Friedel－Crafts

反應(yīng)活性高的芳環(huán)可引入兩個酰基與硝基苯不同，鄰硝基苯甲醚容易?；壳笆揬總數(shù)六十頁\編于十二點1)用Friedel－Crafts反應(yīng)合成酮

2.F－C?；磻?yīng)鹵代芳烴的?；磻?yīng)比苯速率慢，產(chǎn)率不夠高在活潑芳環(huán)上發(fā)生酰化反應(yīng)還有用腈或酰胺作?；瘎┑乃岽呋磻?yīng)赫施反應(yīng)目前十四頁\總數(shù)六十頁\編于十二點1)用Friedel－Crafts反應(yīng)合成酮（分子內(nèi)F-C?；?.F－C?；磻?yīng)目前十五頁\總數(shù)六十頁\編于十二點1)用Friedel－Crafts反應(yīng)合成酮

2.F－C?；磻?yīng)在非常稀的溶液中可以得到更大的環(huán)烯烴的F-C?；瘷C理：最終生成β-鹵代酮目前十六頁\總數(shù)六十頁\編于十二點1)用Friedel－Crafts反應(yīng)合成酮

2.F－C?；磻?yīng)烯烴?；€可以形成不飽和酮練習：合成（±）硫辛酸P.57習題3-1（2）目前十七頁\總數(shù)六十頁\編于十二點2)Friedel－Crafts反應(yīng)合成醛

一氧化碳和氯化氫的等摩爾混合物可由甲酸和氯磺酸作用制得

2.F－C?；磻?yīng)3.1酸催化縮合反應(yīng)

3.1.1Friedel－Crafts

反應(yīng)加特曼—科赫反應(yīng)目前十八頁\總數(shù)六十頁\編于十二點2)Friedel－Crafts反應(yīng)合成醛

2.F－C?；磻?yīng)目前十九頁\總數(shù)六十頁\編于十二點2)Friedel－Crafts反應(yīng)合成醛

2.F－C?；磻?yīng)目前二十頁\總數(shù)六十頁\編于十二點2)Friedel－Crafts反應(yīng)合成醛

2.F－C酰基化反應(yīng)毒性較小芳環(huán)上需有供電子取代基目前二十一頁\總數(shù)六十頁\編于十二點3.1酸催化縮合反應(yīng)

3.1.2醛或酮及其衍生物的反應(yīng)

復習《有機化學》關(guān)于：

“醛、酮縮合反應(yīng)”的內(nèi)容目前二十二頁\總數(shù)六十頁\編于十二點縮合反應(yīng)(a)羥醛縮合

兩分子醛稀堿或稀酸縮合生成β–羥基醛3–羥基丁醛(b)Mannich反應(yīng)活潑α–氫的化合物甲醛氨或伯胺、仲氨縮合反應(yīng)氨甲基化反應(yīng)HCl或堿稀堿或稀酸目前二十三頁\總數(shù)六十頁\編于十二點3.1.2醛或酮及其衍生物的反應(yīng)

1.自身縮合

1212＋目前二十四頁\總數(shù)六十頁\編于十二點

醛或酮及其衍生物的反應(yīng)1.自身縮合

目前二十五頁\總數(shù)六十頁\編于十二點

醛或酮及其衍生物的反應(yīng)1.自身縮合

目前二十六頁\總數(shù)六十頁\編于十二點2.

交叉縮合

醛或酮及其衍生物的反應(yīng)目前二十七頁\總數(shù)六十頁\編于十二點X:CF3,MeO,F,Cl（吸電子基）

X:CN,CONH22.

交叉縮合

醛或酮及其衍生物的反應(yīng)芳香醛與丙酮含α-H硝基化合物、氰基化合物目前二十八頁\總數(shù)六十頁\編于十二點3.酮與酰鹵或酸酐的縮合

醛或酮及其衍生物的反應(yīng)目前二十九頁\總數(shù)六十頁\編于十二點1.Mannichreaction3.1.3Mannichreaction3.1酸催化縮合反應(yīng)

具有烯醇式或潛在烯醇式結(jié)構(gòu)的化合物(如某些炔類化合物)與醛(通常為甲醛)，在酸催化下，與第一、第二胺反應(yīng)，生成胺甲基化衍生物的反應(yīng)，叫做Mannichreaction或曼氏反應(yīng)。該反應(yīng)廣泛用于有機合成。目前三十頁\總數(shù)六十頁\編于十二點1.Mannichreaction酮胺3.1.3Mannichreaction目前三十一頁\總數(shù)六十頁\編于十二點曼尼希反應(yīng)機理？β-二元酸α-甲基吡啶苯乙炔1.Mannichreaction目前三十二頁\總數(shù)六十頁\編于十二點芳醛芳胺1.Mannichreaction3.1.3Mannichreaction目前三十三頁\總數(shù)六十頁\編于十二點2.MannichReaction在合成上的應(yīng)用3.1.3Mannichreaction(1)制備α，β－不飽和羰基化合物目前三十四頁\總數(shù)六十頁\編于十二點2.MannichReaction在合成上的應(yīng)用3.1.3Mannichreaction(2)曼尼希堿或季銨鹽的轉(zhuǎn)換取代水解目前三十五頁\總數(shù)六十頁\編于十二點(2)曼尼希堿或季銨鹽的轉(zhuǎn)換2.MannichReaction在合成上的應(yīng)用3.1.3Mannichreaction色氨酸①②③目前三十六頁\總數(shù)六十頁\編于十二點2.MannichReaction在合成上的應(yīng)用3.1.3Mannichreaction(3)合成生物堿阿托品目前三十七頁\總數(shù)六十頁\編于十二點2.MannichReaction在合成上的應(yīng)用3.1.3Mannichreaction(3)合成生物堿目前三十八頁\總數(shù)六十頁\編于十二點1.烯胺的生成3.1.4烯胺

3.1酸催化縮合反應(yīng)

烯胺(enamines)是分子中氨基直接與雙鍵碳原子相連的化合物。烯胺也叫α，β-不飽和胺，烯胺分子中氮原子上有氫原子時容易轉(zhuǎn)變?yōu)閬啺?，與烯醇容易轉(zhuǎn)變?yōu)轸驶衔锵嗨啤Ｄ壳叭彭揬總數(shù)六十頁\編于十二點1.烯胺的生成3.1.4烯胺

制備烯胺:①醛或酮

②仲胺

③脫水劑(如無水碳酸鉀)存在下，④加苯、或甲苯、二甲苯把生成的水帶出，⑤并加入對甲基苯磺酸等作催化劑加熱，用共沸蒸餾法除去生成的水即可很容易的制得。強失水劑如四氯化鈦，可迫使反應(yīng)進行完全。仲胺常為環(huán)狀化合物，它們的反應(yīng)活性降低次序為：吡咯烷、嗎啉和哌啶。它們的結(jié)構(gòu)式如下目前四十頁\總數(shù)六十頁\編于十二點1.烯胺的生成3.1.4烯胺

目前四十一頁\總數(shù)六十頁\編于十二點2.烯胺在有機合成中的應(yīng)用3.1.4烯胺

β-碳原子(即初始羰基化合物的α－碳原子)上帶有部分負電荷?？勺鳛橛H核試劑與鹵代烷、酰鹵或親電性的烯烴反應(yīng)。目前四十二頁\總數(shù)六十頁\編于十二點2.烯胺在有機合成中的應(yīng)用3.1.4烯胺

目前四十三頁\總數(shù)六十頁\編于十二點2.烯胺在有機合成中的應(yīng)用3.1.4烯胺

◆烯胺易與酰氯或酸酐作用，產(chǎn)物經(jīng)水解可以得到β-二酮，是得到高產(chǎn)率C-?；a(chǎn)物的好方法。目前四十四頁\總數(shù)六十頁\編于十二點3.1.5α-皮考啉反應(yīng)（Picoline）3.1酸催化縮合反應(yīng)

◆α-甲基吡啶在Lewis酸作用下形成類似烯醇的化合物，再與醛反應(yīng)、失水得到α-取代乙烯吡啶。目前四十五頁\總數(shù)六十頁\編于十二點3.1.6Prinsreaction

◆甲醛（或其它醛）經(jīng)酸催化與烯烴加成得到1，3-二醇、縮醛化得到噁烷類1，3-二氧六環(huán)化合物。目前四十六頁\總數(shù)六十頁\編于十二點3.1.6Prinsreaction

應(yīng)用較原烯烴多一個碳原子的醇生產(chǎn)氯霉素目前四十七頁\總數(shù)六十頁\編于十二點3.2酸催化分子重排

分子重排反應(yīng)是分子中的一個基團或原子從一個原子轉(zhuǎn)移到另一個原子上，形成一個新的分子的反應(yīng)。

在重排中，遷移原子或基團完全游離并脫離原來的分子，然后再與其它部分相連接，這種重排稱為分子間重排。

分子內(nèi)重排則與其它分子無關(guān)，遷移基團自始至終沒能脫離原來的分子，僅從分子的一部分遷移至分子的另一部分。重排是一種復雜的有機化學現(xiàn)象。目前四十八頁\總數(shù)六十頁\編于十二點3.2.1

頻哪醇－頻哪酮重排重排的動力是新形成的碳正離子更為穩(wěn)定叔烷基酮環(huán)狀頻哪醇，重排后可擴環(huán)目前四十九頁\總數(shù)六十頁\編于十二點

Beckmann重排酮肟變酰胺氮賓正離子水合應(yīng)用生產(chǎn)尼龍-6的原料目前五十頁\總數(shù)六十頁\編于十二點

烯丙基重排烯丙基正離子雙鍵移位稱為：烯丙基重排SN1機理SN2′機理SN2機理目前五十一頁\總數(shù)六十頁\編于十二點自由基式離子3.2.4

聯(lián)苯胺重排聯(lián)苯胺重排是指氫化偶氮苯化合物重排成4，4′-二氨基聯(lián)苯的反應(yīng)。反應(yīng)速度=k[氫化偶氮苯][H+]2目前五十二頁\總數(shù)六十頁\編于十二點3.2.4

聯(lián)苯胺重排兩種不同的氫化偶氮苯在同一體系中發(fā)生重排時，反應(yīng)不發(fā)生交叉重排，這說明聯(lián)苯胺重排是分子內(nèi)重排過程：

當對位有取代基封閉時，重排可以發(fā)生在氨基的鄰位。如果其中苯環(huán)只有一個對位被封閉，重排產(chǎn)物叫做對半聯(lián)苯胺，如果兩個對位都被封閉，產(chǎn)物叫做鄰半聯(lián)苯胺。目前五十三頁\總數(shù)六十頁\編于十二點

Schmidt重排

在強酸存在下，羧酸、酮、醛等與疊氮酸