有機(jī)化學(xué)chaβ二羰基化合物

第十四章β-二羰基化合物

基本要求：1．掌握酯的水解和克來(lái)森（Claisen）酯縮合歷程。2．掌握乙酰乙酸乙酯和丙二酸二酯在合成上的應(yīng)用。3.理解互變異構(gòu)。4．理解合成路線設(shè)計(jì)的基本知識(shí)。5．了解邁克爾加成的涵義和應(yīng)用。

作業(yè)：(2，4，5，6，7，8，9)全做奇數(shù)題

凡是兩個(gè)羰基中間為一個(gè)亞甲（CH2）隔開(kāi)的化合物為β-二羰基化合物。這里所指羰基不限于醛、酮羰基，還包括羧基和酯的羰基。兩個(gè)羰基的作用使亞甲基很活潑，所以又叫活潑亞甲基化合物?；顫妬喖谆衔锊幌抻?/p>

β-二羰基化合物范圍更寬

β-二羰基化合物舉例

β-二酮β-酮酸酯丙二酸酯

14.1β-二羰基化合物的酸性及互變異構(gòu)1、幾種羰基化合物甲基、亞甲基上氫pka值，理論解釋：

乙酸乙酯：25；丙酮:20;丙二酸二乙酯：13；乙酰乙酸乙酯：11；戊二酮：9活潑亞甲基上氫的酸性遠(yuǎn)遠(yuǎn)強(qiáng)于乙酸乙酯和丙酮分子中甲基上氫的酸性。理論解釋：用給出質(zhì)子后生成的負(fù)碳離子的穩(wěn)定性說(shuō)明。進(jìn)一步說(shuō)明幾種β-二羰基化合物的酸性強(qiáng)度規(guī)律。一β-二羰基化合物的酸性及判別化合物 pKa 烯醇式含量 CH3COCH3 20 1.5×10-4(痕量) H2O 16 ROH 15 EtO2CCH2CO2Et 13.3 7.7×10-3

NCCH2CO2Et 92.5×10-1

CH3COCH2CO2Et 10.3 7.3(純液態(tài))，氣態(tài)46.1%,水0.4%

CH3COCH2COCH3 9 76.5 C6H5COCH2COCH3 99

100*表中的烯醇式含量均在純凈液態(tài)（無(wú)溶劑）下測(cè)定。碳負(fù)離子可以寫(xiě)出三個(gè)共振式酮式（92.5%）41oC/2.66barmp-39oC烯醇式（7.5%）32oC/2.66bar乙酰乙酸乙酯的結(jié)構(gòu)及互變異構(gòu)存在酮式和烯醇式爭(zhēng)論:酮式結(jié)構(gòu)：CH3COCH2COOC2H5證據(jù)：有甲基酮的典型性質(zhì)—與亞硫酸氫鈉等羰基的親核加成反應(yīng)；還原變?yōu)?－羥基丁酮酸乙酯。烯醇式結(jié)構(gòu)：CH3C=CHCOOC2H5OH證據(jù)：烯烴性質(zhì)－加溴（使溴水褪色）；烯醇式結(jié)構(gòu)－三氯化鐵水溶液顯色；醇的性質(zhì)—與三氯化磷，乙酰氯反應(yīng)等乙酰乙酸乙酯實(shí)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(gòu)，兩者處于平衡狀態(tài)，互相轉(zhuǎn)換。當(dāng)與酮式試劑反應(yīng)時(shí)，由于平衡移動(dòng)，顯示出為酮式結(jié)構(gòu)，在與溴水反應(yīng)時(shí)為烯醇式結(jié)構(gòu)。烯醇式結(jié)構(gòu)本來(lái)是不穩(wěn)定的，但是在β-二羰基化合物中是比較穩(wěn)定的?？捎霉曹椥?yīng)和分子內(nèi)氫鍵解釋。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(zhì)子型極性溶劑易于與酮式形成分子間氫鍵，酮式比例高；非極性溶劑利于烯醇式分子內(nèi)氫鍵的形成，所以在環(huán)己烷類(lèi)非極性溶劑中烯醇式比例高。14.2乙酰乙酸乙酯在有機(jī)合成上的應(yīng)用1，乙酰乙酸乙酯的性質(zhì)：1)酸性，實(shí)質(zhì)為活潑亞甲基性質(zhì)，前面講過(guò)，另外它雖為甲基酮但不發(fā)生鹵仿反應(yīng)。2）強(qiáng)堿作用下生成鈉鹽（為共振結(jié)構(gòu)，主要以負(fù)碳離子形式反應(yīng)，為強(qiáng)親核試劑，進(jìn)攻鹵代烷等在活潑亞甲基上引進(jìn)其他集團(tuán)。3）酮式分解和酸式分解。2，可以合成的化合物

甲基酮（丙酮衍生物)；羧酸（乙酸衍生物，一般不用）；二元酮；二元酸（一般不用），酮酸酯；環(huán)酮，環(huán)狀二元酮1乙酰乙酸乙酯的α-烷基化、α-?；疌H3COOC2H5C2H5ONa-C2H5OHNa+CH3INaH-H2Na+CH3COClβ-二羰基化合物的酮式分解和酸式分解1乙酰乙酸乙酯的酮式分解

2乙酰乙酸乙酯的酸式分解

乙酰乙酸乙酯的酮式分解H+-CO2-OH（?。┮阴Ｒ宜嵋阴サ乃崾椒纸釮2OH2OC2H5OH-OH（濃）14.3丙二酸二乙酯在有機(jī)合成中的應(yīng)用

（1）制法（2）性質(zhì)水解慎脫羧丙二有酸二眾乙酯死在有透機(jī)合豎成的該應(yīng)用丙二狼酸二穿乙酯際的上蹄述性綱質(zhì)在軋有機(jī)置合成電上廣傍泛用抹于合聾成各魄種類(lèi)齒型的構(gòu)羧酸序（一臟取代究乙酸森，二衫取代恩乙酸稠，環(huán)倡烷基羨甲酸厭，二旁元羧籮酸等牢）例如胞，用復(fù)丙二嘉酸二站乙酯釘法合毒成下她列化宜合物柄，其稻結(jié)構(gòu)拘分析頃如下虜：1.克萊欄森縮陵合反詢應(yīng)（1可）定右義：幫具有-活潑刃氫的戴酯，卸在堿熄的作撐用下,兩分遲子酯點(diǎn)相互遭作用贊，生倆成β-羰基草酯,檔同時(shí)儲(chǔ)失去斥一分腎子醇刪的反糾應(yīng)。14調(diào).4Cl歌ai恐se政n酯縮樹(shù)合—β-酮酸傾酯的端合成（2來(lái)）反毀應(yīng)機(jī)孝理從理寄論上火分析鄭，有盯可能沈生成保四種運(yùn)化合掘物。2華酮愚酯掛縮潔合Na初HEt剖O-Et群O-Na嶄HH2OH2OH2OH2O-C難O3狄綠克漁曼殼酯縮合跌反侵應(yīng)二元礎(chǔ)酸酯煮若分偽子中瘡的酯杏基被冤四個(gè)銹以上祝的碳喚原子抱隔開(kāi)詳時(shí)，慕就發(fā)傲生分施子中瘦的酯罷縮合澇反應(yīng)毅，形劉成五臨員環(huán)更或更尸大環(huán)貍的酯票，這覽種環(huán)煮化酯負(fù)縮合窗反應(yīng)圣稱為翁狄克逮曼酯左縮合拍。實(shí)例滅1實(shí)例2實(shí)例3實(shí)例敏4實(shí)例骨5發(fā)生煎分子白內(nèi)酮糾酯縮葬合時(shí)友,轉(zhuǎn)總保是傾六向于混形成乏五元紹環(huán)、聯(lián)六元兔環(huán)。凡有圾酯參暢與的票縮合壟反應(yīng)牽統(tǒng)稱Cl泄ai嶄se拌n酯縮抱合反嗓應(yīng)。兩分諒子酯皂在堿咸作用獲下失阻去一撲分子遵醇形村成-羰基冠酯。1)酯縮型合4.訂酯腥縮合(Cl尚ai矩se艱n酯縮倒合)反應(yīng)2）交奔叉酯控縮合3）分擊子內(nèi)守酯縮渴合（Di渣ec黨km暴an芽n縮合炊）建立寶五、竹六元歌脂環(huán)貢系兩種扁不同段的酯洪，其喇中一碎個(gè)不畫(huà)含-H。[環(huán)蜻化方架向]含兩痕種不闊同-H時(shí),昏酸嘩性較萍大的御-H優(yōu)先旬被堿毒奪去依。酮的-H比酯蜘的-H活潑段。4)芽酮虧酯縮考合2.Kn申ov疑en商en搬ag死el縮合醛酮介在弱垂堿（造胺、兄吡啶振等）敵催化扣下，著與具斗有α-氫原慢子的姨化合順物縮隔合的水反應(yīng)殊稱Kn嬌ov映en滑en按ag脊el縮合腹反應(yīng)恐。P4略76可與Wi焰tt培in刪g反應(yīng)P3余94以及醛酮掙和胺各的縮鏡合反應(yīng)P3演95相對(duì)跳比記蛛憶。β眼-二羰孫基化尚合物節(jié)在合嶄成中不的應(yīng)壟用實(shí)住例1.以乙梨酸乙位酯為辟原料率合成4-苯基-2彼-丁酮CH3CO繡OC2H5RO切Na(>燥1m跌ol希)C6H5CH2Cl1怪稀O聚H-2摧H+-C濕O22.選用紛不超敬過(guò)4籌個(gè)碳的合適毀原料惑制備2疼CH3CO幼OC2H5C2H5ON嗚aC2H5ON臺(tái)aBr憐(C侍H2)4Br分子慈內(nèi)的禽親核類(lèi)取代稀-OHH+-C惠O23.制備H+Na尖OE嫁tEt劑OHNa衫OE腹tEt啄OHCH3ICH3CH2CH2BrOH-（濃）+匆C往H3CO剪OH酸式襯分解大家稠可考頓慮怎昨樣用樸丙二嗚酸酯頭來(lái)合藝成。4.選用默合適愚的原滋料制循備下勺列結(jié)活構(gòu)的南化合隔物。合成膚舉例茅：1、用嘩不超狹過(guò)三言個(gè)碳獸的有肥機(jī)化簽合物塔為原童料合袖成3－甲姥基－2－丁災(zāi)酮CH3CO當(dāng)CH伶CH3CH3可以貸把這就個(gè)化養(yǎng)合物繩看成酬二取持代的蒼丙酮卵，先杠用兩尿分子紡乙酸豪乙酯摟發(fā)生Cl準(zhǔn)ai伸se柏n酯縮刮合反槳應(yīng)合成中乙酰粒乙酸互乙酯兼，然粉后在腹亞甲蹈基上闖引進(jìn)稀兩個(gè)揀甲基健，然稼后酮懶式分勵(lì)解。2、合腫成二廢元酮圍，例丘如2，5－己巾二酮遙，2，6－庚岔二酮解：嫌先把環(huán)兩分檔子乙避酰乙器酸乙世酯制掠成鈉嚼鹽，槳然后珠與X-東(C泉H2移)n嫁-X反應(yīng)冤，（錯(cuò)這里X代表劑鹵原真子）頁(yè)再進(jìn)馬行酮懶式分袍解，零當(dāng)n=直0，得燥到2，5－己咐二酮搜，當(dāng)n=縣1時(shí)得印到2，6－庚府二酮通過(guò)鳳乙酰僚乙酸思乙酯躬合成滋的二刪元酮幫最少稠是2，5－己察二酮，是殿甲基蔬酮3、2，3－丁餡二酮甘的合霉成：今用草蠻酸二潔乙酯鉤與乙航酸乙糧酯縮鳥(niǎo)合，含然后派經(jīng)過(guò)挪酮式煮分解乖。4、2，4－己睡二酮樣的合甜成：挺用乙默酸乙已酯與借丙酮王發(fā)生瘡?fù)ソ铱s合牙。5、二辮元酸錄的合來(lái)成，鵲先把臥兩分印子乙責(zé)酰乙揉酸乙牌酯制掉成鈉狀鹽，某然后父與X-潤(rùn)(C課H2)n押-X反應(yīng)恒，（糠這里X代表敬鹵原饑子）挖再進(jìn)溉行酸爹式式勉分解句，當(dāng)n=應(yīng)0，得到虹丁二酸果，當(dāng)n=賤1時(shí)得南到戊石二酸通過(guò)邊乙酰爽乙酸扶乙酯敢合成等的二擁元酸觀最少白是丁環(huán)二酸鄭。一窯般用端丙二負(fù)酸二每乙酯蔑合成鋒羧酸它及二云元酸掛。原表因：毒乙酰灘乙酸慌乙酯怕合成傍法在慣進(jìn)行鑒酸式棉分解也的同鵲時(shí)，墾常伴踏隨有先酮式?jīng)]分解離的副盟反應(yīng)篩，導(dǎo)答致產(chǎn)離率降悼低且改產(chǎn)物夕不純歡。6、酮筒酸酯緊的合找成：旨乙酰搭乙酸女乙酯晨的鈉炎鹽與陷氯乙爛酸乙胞酯反億應(yīng)，蒼再進(jìn)籠行酮輩式分沾解，謝得到4－戊裳酮酸與乙酯雅。仿如果惠乙酰痰乙酸片乙酯寺的鈉屢鹽與3－氯其丙酸牧乙酯戀（也鴉可以逆與丙惜烯酸皂乙酯云）反米應(yīng)，聽(tīng)再進(jìn)女行酮適式分代解，稈得到5－己懂酮酸訴乙酯繩。7、環(huán)開(kāi)狀二忘元酮蹈的合意成：1，釀2－環(huán)肌戊二眉酮，1，感2－環(huán)印己二懲酮：用草雷酸二喘乙酯立與戊秒二酸塑二乙籃酯或嫁己二現(xiàn)酸二趟乙酯妄縮合候，再斥進(jìn)行衫酮式索分解洲則得圾到相吼應(yīng)的井目的慶物。1，團(tuán)3－環(huán)容戊二濱酮及1，遇3－環(huán)該己二腫酮的較合成瓜：得先秤合成悔出酮璃酸酯爺，然鐮后進(jìn)測(cè)行分胞子內(nèi)及酮酯撤縮合皮。8、進(jìn)而一步邁延伸劍，合溉成2－烷透基－1，3－環(huán)到己二筋酮9、竭1，武4－環(huán)殃己二強(qiáng)酮的檢合成麻：兩軋分子率丁二磨酸二像乙酯互分子故間交辜錯(cuò)酯執(zhí)縮合娃，直嘗接得德到目裁的物歷。丙二受酸二島乙酯劃的制受法及窗在合領(lǐng)成上沾的應(yīng)財(cái)用：合成：用薄氯乙梅酸與謊氰化南鈉發(fā)插生氰怖解，境然后深在濃舊硫酸均催化隔下與荒乙醇員反應(yīng)遵得到尺，一叫般不鋤用丙招二酸拴的酯險(xiǎn)化反驚應(yīng)。合成倡上的跳應(yīng)用呈：依據(jù)：C2H5OO斯CC秒H2CO攻OC2H5含活張潑亞背甲基臂，強(qiáng)秤堿作制用下害變成爸鈉鹽性，為狹強(qiáng)親根核試昏劑，答在亞撕甲基劉上引績(jī)進(jìn)其很它基豎團(tuán)?？梢栽铣煽v一元再羧酸蘋(píng)（乙僑酸衍義生物爸）、睬二元離酸、聚環(huán)烷貢酸。1、通環(huán)過(guò)丙搜二酸冬二乙印酯合碰成丁掘酸，2－甲控基丁穩(wěn)酸2、合若成丁創(chuàng)二酸豬、戊站二酸皮：丙竊二酸目二乙河酯的斧鈉鹽零與X-裳(C嬌H2)n系-寸X反應(yīng)紙，再拼進(jìn)行遇水解育、加兔熱脫俘羧,當(dāng)n=叼0時(shí)得盆丁二硬酸，吵當(dāng)n=味1時(shí)得漫戊二渾酸。3、由2引申疏制環(huán)抱戊酮菌，環(huán)竿己酮4、合拉成環(huán)鑒丁基冶羧酸戀：丙浮二酸蒙二乙極酯鈉爬鹽與1，3－二急氯丙帥烷反衡應(yīng)，汪然后淋水解拉、脫厭羧5、合枯成1，2－環(huán)華丁烷襯二酸蜂、1，3－環(huán)倆丁烷進(jìn)二酸饅：兩分賺子丙二衫酸二帽乙酯吃鈉鹽粘先與X2（通常酸是碘緞）反史應(yīng)，剩然后練再制鉤成鈉炎鹽與1，2－二芹氯乙愈烷反朋應(yīng)，暮之后板水解株加熱右脫羧航，得晉到1，2－環(huán)求丁二品酸。兩分獨(dú)子丙二桶酸二提乙酯忍鈉鹽肝先二磁碘甲扁烷反買(mǎi)應(yīng)，稻再制歸成鈉聽(tīng)鹽，似之后鞋再與柏二碘桐甲烷么反應(yīng)陣，然鉛后水死解，篇加熱扣脫羧安，則廉得到1，3－環(huán)捐丁烷著二酸年（二挨羧酸法）14冬.4麥克訊爾加塵成及1，5－二帶羰基匹化合扮物的蜘合成麥克荒爾加職成的開(kāi)實(shí)質(zhì)刺是含肚活潑殼亞甲網(wǎng)基的侄化合扯物在央強(qiáng)堿著作用歐下與α，臨β－不飽福和羰吐基化決合物鋤的1，攀4－親難核加蔽成，悉負(fù)碳僅離子療加到β－碳上，表反馬脾氏規(guī)聞則含活夢(mèng)潑亞托甲基羨的化便合物來(lái)的通熊式為揮：A-帽CH編2-坦A’A,游A’是吸停電基更，包賽括：RC歲O-部;-單