羟醛缩合练习题
A组
1．以乙烯为初始反应可制得正丁醇（CH3CH2CH2CH2OH）。已知两个醛分子在一定条件下可以自身加成。下式中反应的中间产物（Ⅲ）可看成是由（Ⅰ）中的碳氧双键打开，分另跟（Ⅱ）中的2－位碳原子和2－位氢原子相连而得。（Ⅲ）是一种3－羟基醛，此醛不稳定，受热即脱水而生成不饱和醛（烯醛）：
请运用已学过的知识和上述结出的信息写出由乙烯制正丁醇各步反应式。
2．醛可发生分子间的反应，生成羟基醛，如：
烯烃分子在一定条件下会发生二分子聚合，如：
（1）HOCH2CH(CH3)CHO可由与两种醛合成（填结构简式）
（2）HOCH2CH(CH3)CHO转变成(CH3)2C＝CH2须经过、、等较合理的反应过程（填反应类型名称）
（3）将(CH3)2C＝CH2经二分子缩合后的生成物与氢气进行加成反应，所得有机物按系统命名法称为。
3．已知醛在一定条件下可以发生如下转化：
物质B是一种可以作为药物的芳香族化合物，请根据下图（所有无机产物均已略去）中各有机物的转变关系回答问题：
（1）A、B的结构简式为：A B 。
（2）G、D反应生成H的化学方程式是。
（3）一定条件下，能够与1mol F发生反应的H2的最大用量是mol。
（4）G有多种同分异构体，其中能与金属钠反应且苯环上只有一个取代基的同分异构体的结构简式为。
4．今年是杰出的奥地利化学家约瑟夫·劳施密特（Josef Loschmidt）逝世110周年，1861年他著的《化学研究》第一卷中就有如下左图物质圈图，即肉桂酸结构（如右侧图）
肉桂酸的合成路线如下：
已知：①
②
试回答下列：
（1）D的结构简式为：。
（2）属于消去反应的有：（填序号）
（3）与肉桂酸互为同分异构体且能使溴的四氯化碳溶液褪色还能与碳酸氢钠溶液反应的异构体有：、、、。
（4）肉桂酸苄酯是一种重要的定香剂，是由肉桂酸与苯甲醇反应得到的，写出该反应的化学方程式：。
B组
5．下面是一种有机物A的合成路线，请回答有关问题：
写出a～f的结构简式：
6．我国盛产山茶子精油，用其主要成分柠檬醛可以与丙酮反应制取假紫罗兰酮，进而合成具有工业价值的紫罗兰酮。
柠檬醛假紫罗兰酮
又知：R－X＋H2O→R－OH＋HX（“R－”为烃基）
下面是一种有机物A的合成路线，请回答有关问题：
写出c、d、f的结构简式：c d f
7．利用乙烯和苄氯可合成肉桂醛和乙酸丁酯。反应的合成路线如下图所示：
（1）请写出A～H各物质的结构简式。
（2）命名：肉桂醛；D 。
（3）有机物：D、E、G、H、肉桂醛
具有光学异构体的是；具有顺反异构体的是。
（4）反应D→E的产物是否唯一，为什么？
（5）肉桂醛被硼氢化钠还原后的产物可聚合为高分子化合物（结构简式）。
（6）选择合适试剂由E合成(CH3)2CHCH2CHO，写出中间产物。
8．季戊四酸硝酸酯［C(CH2ONO2)4］为长效抗心血管病药物，作用比硝酸甘油弱，生效缓慢而持久。已知两个醛分子在稀碱溶液中可以发生加成反应，其特点是一个醛分子中活泼氢（即与醛基相邻碳原子上的氢原子，也叫α氢原子）加到另一醛分子中醛基的氧原子上，其余部分则加到该醛基的碳原子上．如：R－CH2－CHO＋H－CH2－CHO?
?稀碱溶液R－CH2－CH(OH)－CH2－CHO
?
?→
现以乙烯为初始原料，按下列反应的A物质在常温下是一种无色、有强烈刺激性气味的气体，易溶于水，其水溶液具有杀菌和防腐能力，可用来浸制生物标本.
请按要求回答下列问题：
（1）写出下列反应方程式（注明反应条件并配平）：
乙烯→B：
；
B＋A→C：
；
E→F：
。
（2）写出反应类型：
反应Ⅰ；反应Ⅱ；反应Ⅴ；反应Ⅵ。
9．已知：
①乙醛甲基上的氢原子都是α氢原子，活性较大，都可以与甲醛中的醛基发生加成反应，如HCHO ＋CH 3CHO ???→?一定条件HO －CH 2－CH 2－CHO ；
②CH 2(COOC 2H 5)2????????→?Cl CH CH BrCH H NaOC 22252/
??????→
??
+-，Ｈ )2;\)12OH O H
现由乙烯和丙二酸等物质合成I ，合成路线如下：
请回答下列问题：
（1）写出下列物质的结构简式：
E ；H ；I 。 （2）写出A 生成D 化学方程式 ：
10．已知在适宜的条件下，醛分子间可按下式发生加成反应：
试用化学方程式表示以乙烯、－CH 2Br 为主要原料制备肉桂醛（
－CH ＝CHCHO ）的过程。
11．请利用下列反应过程中各有机化合物之间的关系，推断有机化合物A 、B 、C 、D 、E 、F 的结构式。
12．羰基化合物有一个重要反应，就是在稀碱的作用下，具有α－活性氢的醛（酮） 生
成β－羟基醛（酮）。该反应是可逆反应，称为醇（羟）醛缩合。其反应历程为（
表示一对电子转移）：
问：由右面化合物进行如下反应，应得到何种产物，并写出相应的反应历程。
13．已知乙炔钠（NaC ≡CH ）在一定条件下可以和某些羰基发生加成反应：
工业上用丙酮为初始原料，通过与乙炔钠等物质反应，可以合成聚异戊二烯，请写出合成的各步反应式。
C 组
14．已知丙酮的α氢活性比丙醛的α氢活性大，预计该反应的主要产物。 丙醛＋丙酮??
→?NaOH A ??→?加热
B ＋C
15．光刻法是现在流行的一种进行表面处理的化学方法。它是在待加工金属工件上涂上一层具有抗腐蚀性的保护层，这种保护材料称为光致抗蚀剂（又称光刻胶）。然后在其上方按一定图版曝光、再加腐蚀剂。未曝光与曝光部分的金属表面的抗腐蚀性不同，因此印出预期的图版。
E 是一种光敏胶，其合成路线如下：
－CHO ????→?乙酸酐无水/A B ??→?NaOH ??→?碱
乙炔/D ??→?聚合 E
（1）写出A 、B 、C 、D 的结构式。
（2）写出它在光刻法中光照下的反应。
16．下列三组反应中，丙酮CH 3COCH 3是什么试剂？完成的是什么属性的反应：
（1）CH 3COCH 3
CH 3COCH 2CH 2N(CH 3)2
（2）CH 3COCH 3＋CH 2＝CHCOOCH 3
CH 3COCH 2CH 2CH 2COOCH 3
（3）CH 3COCH 3＋BrCH 2CH 2CHO CH 3COCH ＝CHCH 2CH 2Br
（4）CH 3COCH 3
17．按照指定的反应，写出反应产物，完成反应式。 （1）Claisen 酯缩合反应：
＋
（2）Diels —Alder 反应：
（3）Wittig 反应：
＋
→
（4）Beckmann 重排反应：
（5）Cannizzaro 反应：
＋
（6）Mannich 反应：
＋
HN(CH 3)2
18．我国盛产山苍子油，其主要成分是柠檬酸（A ，C 10H 16O ），以（A ）为原料和化合物（B ）经过缩合、消除、关环等主要步骤，可合成具有工业价值的β－紫罗兰酮（一种香料）。合成路线如下：
A ＋
B ??→?-
OH C ???
→??
-，O H 2?
?→?关环（β－紫罗兰酮）
（1）写出有机物A 、B 、C 的结构简式。
（2）用系统命名法（IUPA ）命名柠檬醛（A ）；并指出柠檬醛有没有立体异构体？如果有，请写出全部异构体（不包括构象异构）的立体表示式。
（3）合成β－紫罗兰酮路线中关环反应的反应历程如下：
?→
?+
H
?→???→
?+
-H
根据反应历程分析：β－紫罗兰酮是否是合成中的惟一产物？如不是，请写出另外的产物，并注明主
次和说明理由。
19．写出下面反应的合理历程（用表示电子对的转移，用表示单电子的转移），并写出各步可能的中间体。
＋
＋C 2H 5O －
20．从许多植物的根、茎、叶、花等提取得到的精油，主要是萜类化合物的混合物，我国有丰富的萜类化合物资源，柠檬醛即是其中之一。由柠檬醛出发，可以方便地制得α－紫罗兰酮和β－紫罗兰酮，它们是合成维生素A的重要中间体。将α－和β－紫罗兰酮还原，可以得到相应的α－紫罗兰醇和β－紫罗兰醇，它们都可用做香料。这两个醇的结构虽然极为相近，但却有着不同的香气：α－紫罗兰醇具有愉快的紫罗兰花香，而β－紫罗兰醇却具有水果香、木香和紫罗兰花香的混合香气。
柠檬醛、α－和β－紫罗兰醇的结构如下：
柠檬酸醛α－紫罗兰醇β－紫罗兰醇
柠檬醛（相对分子质量为152.2）在碱性条件下（如氢氧化钠的乙醇溶液）与化合物A反应，生成化合物B（相对分子质量为192.3）。B在酸（如磷酸）中微微加热即可转变为α－紫罗兰酮和β－紫罗兰酮的混合物（它们的相对分子质量都是192.3）。α－紫罗兰酮在三氟化硼或浓硫酸的催化下，可转变为β－紫罗兰酮。α－紫罗兰酮和β－紫罗兰酮在异丙醇铝的异丙醇溶液中可被还原为相应的α－紫罗兰酮和β－紫罗兰醇。
（1）请指出柠檬酸有没有立体异构体。如果有，写出全部异构体（不包括构象异构）的立体表示式，并用系统命名法（IUPAC）命名它们。
（2）请写出A和B的结构式。
（3）请写出由柠檬酸与A反应生成B的反应式，并写出这一反应可能的反应机理（即反应历程）。
（4）请写出由B生成α－紫罗兰酮和β－紫罗兰酮的反应式。并注明哪一个是α－紫罗兰酮，哪一个是β－紫罗兰酮。
（5）试写出α－紫罗兰酮在催化下转变为β－紫罗兰酮的反应机理（即反应历程）。
羟醛缩合练习题参考答案
1 ①CH 2＝CH 2＋H 2O →CH 3CH 2OH
②2CH 3CH 2OH ＋O 2→2CH 3CHO ＋2H 2O 或将①、②合并：2CH 2＝CH 2＋O 2→2CH 3CHO ③CH 3CHO ＋CH 3CHO →CH 3CH(OH)CH 2CHO ④CH 3CH(OH)CH 2CHO →CH 3CH ＝CHCHO ＋H 2O ⑤CH 3CH ＝CHCHO ＋2H 2→CH 3CH 2CH 2CH 2OH
2 （1）HCHO CH 3CH 2CHO （2）消去 加成 消去 （3）2,2,4—三甲基戊烷
3 （1）A ：－CHO B ：－CH ＝CH －CHO
（2）
－CH 2CH 2COOH ＋HOCH 2CH 2
－
－CH 2CH 2COOCH 2CH 2－＋H 2O
（3）5 （4）－CH 2CH(OH)CH 3
－CH(OH)CH 2CH 3
－CH(CH 3)CH 2OH
－C(CH 3)2OH 4 （1）－CHBrCHBrCOOH
（2）②④
（3）
CH
CH 2COOH 、
CH
CH 2HOOC
、
CH
CH 2
HOOC
CH CH 2
COOH
（4）
－CH ＝CH －COOH ＋
－CH 2
OH
－CH ＝CH －COOCH 2－
＋H 2O
5 A ：－Br B ：－OH C ：＝O
D ：CH 3CHO
E ：CH 3CH(OH)CH 2CHO
F ：CH 3CH ＝CHCHO
6 CH 3CHO CH 3CH ＝CHCHO
7 （1）A ：CH 3CH 2OH B ：CH 3CHO C ：CH 3COOH D ：CH 3CH(OH)CH 2CHO
E ：CH 3CH ＝CHCHO
F ：CH 3CH 2CH 2CH 2OH
G ：－CHO
H ：－CH(OH)CH 2CHO
（2）β－苯基丙烯醛（3－苯基丙烯醛）；3－羟基丁醛（β－羟基丁醛） （3）D 、H E 、肉桂醛
（4）产物是唯一的，α－H 比较活泼，易与羟基消去（2分，其它合理答案也可以）
（5）
（6）CH 3CH ＝CHCHO ＋CH 3MgBr →(CH 3)2CHCH ＝CH 2MgBr → (CH 3)2CHCH ＝CH 2OH →(CH 3)2CHCH 2CHO （4分） 8 （1）2CH 2＝CH 2＋O 2
2CH 3CHO HCHO ＋CH 3CHO
HOCH 2CH 2CHO
(HOCH 2)3CCHO ＋H 2
C(CH 2OH)4
（2）氧化 加成 加成 酯化 9 （1）E ：
H ：
I
：
（Et 表示－C 2H 5）
（2）CH 3CHO ＋3HCHO ???→
?一定条件
10 ①C 2H 4＋HCl →CH 3CH 2Cl ②CH 3CH 2Cl ＋NaOH
C 2H 5OH ＋NaCl ③2C 2H 5OH ＋O 2→2CH 3CHO ＋
2H 2O （1～3：2CH 2＝CH 2＋O 2??
→?催化剂
2CH 3CHO ） ④－CH 2Br ＋NaOH
－CH 2OH ＋NaBr ⑤2－CH 2OH ＋O 2→2－CHO ＋2H 2O ⑥－CHO ＋CH 3CHO →－CH ＝
CHCHO 11 A ：－CH ＝CHCHO B ：－CH 2CH 2CH 2OH C ：
－CH ＝CHCOOH
D ：－CHBrCHBrCOOH
E ：－CH ≡CHCOOH
F ：
－CH 2CH 2COOH
12 这是一个逆醇醛缩合反应
13
14 A ：CH 3CH 2CH(OH)CH 2COCH 3 B ：
15 （1）A ：CH 3COOK 或K 2CO 3；B ：Ph －CH ＝CH —COOH ；
C ：Ph －CH ＝CH －COONa ；
D ：Ph －CH ＝CH －COO －CH ＝CH 2
（2）
（E ）在光照下进行[2＋2]反应。具体反应方程式略。
16 （1）是CH 3COCH 3的活性氢（α－H ）HN(CH 3)2中氮上氢与CH 2O 中的氧脱水，生成β－羟基胺化合
物的反应称Mannich 反应。该反应要求的活性氢分子有脂肪醛、脂肪酮、杂环族酮、丙二酸酯、硝基化合物β－酮酸酯，甚至酚的邻、对位H 等。胺有伯胺、仲胺，常用的有二乙胺、二甲胺的盐酸盐，反应除用甲醛、三聚甲醛、多聚甲醛外，也有用丁二醛等。由于反应缓和，该反应常用于药物、氨基酸、天然产物的合成中
（2）丙酮作为亲核试剂发生共轭加成反应（亲核加成反应）。 （3）丙酮作为亲核试剂发生羟醛缩合反应。
（4）丙酮先卤化（氯化）成亲核取代反应的底物，再发生亲核取代反应。 17 （1）
（2）
（3）
（4）
（5）
（6）
18 （1）A：(CH3)2C＝CH－CH2CH2－CH－CHO B：CH3－－CH3
C：
（2）3,7－二甲基－2,6一辛二烯醛有顺反异构体
（3）不是惟一产物。
-H（主）＋（次）
?+
?→
?
前者较后者共轭体系大，易生成。
19 （1）
（2）
20 有顺反异构体（或几何异构体）：
(2Z)－3，7－二甲基－2，6－辛二烯醛(2E)－3，7－二甲基－2，6－辛二烯醛或(Z)－3，7－二甲基－2，6－辛二烯醛或(E)－3，7－二甲基－2，6－辛二烯醛
（2）A：CH3COCH3B：
（3）反应式：
反应历程：
（4）反应式：
（5）反应历程：
R －CH 2－CHO ＋ R 1－CH 2－CHO R －CH 2－CH －CH －CHO OH NaOH 溶液 R 1 我对羟醛缩合反应的理解 摘要：本文揭示了羟醛缩合反应的实质和原理，强调了羟醛缩合反应的使用和在高考试题 中的体现。 关键词：羟醛缩合 原理 反应历程 使用 一、羟醛缩合反应的概念： 在稀碱或稀酸的作用下， 两分子的醛或酮能够互相作用，其中一个醛（或酮）分子中的α-氢加到另一个醛（或酮）分子的羰基氧原子上，其余部分加到羰基碳原子上，生成一分子β-羟基醛或一分子β-羟基酮。这个反应叫做羟醛缩合或醇醛缩合。例如： 通过醇醛缩合，在分子中形成新的碳碳键，并增长了碳链。 二、羟醛缩合反应历程： 以乙醛为例说明如下： 第一步，碱与乙醚中的α-氢结合，形成一个烯醇负离子或负碳离子： 第二步是这个负离子作为亲核试剂，立即进攻另一个乙醛分子中的羰基碳原子，发生加成反应后生成一个中间负离子（烷氧负离子）。 第三步，烷氧负离子与水作用得到羟醛和OH 。 稀酸也能使醛生成羟醛，但反应历程不同。酸催化时，首先因质子的作用增强了碳氧双键的极化，使它变成烯醇式，随后发生加成反应得到羟醛。
生成物分子中的α-氢原子同时被羰基和β-碳上羟基所活化，所以只需稍微受热或酸的作用即发生分子内脱水而生成，α，β-不饱和醛： 凡是α-碳上有氢原子的β-羟基醛、酮都容易失去一分子水。这是因为α-氢比较活泼，并且失水后的生成物具有共轭双键，所以比较稳定。 除乙醛外，由其他醛所得到的羟醛缩合产物，都是在α-碳原子上带有支链的羟醛或烯醛。例如： 三、羟醛缩合反应在有机合成上有的使用 羟醛缩合反应在有机合成上有重要的用途，它能够用来增长碳链，并能产生支链。具有α-氢的酮在稀碱作用下，虽然也能起这类缩合反应，但因为电子效应、空间效应的影响，反应难以实行，如用普通方法操作，基本上得不到产物。一般需要在比较特殊的条件下实行反应。例如：丙酮在碱的存有下，能够先生成二丙酮醇，但在平衡体系中，产率很低。如果能使产物在生成后，立即脱离碱催化剂，也就是使产物脱离平衡体系，最后就可使更多的丙酮转化为二丙酮醇，产率可达70％～80％。二丙酮醇在碘的催化作用下，受热失水后可生成α，β-不饱和酮： 在不同的醛、酮分子间实行的缩合反应称为交叉羟醛缩合。如果所用的醛、酮都具有α-
第3章羟醛缩合和有关的反应 3.1 引言 开链化合物的立体控制反应在现代有机化学中是一个备受关注的问题，已发展出许多有用的方法用于具有刚性构象的复杂分子（如大环内酯合多环醛抗生素）的立体控制合成。醛醇缩合反应在生物合成中是一种基本的键形成反应，因而受到特别的注意。醛醇反应，即亲核试剂与亲电的羰基基团（及类似基团）的缩合反应，是构建不对称C－C键的最简单的，同时能满足不对称有机合成方法学的最严格要求的一类化学转化。在复杂分子的合成和在光学活性的小分子砌块的制备中，可以找到许多不对称醛醇缩合反应的实例[1]. 在复杂的天然产物的合成中，常常会遇到制备具有多个相邻的手性中心的中间体的任务。这类化合物的最有效的合成策略，是那种在连接二个反应片断的同时又建立起毗邻立体中心的策略。 在每一个前述的策略中，希望对于相对的(syn／anti)以及绝对的(R/S)立体化学都能实行控制 . 已有许多研究者报道了非对映选择性(对映选择性)醛醇缩合反应的结果。这些不对称醛醇缩合反应中的主要变化因素是金属抗衡离子、与这些离子键合的配体以及反应条件。下述几种方法可用于对醛醇反应进行不对称控制： 105
(1)底物控制：非手性烯醇盐或烯丙基金属试剂对手性醛的加成(一般在α-位)．在这种情况下，按照Cram-Felkin-Ahn规则由优势过渡态来决定非对映选择性[2]． (2)试剂控制：手性烯醇盐或烯丙基金属试剂对非手性醛的加成．最通用的获得手性烯醇盐的方法是通过手性辅剂以酯、酰胺(噁唑啉)、酰亚胺(噁唑烷酮)或硼烯醇盐的形式结合；手性烯丙基金属试剂通常也与手性配体结合． (3)双不对称反应：手性烯醇盐或烯丙基金属试剂对手性醛的加成．当醛和试剂显示互补的面优先性(匹配对的情况)时，能够提高立体选择性；反之当它们的面优先性相反(错配对)时，立体选择性降低． 当与合适的配体配位时，许多金属抗衡离于(诸如Li，Mg，Zr，B，AI，Sb，Si，Ti)在不对称醛醇缩合反应中能提供良好的立体选择性．锂或镁形成络台物，它们通过Cram-Felkin-Ahn规则或配位控制加成提供选择性．钛的应用得到了极巧妙的、多样性的好结果，它与手性配体络合提供对映选择性的转化．硼烯醇盐由于其高对映选择性的传递性质而被证明具有广泛的用途．杂双金属催化剂和双核中心催化剂既能活化亲核试剂又能活化亲电试剂，它们贯穿了本章的讨论内容．可以说，只是从20世纪80年代早期开始，本论题才获得显著的进展．在本章中，我们试图介绍金属烯醇盐和有关的烯丙基金属衍生物对碳基化合物的加成反应的一些最重要的进展，如图3.1中的途径A和途径B所示的。 106
中学化学竞赛试题资源库——羟醛缩合 A组 1．今年是杰出的奥地利化学家约瑟夫·劳施密特（Josef Loschmidt）逝世110周年，1861年他著的《化学研究》第一卷中就有如下左图物质圈图，即肉桂酸结构（如右侧图） 肉桂酸的合成路线如下： 已知：① ② 试回答下列： （1）D的结构简式为：。 （2）属于消去反应的有：（填序号） （3）与肉桂酸互为同分异构体且能使溴的四氯化碳溶液褪色还能与碳酸氢钠溶液反应的异构体有：、、、。 （4）肉桂酸苄酯是一种重要的定香剂，是由肉桂酸与苯甲醇反应得到的，写出该反应的化学方程式：。 2．下面是一种有机物A的合成路线，请回答有关问题： 写出a～f的结构简式： 3．我国盛产山茶子精油，用其主要成分柠檬醛可以与丙酮反应制取假紫罗兰酮，进而合成具有工业价值的紫罗兰酮。 柠檬醛假紫罗兰酮 又知：R－X＋H2O→R－OH＋HX（“R－”为烃基） 下面是一种有机物A的合成路线，请回答有关问题：
写出c、d、f的结构简式：c d f 4．利用乙烯和苄氯可合成肉桂醛和乙酸丁酯。反应的合成路线如下图所示： （1）请写出A～H各物质的结构简式。 （2）命名：肉桂醛；D 。 （3）有机物：D、E、G、H、肉桂醛 具有光学异构体的是；具有顺反异构体的是。 （4）反应D→E的产物是否唯一，为什么？ （5）肉桂醛被硼氢化钠还原后的产物可聚合为高分子化合物（结构简式）。 （6）选择合适试剂由E合成(CH3)2CHCH2CHO，写出中间产物。 5．有机物分子中，凡与官能团直接相连的碳原子称为α－碳原子，与α－碳原子连接的氢原子称为α－氢原子。在一定条件下含有α－氢原子的醛（或酮）能与另一分子醛（或酮）发生反应，其实质是一个α－氢原子加在另一个醛酮的氧原子上，其余部分加在羰基上形成羟醛。例如： 同时，羟醛不稳定，受热可脱水生成烯醛。 请用已学过的知识和所给信息回答下列问题： （1）现有一化合物A，是由B、C两物质通过上述类型的反应生成的。试根据A的结构简式写出B、C的结构式： A：B：C： （2）利用有关物质可合成肉桂醛（－CH＝CHCHO）和乙酸丁酯。请在下列合成路线的方框中填出有关物质的结构简式：
1．已知醛在一定条件下可以发生如下转化： 物质B是一种可以作为药物的芳香族化合物，请根据下图（所有无机产物均已略去）中各有机物的转变关系回答问题： （1）A、B的结构简式为：A B 。 （2）G、D反应生成H的化学方程式是。 （3）一定条件下，能够与1mol F发生反应的H2的最大用量是mol。 （4）G有多种同分异构体，其中能与金属钠反应且苯环上只有一个取代基的同分异 构体的结构简式为。
2. 有机化合物G是合成维生素类药物的中间体，其结构简式为： 已知： G的合成路线如下： 其中A~F分别代表一种有机化合物，合成路线中部分产物及反应条件已略去 请回答下列问题： （1）G的分子式是，G中官能团的名称是。 （2）第①步反应的化学方程式是。 （3）B的名称（系统命名）是。 （4）第②~⑥步反应中属于取代反应的有（填步骤编号）。 （5）第④步反应的化学方程式是。 （6）写出同时满足下列条件的E的所有同分异构体的结构简式。 ①只含一种官能团；②链状结构且无—O—O—；③核磁共振氢谱只有两种峰。
3．软质隐形眼镜材料W 、树脂X 的合成路线如下： （1）A 中含有的官能团名称是 。 （2）甲的结构简式是 。 （3）B → C 反应的化学方程式是 。 （4）B 有多种同分异构体。属于酯且含有碳碳双键的同分异构体共有 种（不考虑顺反异构，下同），写出其中能发生银镜反应，且含有甲基的所有同分异构体的结构简式是 。 （5）已知F 的相对分子质量为110，分子中碳原子、氢原子数都是氧原子数的3倍，苯环上的氢原子化学环境都相同。则F 还能发生的反应是（填序号） 。 a ．加成反应 b ．氧化反应 c ．加聚反应 d ．水解反应 （6）写出树脂X 可能的结构简式（写出一种即可） 。 （7）E 的分子式为C 10H 14O 2，含三个甲基，苯环上的一溴代物有两种。生成E 的化学方程 式是 。 ‖ O 2OH X W ） ∣ ∣ R 已知：H―C―H + R―CH 2―CHO CH 2―CH―CHO CH 2＝C―CHO ‖ O OH ∣ R -H 2O
无溶剂反应：羟醛缩合反应 一、实验目的 （1）掌握羟醛缩合无溶剂反应的原理。 （2）巩固熔点的测定方法和重结晶技术。 二、实验原理： 羟醛缩合反应是一种增长碳链的有效方法，是有机合成化学的重要内容。在稀碱的催化下，含有α-氢的醛被碱夺取一个质子，生成负碳离子，进而形成较为稳定的烯醇负离子（酸同样可以促进羰基化合物的烯醇化），烯醇负离子可以和反应物的另一个分子中的羰基基团进行亲核加成生成β-羟基醛，β-羟基醛在加热条件下容易脱水，形成的最终产物为α，β-不饱和醛。碱催化的羟醛缩合反应机理如下： R H H - H+ R H O - H R O O- + R OH H R O -H O R R H O α α β β 如果使用两种不同的含有α-氢的醛，则可得到四种羟醛缩合产物的混合物，而不是我们希望的交叉缩合的产物。交叉羟醛缩合反应的方程式如下：
R H H O R' H H O + R' R' H R OH R' O H R' R H R R H + + 交叉羟醛缩合反应 同种分子羟醛缩合反应 然而，如果仅有一种羰基化合物，则α-氢去质子化后形成烯醇负离子就可以和其它含有羰基的化合物发生交叉羟醛缩合反应得到希望得到的产物，从而提高产物的合成效率。例如苯甲醛不能转化成烯醇化物，可以与丙酮产生的烯醇负离子发生反应，就是一个成功的交叉羟醛缩合反应，其反应式如下： O H + H 3C O CH 3 OH O CH 3 O CH 3 由于空间位阻的关系，两分子的酮（丙酮和甲基酮除外）发生羟醛缩合反应，通常生成的产物量很少。如果在反应过程中将产物从系统中不断取出，则可以提高产率。 在本实验中，将探索3，4-二甲氧苯甲醛和1-茚酮的羟醛缩合反应。其反应如下： H 3CO H 3CO H O + O NaOH O OCH 33 与典型的羟醛缩合反应实验步骤相比，这个反应将在无溶剂条件下进行。研究显示，很多反应不需溶剂就能很好地进行，这意味着在有机合成中可能不再需要通过选择溶剂来提高反应效率。这些
6 缩合 反应 缩合反应一般指两个或多个有机化合物分子形成较大的分子的反应，此外缩合反应也可以发生在分子内。缩合过程常伴有小分子消除。 通过缩合反应可以形成碳碳键、碳杂键，进而达到增碳、引入官能团以及成环等目的，在药物合成中占有重要地位。 本章内容主要为含活泼氢化合物(醛、酮和酯)之间的缩合反应。 6.1alpha-羟烷化、alpha-卤烷化和alpha-氨(胺)烷化反应 指在底物分子的某位置引入alpha-羟烷基、alpha-卤烷基和alpha-氨烷基的反应。 alpha是指羟基(卤素和氨(胺)基)直接与引入的烷基的碳相连。 6.1.1alpha-羟烷化 (1)羰基alpha碳的alpha-羟烷化(羟醛缩合) 具活泼氢的醛(酮)在碱(或酸)的催化下，自身或交叉缩合，生成beta-羟基醛或酮的反应。最初是因为烯醇负离子对一个醛(aldehyde)加成得到醇(alcohol)而得名(aldol)。反应机理为烯醇(负离子)对羰基的亲核加成。
①具活泼氢的醛或酮的自身缩合 反应可以是碱催化的。根据反应条件的不同，生成的beta-羟基醛或酮可以发生消除而生成烯，如丁醛的羟醛缩合反应。 也可以用酸催化，比如硫酸、盐酸以及离子交换树脂等。 碱能催化的原因在于碱可以夺取底物的质子，使其形成烯醇负离子；酸能催化的原因在于酸既能质子化羰基，使之更容易被亲核试剂进攻，也能帮助烯醇式的形成，又能催化脱水。
对称酮缩合产物单一。对于不对称酮，不论碱催化或酸催化，反应主要发生在含氢较多的alpha碳原子上，得到beta羟基酮或其脱水物。 ②芳醛与具活泼氢的醛或酮的缩合 芳醛与具活泼氢的醛或酮的缩合可生成b羟基芳丙醛(酮)，并进一步消除生成更稳定的芳丙烯醛(酮)，即Claisen-Schmidt反应。
1．以乙烯为初始反应可制得正丁醇（CH3CH2CH2CH2OH）。已知两个醛分子在一定条件下可以自身加成。下式中反应的中间产物（Ⅲ）可看成是由（Ⅰ）中的碳氧双键打开，分另跟（Ⅱ）中的2－位碳原子和2－位氢原子相连而得。（Ⅲ）是一种3－羟基醛，此醛不稳定，受热即脱水而生成不饱和醛（烯醛）： 请运用已学过的知识和上述结出的信息写出由乙烯制正丁醇各步反应式。 2．醛可发生分子间的反应，生成羟基醛，如： 烯烃分子在一定条件下会发生二分子聚合，如： （1）HOCH2CH(CH3)CHO可由与两种醛合成（填结构简式） （2）HOCH2CH(CH3)CHO转变成(CH3)2C＝CH2须经过、、等较合理的反应过程（填反应类型名称） （3）将(CH3)2C＝CH2经二分子缩合后的生成物与氢气进行加成反应，所得有机物按系统命名法称为。 3．已知醛在一定条件下可以发生如下转化： 物质B是一种可以作为药物的芳香族化合物，请根据下图（所有无机产物均已略去）中各有机物的转变关系回答问题： （1）A、B的结构简式为：A B 。 （2）G、D反应生成H的化学方程式是。 （3）一定条件下，能够与1mol F发生反应的H2的最大用量是mol。 （4）G有多种同分异构体，其中能与金属钠反应且苯环上只有一个取代基的同分异构体的结构简式为。
羟醛缩合练习题参考答案 1 ①CH2＝CH2＋H2O→CH3CH2OH ②2CH3CH2OH＋O2→2CH3CHO＋2H2O或将①、②合并：2CH2＝CH2＋O2→2CH3CHO ③CH3CHO＋CH3CHO→CH3CH(OH)CH2CHO ④CH3CH(OH)CH2CHO→CH3CH＝CHCHO＋H2O ⑤CH3CH＝CHCHO＋2H2→CH3CH2CH2CH2OH 2 （1）HCHO CH3CH2CHO （2）消去加成消去（3）2,2,4—三甲基戊烷 3 （1）A：－CHO B：－CH＝CH－CHO （2）－CH2CH2COOH＋HOCH2CH2－ －CH2CH2COOCH2CH2－＋H2O （3）5 （4）－CH2CH(OH)CH3－CH(OH)CH2CH3 －CH(CH3)CH2OH －C(CH3)2OH
羟醛缩合练习题 A组 1．以乙烯为初始反应可制得正丁醇（CH3CH2CH2CH2OH）。已知两个醛分子在一定条件下可以自身加成。下式中反应的中间产物（Ⅲ）可看成是由（Ⅰ）中的碳氧双键打开，分另跟（Ⅱ）中的2－位碳原子和2－位氢原子相连而得。（Ⅲ）是一种3－羟基醛，此醛不稳定，受热即脱水而生成不饱和醛（烯醛）： 请运用已学过的知识和上述结出的信息写出由乙烯制正丁醇各步反应式。 2．醛可发生分子间的反应，生成羟基醛，如： 烯烃分子在一定条件下会发生二分子聚合，如： （1）HOCH2CH(CH3)CHO可由与两种醛合成（填结构简式） （2）HOCH2CH(CH3)CHO转变成(CH3)2C＝CH2须经过、、等较合理的反应过程（填反应类型名称） （3）将(CH3)2C＝CH2经二分子缩合后的生成物与氢气进行加成反应，所得有机物按系统命名法称为。 3．已知醛在一定条件下可以发生如下转化： 物质B是一种可以作为药物的芳香族化合物，请根据下图（所有无机产物均已略去）中各有机物的转变关系回答问题： （1）A、B的结构简式为：A B 。 （2）G、D反应生成H的化学方程式是。 （3）一定条件下，能够与1mol F发生反应的H2的最大用量是mol。 （4）G有多种同分异构体，其中能与金属钠反应且苯环上只有一个取代基的同分异构体的结构简式为。
4．今年是杰出的奥地利化学家约瑟夫·劳施密特（Josef Loschmidt）逝世110周年，1861年他著的《化学研究》第一卷中就有如下左图物质圈图，即肉桂酸结构（如右侧图） 肉桂酸的合成路线如下： 已知：① ② 试回答下列： （1）D的结构简式为：。 （2）属于消去反应的有：（填序号） （3）与肉桂酸互为同分异构体且能使溴的四氯化碳溶液褪色还能与碳酸氢钠溶液反应的异构体有：、、、。 （4）肉桂酸苄酯是一种重要的定香剂，是由肉桂酸与苯甲醇反应得到的，写出该反应的化学方程式：。 B组 5．下面是一种有机物A的合成路线，请回答有关问题： 写出a～f的结构简式： 6．我国盛产山茶子精油，用其主要成分柠檬醛可以与丙酮反应制取假紫罗兰酮，进而合成具有工业价值的紫罗兰酮。 柠檬醛假紫罗兰酮 又知：R－X＋H2O→R－OH＋HX（“R－”为烃基） 下面是一种有机物A的合成路线，请回答有关问题：
第五章缩合技术 本章教学设计 工作任务 通过本章的学习及本课程的实训，完成以下三个方面的工作任务： 1. 围绕典型药品生产过程，会采用醛酮缩合法生产羧酸酯类产品； 2. 利用氨甲基化技术生产医药中间体； 3.会利用缩合反应技术进行β–苯丙烯酸、β–羟基酸酯、α,β–不饱和酸酯产品的生产。 学习目标 1.掌握醛、酮化合物之间发生缩合反应的类型、自身缩合、交错缩合的概念、主要影响因素、反应机理及在药物合成中的应用。 2.掌握活性亚甲基化合物亚甲基化反应（Knoevenagel反应）的主要影响因素及反应条件，了解其在药物合成中的应用； 3.掌握Perkin反应的反应机理，掌握其主要影响因素及反应条件，了解其在药物合成中的应用； 4.掌握Reformatsky反应的反应机理，掌握其主要影响因素及反应条件，了解其在药物合成中的应用； 5.熟悉酯缩合反应的类型，掌握酯—酯缩合反应机理、主要影响因素及反应条件，了解酯缩合反应在药物合成中的应用； 学时安排 课堂教学8学时 现场教学4学时 实训项目 项目一：苯妥英钠的制备（安息香缩合） 项目二：维生素B6中间体的制备（克莱森缩合的操作）
学习目标 1． 掌握缩合技术的概念、常见的重要缩合反应的类型； 2． 掌握醛、酮化合物之间发生缩合反应的类型、自身缩合、交错缩合的概念、主要影响因素、反应机理及在药物合成中的应用。 第五章 缩合技术 第一节 醛酮化合物之间的缩合 ☆一、羟醛缩合 具有活性α–氢的醛或酮在酸或碱催化作用下生成β-羟基醛（或酮）的反应称为羟醛缩合。其通式表示如下： 1．同分子醛、酮自身缩合 （1）反应历程 RC H 2 C R / O B RC H C R / O HB B HB RC H 2 C C H C R / O R / R O RC H 2 C C H C R / O H R / R O
羟醛缩合反应在有机化学中的应用 摘要：羟醛缩合反应是一个重要的有机化学反应，它在有机合成中有着广泛的应用。羟醛缩合反应是指含有活性α氢原子的化合物如醛、酮、羧酸和酯等，在催化剂的作用下与羰基化合物发生亲核加成，得到α-羟基醛酮或酸，或进一步脱水得到α，β-不饱和醛酮或酸酯的反应。① 分子间的羟醛缩合经常被用来合成一些β-羟基化合物，如1，3-丙二醇、l，3-丁二醇和新戊二醇等。其可作为进一步生产香料、药物等多聚物或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)和聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)等高聚物的单体；缩合脱水产物α，β-不饱和醛氧化得到相应的可广泛用作精细化工生产原料的羧酸，如2，2-二羟甲基丙酸可用作水性氨脂扩链剂以及制备聚酯、光敏树脂和液晶，2-甲基-2-戊烯酸是具有水果香味的食用香料，可广泛用于食品加工业和其它日化香精产业；此外，α，β-不饱和醛完全氢化时得到饱和伯醛，可用作溶剂或制造洗涤剂、增塑剂。② 关键词：羟醛缩合有机反应应用 羟醛缩合反应的机理： 羟醛缩合反应是指含有活性α氢原子的化合物如醛、酮、羧酸和酯等，在催化剂的作用下与羰基化合物发生亲核加成，得到α-羟基醛或酸。有α氢原子的化合物如醛、酮、羧酸和酯分子中，由于羰基的吸电子诱导作用以及碳氧双键和α碳上碳氢σ键之间的σ-π超共轭效应，使得α碳上氢上的电子云密度较低，具有较强的酸性和活性。 羟醛缩合反应既可以在酸催化下反应，也可以在碱催化下反应。 在酸催化下，羰基转变成烯醇式，然后烯醇对质子化的羰基进行亲核加成，得到质子化的β-羟基化合物。由于α氢同时受两个官能团的影响，其化学性质活泼，在经质子转移、消除可得α，β-不饱和醛酮或酸酯。 在碱性催化剂下，首先生成烯醇负离子，然后烯醇负离子再对羰基发生亲核加成，加成产物再从溶剂中夺取一个质子生成β-羟基化合物。得到的β-羟基化合物在碱作用下可失水生成α，β-不饱和醛酮或酸酯。③ 故羟醛缩合从机理上讲，是碳负离子对羰基碳的亲核加成。烯醇负离子具有两位反应性能，一种是碳负离子进行亲核加成，另一种是氧负离子进行亲核加成。一般来说，碳负离子的亲核性能强，氧负离子的碱性强，故在亲核反应是，主要是碳负离子作为亲核试剂去进攻。 羟醛缩合反应的分类及应用： 羟醛缩合反应可分为自身缩合和交叉缩合。 自身缩合可以是分子间的，也可以是分子内的。醛分子间的自身缩合平衡常数较大，故反应可顺利进行，反应条件也较温和，故可用于合成特定的醛。酮分子间的自身缩合平衡常数很小，故需要采用特殊的方法是反应向右推动，如加入催化剂、强碱环境，或是用索氏提取器分离产物。一般来说，此类反应的产率较低，应用不多。 当分子内既有羰基又有烯醇负离子时，可发生分子内的羟醛缩合反应，得到关环产物。特别是合成五、六元环时，反应顺利，产率较高。该反应被广泛用于制备α，β-不饱和环酮。如： 有机合成中应用最多的是交叉羟醛缩合，即利用两个不同的醛或酮进行混合羟醛缩合反应，可得到α，β-不饱和醛酮。如果两反应物都有活泼的α氢，将得到四种混合产物，若产物难以分离，这就没有多大的
羟醛缩合 具有α-Ｈ的醛，在碱催化下生成碳负离子，然后碳负离子作为亲核试剂对醛酮进行亲核加成，生成β－羟基醛，β－羟基醛受热脱水成不饱和醛。在稀碱或稀酸的作用下，两分子的醛或酮可以互相作用，其中一个醛（或酮）分子中的α-氢加到另一个醛（或酮）分子的羰基氧原子上，其余部分加到羰基碳原子上，生成一分子β-羟基醛或一分子β-羟基酮。这个反应叫做羟醛缩合或醇醛缩合。通过醇醛缩合，可以在分子中形成新的碳碳键，并增长碳链。 羟醛缩合反应历程 以乙醛为例说明如下： 第一步，碱与乙醛中的α-氢结合，形成一个烯醇负离子或负碳离子：第二步是这个负离子作为亲核试剂，立即进攻另一个乙醛分子中的羰基碳原子，发生加成反应后生成一个中间负离子（烷氧负离子）。 第三步，烷氧负离子与水作用得到羟醛和OH。 稀酸也能使醛生成羟醛，但反应历程不同。酸催化时，首先因质子的作用增强了碳氧双键的极化，使它变成烯醇式，随后发生加成反应得到羟醛。生成物分子中的α-氢原子同时被羰基和β-碳上羟基所活化，因此只需稍微受热或酸的作用即发生分子内脱水而生成，α，β-不饱和醛。凡是α-碳上有氢原子的β-羟基醛、酮都容易失去一分子水。这是因为α-氢比较活泼，并且失水后的生成物具有共轭双键，因此比较稳定。除乙醛外，由其他醛所得到的羟醛缩合产物，都是在α-碳原子上带有支链的羟醛或烯醛。羟醛缩合反应在有机合成上有重要的用途，它可以用来增长碳链，并能产生支链。具有α-氢的酮在稀碱作用下，虽然也能起这类缩合反应，但由于电子效应、空间效应的影响，反应难以进行，如用普通方法操作，基本上得不到产物。一般需要在比较特殊的条件下进行反应。例如：丙酮在碱的存在下，可以先生成二丙酮醇，但在平衡体系中，产率很低。如果能使产物在生成后，立即脱离碱催化剂，也就是使产物脱离平衡体系，最后就可使更多的丙酮转化为二丙酮醇，产率可达70％～80％。二丙酮醇在碘的催化作用下，受热失水后可生成α，β-不饱和酮。 羟醛缩合 其他羟醛缩合反应 具有α-氢的酮在稀碱作用下，虽然也能起这类缩合反应，但由于电子效应、空间效应的影响，反应难以进行，如用普通方法操作，基本上得不到
Knoevenagel缩合反应 文献综述 1.摘要 Knoevenagel缩合反应是有机化学中较常见的一个反应。本文在综合大量文献的成果基础上，简述了这一反应，分析了其可能的反应机理和影响反应进行的动力学、热力学因素，列举了此反应在有机合成方面的广泛应用，对Knoevenagel缩合反应的研究提出了新的展望。 2.正文 2.1反应简述 Knoevenagel缩合反应（脑文格反应；克诺维纳盖尔缩合反应；柯诺瓦诺格缩合反应；克脑文盖尔缩合反应），又称Knoevenagel反应： 含有活泼亚甲基的化合物与醛或酮在弱碱催化下，发生失水缩合生成α,β-不饱和羰基化合物及其类似物。 图1 Knoevenagel缩合反应通式 Z 基是吸电子基团，一般为 -CHO、-COR、-COOR、-COOH、-CN、-NO2等基团。两个 Z 基团可以相同，也可以不同。-NO2基团的吸电子能力很强，有一个就足以产生活泼氢。 常用的碱性催化剂有哌啶、吡啶、喹啉和其他一级胺、二级胺等。常用的活泼亚甲基化合物有丙二酸二乙酯、米氏酸、乙酰乙酸乙酯、硝基甲烷和丙二酸等，但事实上任何含有能被碱除去氢原子的 C-H 键化合物都能发生此反应。反应一般在苯或甲苯中进行，同时将产生的水分离出去，此法所用温度较低，产率高。
Knoevenagel 反应是对Perkin反应的改进，将酸酐改为活泼亚甲基化合物。由于活泼氢的存在，使得弱碱作用下，能产生足够浓度的碳负离子进行亲核加成。弱碱的使用避免了醛酮的自身缩合，因此除芳香醛外，酮和脂肪醛均能进行反应，扩大了适用范围。 Knoevenagel 反应是制备α,β-不饱和化合物的常用方法之一。 2.2 发现历史 这个反应最早是由德国化学家亚瑟·汉斯（Arthur Hantzsch）发现的，1885年，他用乙酰乙酸乙酯、苯甲醛和氨反应，发现生成了对称的缩合产物 2,6-二甲基-4-苯基-1,4-二氢吡啶-3,5-二甲酸二乙酯，也生成了少量的 2,4-二乙酰基-3-苯基戊二酸二乙酯，这是有关 Knoevenagel 反应的最早纪录。[1] 1894年，德国化学家 Emil Knoevenagel 从多个方面对这一反应作了进一步研究，他发现任何一级和二级胺都可以促进反应进行；反应可以分步进行；而且丙二酸酯可以代替乙酰乙酸乙酯作为活性的亚甲基化合物。[2] 两年之后，Knoevenagel 又开始了对这个反应的研究，他发现，在室温或 0℃时，苯甲醛与过量乙酰乙酸乙酯在催化量的哌啶作用下，会生成双加成物 2,4-二乙酰基-3-苯基戊二酸二乙酯。他的一个助手重复了这个实验，在冷却一步上消耗了更少的时间，结果发现得到的产物与之前的产物不同，这次的产物是缩合产物苄叉乙酰乙酸乙酯与上述双加成物的混合物。进一步的研究又发现，如果使用等摩尔的苯甲醛和乙酰乙酸乙酯，将反应温度控制在0 °C，那么两者之间的反应便可以定量生成缩合产物苄叉乙酰乙酸乙酯，而基本上不产生加成物。[6]这便是现今所看到的 Knoevenagel 反应的雏形，缩合产物苄叉（或烷叉）乙酰乙酸乙酯也被称为 Knoevenagel 产物。但实际上，Claisen 等早在十余年前就已经通过其他方法得到该类型的化合物了[3]，只不过 Knoevenagel 所用的方法和条件更温和一些而已。 此后的研究表明，如果用原始反应条件处理苄叉乙酰乙酸乙酯，又可得到双加成物，从而证实了苄叉乙酰乙酸乙酯是双加成物生成过程中的中间产物。 2.3 反应机理 Knoevenagel 是由碱催化的缩合反应，类似于羟醛缩合反应。根据所用碱种类的不同，可以有两种可行的机理。 2.3.1亚胺—亲核加成机理 该观点认为反应历程中，醛或酮先与胺缩合为亚胺，然后再与失去α氢的活泼碳负离子加成，最后再消去形成双键。以哌啶催化下醛与乙酰乙酸乙酯的反应为例：