6.1 羰基化合物的反应

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6.1 羰基化合物的反应

6.4 重要的缩合反应
一、Mannich反应
具有-H的醛酮或其他含活泼氢的化合物与甲醛及
胺或氨作用，生成氨甲基化产物的反应称氨甲基化反应或Mannich反应。
H 或 OH HCHO + N H 3 + C H 3C O R
+ -
H 2N C H 2C H 2C O R
含活泼氢的化合物有：RCH2COR, RCH2COOR,
HSO3-体积大，空间效应明显，只有醛、脂肪族甲基酮和碳原子少于8的环酮才能反应。
OH C SO 3
-
OH + CNC CN + SO 3
2-
SO32-为好的离去基，可避免用HCN
二、与水加成
O C +H 2 O OH C OH
水的亲核性较小，反应后空阻增大，故不利于水化。若带吸电基时，有利于水化反应。
6.2 亲核加成反应的历程及影响因素
6.2.1 反应历程一、 HCN的加成反应可被碱催化
v k [ C O ][ CN
快

]
OH - + HCN
CN OC CN
+ H2O
H 2O 快

CN+ C

O
慢
OH C CN
+ OH
反应的平衡位置受电子效应和空间效应的影响 K 化合物 CH3CHO >104 PhCHO 2102 p-O2NC6H4CHO 1.4103 p-CH3C6H4CHO 32 原因位阻增大，+C （-I, -C）（+I，+C, +C’）
'
T iC l 4
RCH
δ

羰基化合物的反应

H
O H3C
H
B
(过量 )
3．克诺文诺盖尔反应，醛酮与其它含活泼氢化合物的缩合。反应历程和羟醛缩
合相似，活泼氢化合物在碱催化下形成碳负离子，再向羰基发动亲核进攻，经加
成-消去过程而完成反应。
Z'
R' C O + CH2
..
B R' Z'
CC
+ H2O
R
Z
R
Z
Z 和 Z’为吸电基：-CN、-NO2、-CHO、-COR、-COOR、-SO2R 等。
H
86% 异冰片
H OH
14% 冰片
另外，亲核剂的体积大小对它的进攻方向及产物的生成也有影响。当 Nu 体积很
大时，3,5-位碳原子上的直立氢将阻碍其对羰基的进攻，Nu 只能从 3,5-位碳原子
上直立氢的反应接近羰基。
1, 3干扰
H H
t-Bu
O +
CH3 B(CH2CH2CH3)3Li
H 体积大
H3O t-Bu
攻；不过酸度太大，则可能抑制亲核剂的活性。
H3O + H2N-A
H2O + H3N-A
因此反应有一最佳 PH 值。此时介质既使羰基质子化，又能维持亲核剂有一定浓
度。
仲胺与含 α-H 的醛酮反应生成烯胺。仲胺的氮原子上只有一个氢原子，使比亚胺还不稳定的烯胺得以生成。
O R1CH2CR2 + NHR2
R1CH H
OH
C NR2 R2
-H2O
R1CH C NR2 R2
R1CH C NR2 β R2
烯胺是重要的有机合成中间体，其 β-C 有很强的亲核性，具有碳负离子的性

羰基化合物的直接还原氯代反应

羰基化合物的直接还原氯代反应【知识专栏】深度探索羰基化合物的直接还原氯代反应导语：在有机化学领域，羰基化合物的直接还原氯代反应是一项引人注目的反应。

通过这一反应，能够将含有羰基官能团的化合物转化为相应的氯代产物。

本文将对这一反应进行全面评估和探讨，并展示其在有机合成中的广泛应用。

一、羰基化合物及其特性羰基化合物是一类具有碳氧双键的有机物，常见的羰基化合物包括醛、酮、羰基酸等。

它们在有机化学中具有重要的地位，因为能够参与多种反应，形成多样的化合物。

在羰基化合物中，羰基碳上的氧原子部分带有负电荷，使得羰基碳具有很高的亲电性。

这就为直接还原氯代反应提供了条件，使得羰基化合物可以通过反应转化为相应的氯代产物。

二、直接还原氯代反应的原理直接还原氯代反应是一种将羰基化合物转化为氯代产物的反应。

该反应的机理主要涉及羰基化合物中的羰基碳与氯化剂之间的反应。

1. 洗脱反应：在反应中，氯化剂与羰基化合物中的氯之间发生反应，从而从羰基化合物中洗脱出氯原子，形成中间产物。

2. 还原反应：在洗脱反应的基础上，中间产物能够与还原剂发生反应，进一步还原，形成最终的氯代产物。

通过直接还原氯代反应，能够在选择性和高产率的条件下将羰基化合物转化为氯代产物，为有机合成提供了重要的手段。

三、直接还原氯代反应的应用直接还原氯代反应广泛应用于有机合成中的多个领域，包括药物合成、材料科学等。

在下面几个方面，我们将探讨其具体应用。

1. 药物合成：直接还原氯代反应在药物合成中发挥着重要作用。

在抗癌药物合成中，该反应被用于合成含有不饱和五元环结构的化合物，具有重要的抗肿瘤活性。

2. 材料科学：直接还原氯代反应在材料科学领域中也有广泛应用。

在功能性聚合物的设计和合成中，该反应能够实现对聚合物结构和性能的调控，从而开拓了新的材料应用领域。

3. 有机合成：直接还原氯代反应作为有机合成的重要手段，被广泛应用于各种有机合成反应中。

它能够与其他反应配合使用，实现复杂有机分子的合成，为有机化学提供了一条有效的途径。

091104-10_第八章_羰基化合物的反应

而在PH=6时，
以单负离子存在。
PH=6时的单负离子能产生亲核催化作用：
例8-4：
乙酰基水杨酸的水解动力学研究也显示出负离子质体水解比中性质体快，这说明也存在分子内催化作用。可能存在以下方式 ①亲核催化：
这是一个亲核催化过程，但同位素标记法否定了这个过程，因为酚还不是一个好的离去基团。
但乙酰水杨酸在H2O18中水解产物中没有18O进入。可见水杨酸与乙酸的混合酸酐并不是乙酰水杨酸水解反应的中间体。
第八章习题
判定下列分子可能有几种方式进行分子内催化酯水解反应，写出反应机理及能体现该催化作用的过渡态：
中间体的稳定性降低金属锂试剂与羰基化合物的加成速度是与其聚合程度有关的二聚体比四聚体快10倍左右二聚体的反应一般是经过一个环状过度态
第八章羰基化合物的反应
羰基是最常见的官能团，同时也是反应极其丰富的官能团。羰基化合物构成了有机化学中相当大一部分，醛、酮是最能反映羰基性质的化合物，而羧酸、酯，酰胺等，也由于在分子中存在羰基结构而在性质上有所表现。在羰基的大部分反应中，亲核性质体对羰基中心碳的进攻（加成）是关键的一步：
8.2.2 含NH2化合物对羰基的加成
亲核性质体对羰基化合物加成产生的四面体中间体，通常是不稳定的，会继续断裂形成新的双键。含氨基化合物对羰基的加成是此类反应中较典型的：
这些反应都是可逆的，常常通过这些反应的逆反应即水解反应来对其机理进行研究。
亚胺在酸性水溶液中极易水解，水解机理随底物及体系PH值而变化：
羧酸根负离子也可作为亲核催化剂，此时要求R’O- 的碱性< R’’CO2-。
在中间体中，如果R”CO2-的离去比-OR’快，则观察不到催化现象。
8.6 酯的胺解

羰基化合物的反应

Ag+ 或 Cu2 + HCl
C6H5C O C H C H2N(C H )2 2 3
C =C C O O C =C C O O
C =C C H=O
MnO 2 或 Ag2O
8
还原反应: 1. 还原成醇 (1) 催化加氢: R C =O (R')H
Ni;Pt 或 Pd
R C (R')H
OH H
+
H2
(3) 转化成α-羟基腈 α-羟基磺酸钠与NaCN作用，其磺酸基则被氰基取代
生成α-羟基腈。如：
CHO
NaHSO3
OH C SO3Na
NaCN
OH C CN
HCl H2O
OH C CO O H
该法的优点是可以避免使用易挥发、有毒的HCN，且产率较高。
3. 与ROH加成
17
R (R')H
C =O
+
HCl / H2O
RC H2 (R')H
OH C CO O H
RC H2 (R')H
C=O
HCN
RC H2 (R')H
OH C CN
浓 H2SO4
RC H=C C O O H (R')H
C H3 C H3
C=O
HCN
C H3 C H3
OH C CN
CH3OH 浓 H2SO4
C H3 =C C O O H C H3
该反应为可逆反应，在产品中加入稀酸或稀碱，可使
NaHSO3分解而除去。
16
=
O
(R')H SO3Na α- 羟基磺酸钠
R (R')H C
OH S O3Na

6 第六章羰基化合物的反应

CH3CH2CH2CHO + CH2CHO -OH CH2CH3
OH
I2
CH3CH2CH2CHCHCHO
CH2CH3
CH3CH2CH2CH=CCHO CH2CH3
醛的自身缩合
酮的自身缩合
~ ~
~
O Soxhlex 提取器 Ba(OH)2
2CH3CCH3 O
-H2O I2
(CH3)2C=CH C CH=C(CH3)2
C2H5 H C
C6H5
O C
CH3
LiAlH4 乙醚
C2H5
OH
H
H
CC
+
C6H5
CH3
75%
H2O
C2H5 H CC
C6H5 25%
H OH
CH3
当羰基和一个手性中心连接时，反应符合克莱姆规则一。
6.5 碳负离子
O R C CH3 -OH
}O
RC CH2
烯醇负离子
[O RC CH2
碳负离子
O (CH3)2C=CH C CH3
O CH3CCH3
H+
H
O H
CH3
CH2-H 1,4加成 HO
CH3 CH3
插烯系规则
CH3 互变异构 O
CH3 CH3
分子内缩合
CH3 CH3
CH3
*2 交叉羟醛缩合反应两种不同的醛、酮之间发生的羟醛缩合反应称为交叉的羟醛缩合反应。
有两种情况（1）一种醛或酮有-H，另一种醛或酮无-H。（2）两种醛酮都有-H。（在定向羟醛缩合反应中讨论。）
A 甲醛的羟甲基化反应
-OH
CH2O + H-CH2CHO

高等有机化学第6章羰基化合物的反应精品PPT课件

R
H
C2H 5
+
H
OH
Ph
OH
H
C2H 5
H
R
Ph
Ph
H
C 2H 5
HO
H
R
主要产物
Ph
H
C 2H 5
H
OH
R
次要产物35oC源自R主次CH3
2.5 : 1
C6H5
>4 : 1
(CH3)2CH 5 : 1
(CH3)3C
49 : 1
-70oC
R (CH3)3C CH3
主
次
499 : 1
5.6 : 1
Cram规则二：当醛或酮的α-碳原子上连有羟基或氨基等可以和羰基氧原子形成氢键的基团时，试剂将从含氢键环的空间阻碍较小的一边对羰基进行加成。
Cram规则一：如果醛或酮的α-碳原子上连有三个大
小不同的基团（L、M、S分别代表大、中、小三个
基团）时，其优势构象为羰基键处在两个较小基团
之间的构象，试剂优先从空间阻碍较小的一边进攻
羰基。
O
次要产物
Nu-
M
S
M O S 主要产物
LR LR
Ph
O
H
H
C 2 H 5
H
O
P hH
C 2H 5 1 RMgX 2 H2O
——羰基C=O的吸电子作用使得a-H具有明显的酸性，在碱
性条件下可以离解，生成烯醇负离子，从而成为亲核试剂，进攻羰基碳或卤代烃，发生亲核加成反应、亲核取代反应。
O CC H
BH2
O CC
O CC
烯醇负离子
烯醇负离子由于羰基的共轭作用得以稳定

高等有机第六章羰基化合物的反应

子效应。子效应。如： (3) 应用：应用：
O 2N
CHO ＞
CHO ＞ CH3
CHO
羰基与HCN加成，不仅是增加一个碳原子的增长碳羰基与加成，加成链方法，而且其加成产物羟基腈又是一类较为活泼的链方法，而且其加成产物α-羟基腈又是一类较为活泼的化合物，在有机合成上有着重要的用处。化合物，在有机合成上有着重要的用处。如：
R (R)H C =O R + HCN (R)H C CN OH
α - 羟基腈(又称氰醇) 又
实验事实： 2 min 完成反应
一滴 OH
HCN
H
+
H
+
+ CN
3~4 h 原料的50%起反应起
加 H+，反应 υ↓，大量加 H+ 则难反应， 12
实验事实证明：该加成反应起决定性作用的是实验事实证明：该加成反应起决定性作用的是CN ， CN ↑，有利于反应的进行。，有利于反应的进行。 (1) 反应机理：反应机理：
CH3 C CX3 OH
CH3 C O 缩合反应: 1. 自身缩合: R RCH2CH =O + H CHCH=O
dil. OH
=
CH3 C OH + CX3 O + CHX3 卤仿
OH R RCH2CH CHCH=O R
△ H2O
=
O
O
O
β -羟基醛羟
RCH2CH =CCH =O
α,β-不饱和醛不
① NaBH4 或 LiAlH4 ② H3O +
RCH=CH (R')H
OH C H
B. Al[OCH(CH3)2]3 / (CH3)2CHOH还原法还 RCH=CH (R')H (3) 金属还原法:

羰基化合物的反应

置进攻羰基碳得到主要产物。
手性碳上两个体积较小的基团（S与M）根据其构型分
处于羰基两侧，体积最大的基团 L则与羰基呈反位交
叉构象，还原剂（或亲核试剂）从S与M之间位阻较小
的一侧进攻羰基占优势，这就是Cram规则。
AlH4 O H Et
H 3 O+ H H Ph OH Ee Me
Ph Me
主
优势构象
H3O
+
OH R C Nu R'(H)
R'(H)
（2）亲核取代
O R C L Nu
R O C L Nu
O R C Nu + L
加成-消除
（3）缩合反应
O C R R'
O C C H + B
+
Nu-
R
OC Nu R'
R C R' Nu
2. -碳负离子作为亲核试剂
O C C
E
O C C E
6.2 羰基加成反应及产物 6.2.1 加水
O R'Li C OLi R
O C R'
不对称酮
大位阻酮不能与格氏试剂反应，但可以与有机锂反应
得三级醇。
O t Bu C Bu t + t BuLi ① THF ② H3O+ (t Bu)3COH 81%
6.3 加成-消除反应
R C R R B=R,NH2,OH,NHPh,NHCONH2,Ar O + H 2N-B R OH H C N B
δA
H+
O H
RCH(OH)2
碱催化
H2O B
快
B HOH 增加水的亲核能力
慢

第6章羰基化合物的反应

6.1 羰基化合物的反应机理
醛酮的亲核加成反应
R'
R
C O ＋ A : Nu
- A+
慢
Nu R'
R
Nu O
＋A+ R' 快
C
C
R
OA
6.1 羰基化合物的反应机理
R' R C O ＋ A : Nu -A+ 慢 Nu R' R C O Nu
＋A+ R' 快
C R OA
影响亲核加成反应活性的因素电性因素空间因素 Nu的亲核能力
希夫碱肟腙苯腙
C=N-R C=N-OH C=N-NH2
H2N-NH-CONH2
6.4 羰基化合物加成的立体选择性
Nu
a a
R1 C R2 O
b
Nub
R1 R2
* C OH
R1 R2 C* Nu
OH
1. R1=R2 无手性碳，得同一化合物 2. R1R2, 且R1, R2无手性碳，产生新手性碳，外消旋体 3. R1R2, 但R1, R2有手性碳，产生新手性碳，立体化学复杂，Nu的进攻方向遵守“Cram 规则”
高等有机化学
第6章羰基化合物的反应
第6章羰基化合物的反应
6.1 羰基化合物的反应机理 6.2 羰基加成反应及产物 6.3 加成-消除反应 6.4 羰基化合物的反应活性和加成的立体选择性 6.5 碳负离子 6.6 各种重要的缩合反应 6.7 羰基与叶子立德的反应 6.8 羧酸衍生物的亲核加成 6.9 亲核性碳 6.10 特殊和普遍的酸碱催化 6.11 分子内催化作用
85 %
(CH 3)2CHCHO + CH 2(COEt) 2

第7章羰基化合物的反应

O R C H(R') Nu O R C Nu H(R') O Nu L R C L Nu H OH R C Nu 亲核加成 H(R') C
主要内容
1 醛、酮中羰基的亲核加成反应 (1) 简单的加成反应 (2) 加成—消除反应 2 羧酸及其衍生物的亲核取代反应 (1) 酯的碱性水解 (2) 酯的酸性水解和酯化反应 (3) 酯交换反应 (4) 酯缩合及其有关反应 3 α,β—不饱和羰基化合物的亲核加成反应 (1) 格氏试剂的加成反应 (2) 迈克尔反应 4 亲核加成和亲核取代反应在有机合成中的应用
RCH O O S O O RCH O
H2O
2 SO3
H2O OH RCH SO3
SO3
2．羰基上取代基对平衡位置的影响在前面，根据水合平衡常数已看到了取代基的极性因素对平衡位置的影响。当R，R’基团的电负性增加时，平衡常数增大。羰基化合物与氢氮酸或亚硫酸氢钠的加成反应中除了表现极性因素外，还有明显的立体因素。
此类反应既受一般酸催化，又可受一般碱催化。酸催化的历程：
C O HA 快 C O H A
Hδ H O C O C OH2 δ H A
C O H
A HOH
慢
OH
A
一般酸催化过渡态
酸对于羰基简单加成的催化作用是增加羰基的极化
碱催化的历程：
H2O B
慢 δ B H O C
快
H
B
HOH
O C OH BH
CN慢 O C CN
O C CN HA
C O
快
OH C CN
A-
亚硫酸根负离子和腈负离子一样，可与醛和没有空阻的酮发生简单加成反应生成亚硫酸氢钠加成物。亚硫酸氢盐与羰基加成的有效亲核体，看来肯定是SO32-而不是HSO3-，虽然后者的相对浓度比前者大，但SO32-却是一个更有效的亲核体；

第六章羰基化合物的反应27

31%
H
a H3C H O + b
OH H 反 3 甲基环戊醇 40% H3C OH
H H 顺 3 甲基环戊醇 60%
樟脑
CH 3 CH 3
CH3
CH3
(2)外
CH3
CH3
LiAlH4
OH +
O
H OH
(2)冰片(内型) (10%)
(1)内
空阻差别不大时，主要得稳定产物。
H
(1)异冰片(外型) (90%)
6.6羰基与叶立德（ylide）的反应 1.维蒂希（Witting）反应 2. 季磷盐与维蒂希试剂 3.Wittig试剂在有机合成中应用 4.硫叶立德与羰基的反应 6.7 羧酸极其衍生物的亲核取代 1.BAc2机理 3.AAl1机理 2.AAc2机理 4.AAc1机理 6.8亲核性碳 1.烯醇负离子和硅醚 2.仲胺与醛酮缩合成烯胺 3.噁唑啉衍生物的α-碳负离子
①反应条件：稀碱，含有α氢的醛或酮； ②产物：β-羟基醛（酮）或αβ-不饱和醛（酮）。
醇(alcohol) 醛(aldehyde) aldol condensation 羟醛缩合、醇醛缩合
⑴反应机理：
O C + H C OH H C C O C
-H2O C C O C
O R' C CHR H B R'
O C CHR R'
O C CHR
烯醇负离子 (enolate) （较稳定的共振式）
OH R' C CHR
碳负离子
烯醇 (enol)

其它类型烯醇负离子
O R'O C CHR H B
O
O R'O C CHR

第六章羰基化合物的反应

O
H+或OH-
OH R' + H2O R C OH R'
R
C
除甲醛、多卤代醛外，除甲醛、多卤代醛外，其它醛的水合反应平衡偏向左边。左边。
（2）与ROH的加成）的加成
H+
OCH2CH3 CH3CH OH
CH3CH=O + CH3CH2OH
半缩醛
CH3CH2OH, H+
CH3CH
OCH2CH3 OCH2CH3
6.5 碳负离子
O R C CH3
-
OH
O R C
CH2
} [
OH
动力学产物
O C CH2
O R C CH2
R
]
烯醇负离子 H+
碳负离子
烯醇负离子
O
热力学产物
R C CH3 + R C CH2
O
Br2
R C CH2Br
烯醇负离子是一个两位负离子，氧碱性强，碳亲核性强。烯醇负离子是一个两位负离子，氧碱性强，碳亲核性强。
A C B + H Nu OH
H A
-A
A C OH
B
A C OH
Nu
A
B
Nu H A C B OH
A C B + HA OH
羰基质子化，可以提高羰基的反应活性，羰基质子化，可以提高羰基的反应活性，羰基质子化后，氧上带有负电荷，很不稳定，羰基质子化后，氧上带有负电荷，很不稳定， π电子发生转移，使碳原子带有正电荷。电子发生转移，电子发生转移使碳原子带有正电荷。决定反应速率的一步，决定反应速率的一步，是Nu -进攻中心碳原子的一步。一步。

高等有机化学第6章_羰基化合物的反应

C O
反应机理
Ph3P C
R R'
C C R R'
C O + Ph3P
C O R2C PPh3
CR2
C O
C O R2C PPh3
C O C + PPh3 R R
R2C PPh3
活泼叶利德反应时，常得Z, E-烯烃的混合物；
稳定叶利德反应时，E 型产物为主.
*3 CH3CH=O + (C 6H5)3P-C CH3 COCH 3
-H
OH Nu
Nu H 快
几种重要的羰基加成反应
+ Z H H Na XMg HH E _ OZ E
C=O
+
OH CN SO3H R OR NH-Y
与醇加成：缩醛、缩酮
HCl C=O
+ C=O H
R-OH C
OH OR
H-O-R -H2O
OR C OR
H
+
。
C=O + 2ROH
亲核加成的活性大小判断原则：*羰基碳上的正电性高低（电子因素）（吸电子基存在时，正电性增加，反应加快）
+ (CH3)2S=O
O (CH3)3C
CH2-S(CH3)2
(CH3)3C
-
O
+
O
八、亲核性碳：烯醇物碳负离子和烯胺的反应
1、烯醇物碳负离子的反应
OH-
H3C
O
CHO
2、烯胺及合成上应用
O
+
N H
O
N
N
+
N H
CH3
N CH3
N
+

羰基化合物的反应

O
O
O
O > RCCH3 > RCR' > ArCR
羰基具有平面结构，亲核剂可从平面的两边进攻羰基碳原子。如果羰基平面
两边的空间条件不同，进攻试剂将主要从空间阻碍较小的一边进攻。
樟脑分子中的桥环不能翻转，有碳桥的一边位阻很大。因此，负氢从位阻小
的碳桥对面进攻羰基碳。
O
1.NaBH4 2.H3O
H
OH +
OH H
(主）
若 Nu 体积很小时，3,5-位碳上直立氢的干扰趋于缓解，但加成过程中新生成的
C-O 单键与 2,6-位平伏 C-H 健之间产生的张力则转化为主要的影响因素。二者的
距离越接近，产生的张力越大。
b
HO
t-Bu
+ HBH3Na H
a
H3O a t-Bu
H3O t-Bu b
OH H
H (次) H
曼尼赫反应在合成上的重要性是由于曼尼赫碱受热立即分解生成 α、β-不饱和羰
NaOH
O CH
+ H2O
HCH=O + CH3CHO (过量 )
无 a-H 羰基活性大
OH
HCHO
(HOCH2)3C-CHO
C(CH2OH)4 + HCOOH
歧化反应
三次羟甲基化
季戊四醇
按碰撞理论，容易理解分子内的羟醛缩合进行得更快。特别重要的是鲁宾逊扩环反应，它包括麦克尔加成和分子内的羟醛缩合两步：
C O + ROH
OH C
OR
ROH / H3O
半缩醛（酮）
缩羰在有机合成中是重要的保护基。例如（1）：
OR C
OR

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6.2 亲核加成反应的历程及影响因素
6.2.1 反应历程一、 HCN的加成反应可被碱催化
v k [ C O ][ CN
快

]
OH - + HCN
CN OC CN
+ H2O
H 2O 快

CN+ C

O
慢
OH C CN
+ OH
反应的平衡位置受电子效应和空间效应的影响 K 化合物 CH3CHO >104 PhCHO 2102 p-O2NC6H4CHO 1.4103 p-CH3C6H4CHO 32 原因位阻增大，+C （-I, -C）（+I，+C, +C’）
6.4 重要的缩合反应
一、Mannich反应
具有-H的醛酮或其他含活泼氢的化合物与甲醛及
胺或氨作用，生成氨甲基化产物的反应称氨甲基化反应或Mannich反应。
H 或 OH HCHO + N H 3 + C H 3C O R
+ -
H 2N C H 2C H 2C O R
含活泼氢的化合物有：RCH2COR, RCH2COOR,
N aB H 4 L iB H (C H C H 2 C H 3 ) 3 CH3 9 8 .6 % 0 .4 %
86%
14%
位阻增大
二、手性羰基化合物的亲核加成
加成方向遵守Cram规则，得立体选择性的非对映异构
体产物。
S L C M O C
S
OZ C R' 非对映异构体 R
小基团
L
C M
R
+
R 'Z S R' C OZ R
O H Me
H Ph
H
Me
+
H H HO Br
Me Ph
OH Br
(1R ,2R )
Br Ph (2 R )
(1S ,2R )
(优 )
6.3 醛酮的亲核加成
6.3.1 醛酮的简单加成一、与NaHSO3的加成
O C + N aH SO 3 OH C S O 3N a (白色晶体）
亲核中心为硫原子
O > CH3CH2 C CH2CH3 > Ph C Ph
二、试剂的亲核性对同一羰基化合物，试剂的亲核性越大，平衡常数越大，亲核加成越容易。 1．带负电荷的亲核试剂比其共轭酸（中性分子）的亲核性强。 OH->H2O, RO->ROH 2．极性大的分子比极性小的分子亲核性强。 HCN>H2O(极性与电负性) 3．同周期元素的负离子的亲核性与碱性大小一致. R3C->R2N->RO->F4．同一主族元素的负离子的亲核性与可极化度大小一致。 I->Br->Cl->F-
2．交叉羟醛缩合（Mixed Aldol Condensation）
无-H的醛酮，自身不能发生羟醛缩合，但可以与另
一分子含-H的醛酮发生交叉羟醛缩合。
O O
OH-
O (H O C H 2 ) 3 C CH
O
C H 3C H ＋ H C H
-H组分羰基组分
O
50℃HCH KOH NhomakorabeaC (C H 2 O H ) 4
大基团
中基团
L
C M
手性碳上两个体积较小的基团（S与M）根据其构型分处于羰基两侧，体积最大的基团L则与羰基呈反位交叉构象，还原剂（或亲核试剂）从S与M之间位阻较小的一侧进攻羰基占优势，这就是Cram规则。
ZO M
S R'
R' M ZO S R L 交叉式 (主要产物 )
R 'Z
①
②
M
O
①
S
L R
优势
L R
R' M ② L R
重叠式
S OZ
R' M R L (次 ) S OZ
Ph Ph C H CH3 Br O
N aBH 4
Ph OH + Br HO H H Br CH3 (1 R ,2 R )
H H
(2 R )
BH4
优
-
CH3 (1S ,2 R )
赤式 (次 )
苏式 (主 )
+
HCOOK
交叉岐化
P h C H＋ C H 3 C H O PhC H =C H C H O
OH
-
Claisen-Schmidt condensation
O
O
OH
-
O PhC H =C H C C H =C H Ph
2 P h C H ＋ C H 3C C H 3
两种酮的交叉缩合，至少有一种为甲基酮或环酮，位
6.2.2 影响羰基化合物亲核加成反应活性的因素一、羰基化合物的结构 1．电子效应
羰基碳的正电性越大，亲核加成速度越大，反应活性
越大。羰基碳所连的吸电基（-I，-C）使其亲核加成反应的活性增加，而供电基（+I，+C）则使其活性降低。活泼顺序：
ClCHO > HCHO > RCHO > CH3COR > RCOOR' > RCONR'2 > RCOO-I > +C (+C) (+C,空阻) ( +C > -I) (+C)
O C R' R 活性极低
（1）-共轭效应（增加其稳定性）；
（2）+C效应（降低羰基碳的正电性）；
（3）加成产物失去共轭能，反应活化能高；（4）过渡态和产物的张力大幅增加。
2．立体效应
O C
张力增加
O-
sp2 活性：
O H C O O
sp3
O
O
H > CH3 C H > CH3 C CH3 >
酮发生正向亲核加成反应的趋势较小（空阻大）
二、亲核加成反应的一般特点 1．反应可以被酸或碱催化酸催化可提高羰基的亲电活性
C O + H+ C OH C+ OH
碱催化可提高亲核试剂的亲核性
Nu
H + OH-
Nu- + H2O
活性：
Nu- > Nu
H
2．多数醛酮的亲核加成为可逆反应，用于分离与提纯。
CH3 N
O
有活泼氢
二、羟醛缩合（aldol condensation）
1. 羟醛缩合
在催化剂作用下，含有-H的醛或酮相互作用，生成
-羟基醛（酮）或,-不饱和醛酮的反应叫羟醛缩合 (1) 反应可被酸或碱作催化
OH ＋
-
C H
C
O
C
C
O ＋ H 2O
碱先夺取-H，产生碳负离子
亲核试剂
O C O ＋ C C
氨甲基化产物对热不稳定，易分解为, -不饱和羰
基化合物
O P h C C H 3 + H C H O + M e2N H
H+
P h C O C H 2C H 2N M e2
△
P hC O C H = C H 2
+ ① H CH =C 2
M e2C H C H 2C H O + H C H O + M e2N H
阻小的甲基酮或环酮在反应中作羰基组分。
C H 3O N a
CH3 Ph C C Ph
O CPh
P h C O C H 3 ＋ P h C H 2C O P h
羰基组分
亲核活性大
分子内的羟醛缩合产物一般为五元或六元,-不饱和
HSO3-体积大，空间效应明显，只有醛、脂肪族甲基酮和碳原子少于8的环酮才能反应。
OH C SO 3
-
OH + CNC CN + SO 3
2-
SO32-为好的离去基，可避免用HCN
二、与水加成
O C +H 2 O OH C OH
水的亲核性较小，反应后空阻增大，故不利于水化。若带吸电基时，有利于水化反应。
OH
Zn
PhC H O + R C H C O O Et
P h H ,E t 2 O
P h C H C H C O 2E t R
Br
-H 2 O △
H 2 /N i
P h C H = C C O 2E t R
P h C H 2C H C H 2O H R
C r 2O 3 吡啶
P h C H 2C H C H O R
相应的格氏试剂却不能反应
3. Reformatsky反应
R C H C O 2E t + Z n X
OH R' C C H C O 2E t R '' R
△ -H 2 O
O R 'C R '' H 3+O
X Z n C H C O 2E t R
R' C R ''
C C O 2E t R
合成-羟基酸酯和,-不饱和酸酯，同时可使醛酮的碳数增加
C O Mg X
C C
C O
H
C
+ M gX
H 3+O
C
H
转移-H
C O H
2）烯醇化。不存在-H，且位阻大时。
R M gX + C H C O
C
C
O M gX + R H
碱烷基锂活性高，高位阻的酮仍然发生加成反应
O t Bu C Bu t + t BuLi

6.1 羰基化合物的反应

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