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第四章 缩合反应

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第四章：缩合反应(1节)-1

第四章：缩合反应(1节)-1

CN C OH +
O C H OH Ar1
Ar
C O
C H
Ar1
2 H2C C H
CHO
KCN / C2H5OH H2O
H2C C H
C CH O OH
C CH2 H
O (H3 C)2N CHO
OH C H
+
CHO
KCN / C2H5OH H2 O
(H3C)2N
C
例6.苯甲醛能发生安息香缩合；产物(7)为抗癫痫药 苯妥英(Phenytoin)中间体，也是抗胆碱药贝那替秦 (Benactyzine)中间体
2 ). Claisen-Schimidt 反应
芳醛在碱催化下与脂肪族醛、酮缩合而生成 -不饱和醛、酮的反应
O ArCHO + RCH2CR1 OH ArCHCHCR1 R H 2O COR1 ArCH C R
反 式 为 主
O RC H Ph H
: base H H H H Ph
: base H H CR O
芳醛在含水乙醇中，以氰化钠为催化剂，加热后 发生双分子缩合生成-羟基酮的反应。
2 C6H5CHO NaCN / EtOH / H2 O pH 7~8, C6H5C O CHC6 H5 OH 96%
CN Ar C O CN Ar C OH O C H Ar1 Ar H + CN Ar C O CN C O OH C H Ar1 H Ar

（11）
例11.酮基布洛芬(酮洛芬，12) ,英文名为ketoprofen ,是常 用的非甾体抗炎镇痛药.
（12）
二、 -卤烷基化反应
芳烃在甲醛、氯化氢及无水ZnCl2(或AlCl3, SnCl4)或质子酸（H2SO4， H3PO4，HOAc)等缩合剂存 在下，在芳环上引入卤烷基（CH2Cl) 的反应.

第四章 缩合反应(简单版)

第四章 缩合反应(简单版)

Cannizzaro 反应
CH2OH
有机金属化合物的α−羟烷基化反应
(1) Reformatsky reaction: 醛、酮与α−卤代酸酯在锌粉的 存在下缩合而得β−羟基酸酯或脱水得α,β−不饱和酸酯。
O R1 R2 + X H C CO2R H R
1 2
1) Zn 2) H3O+ R
1 2
OH H C C CO2R H -H2O
+
C6H5 C6H5COCH2CHCH2CO2H
O CO2Et + CH CCOCH3
K2CO3/Acetone
O CO2Et COCH3
KOH/EtOH CHCN Et + CH2 CHCN
CN C CH2CH2CN Et
O CO2Et + Yb(OTf)3 CH2 CHCOCH3
O CO2Et COCH3 (95%)
O O HO NH2 CN HO O NH CN Cl OCH3 HO O N
O OCH3 CN
化合物Ⅰ
化合物Ⅱ
O O Ni/H2 HO N OCH3 NH2 NaOH/ref HO O N O NH
化合物Ⅲ(VAM水溶液)
化合物Ⅳ(Wing-B)
2．有机金属化合物的β−羰烷基化反应
有机金属化合物对α,β−不饱和羰基化合物的1,4− 加成−β−位引入烷基。
O R C CH3 + 3NH3 + 3HCHO
O R C C(CH2NH2)3
NH3
+
HCHO
CH2
NH2
Imine (亚胺）
2．Streck反应－ a-氨基酸的制备
醛、酮类化合物与ΗCΝ和氨（胺类化合物）反应生成 α−氨基腈，再经酸或碱水解得到α−氨基酸的反应。

第四章 缩合反应 总结

第四章 缩合反应 总结

药物合成基础
第四章 缩合反应

总结
主要涉及多种类型的缩合反应， 第四章 主要涉及多种类型的缩合反应，要求掌握如 下内容： 下内容：
1. 了解什么是缩合反应？ 了解什么是缩合反应？ 2 . 掌握α－羟烷基化、卤烷基化、氨烷基化反应 掌握α 羟烷基化、卤烷基化、氨烷基化反应 反应； 〔1〕重点掌握醛醇缩合及其机理、实例；Prins反应； 〕重点掌握醛醇缩合及其机理、实例； 反应 Reformatsky反应；Blanc反应；Mannich反应；及其相应 反应； 反应； 反应； 反应 反应 反应 的实例。 试剂、 试剂和Normat试 的实例。 Reformatsky试剂、Grignard试剂和 试剂 试剂和 试 剂有何区别？ 剂有何区别？ 〔2〕知道 〕知道Strecker反应的应用 反应的应用 3 . 掌握β－羟烷基化、 β－碳基羟烷基化反应 掌握β 羟烷基化、 碳基羟烷基化反应 〔1〕重点掌握 〕重点掌握Michael反应及相应的实例 反应及相应的实例 〔2〕知道环氧化合物的反应及有机金属化合物与不饱和 〕 醛酮的加成反应
4 .掌握亚甲基化反应 掌握亚甲基化 掌握亚甲基 〔1〕重点掌握 〕重点掌握Wittig及Horner反应及相应的实例 及 反应及相应的实例 反应、 反应、 〔2〕知道 〕知道Knoevenagel反应、Stobbe反应、 反应 反应 Perkin反应、Erlenmeyer-Plochl反应及有机金属 反应、 反应 反应及有机金属 化合物的亚甲基化 5 .掌握 掌握Darzens缩合反应及实例 掌握 缩合反应及实例 6 .掌握环加成反应 掌握环加成反应 重点掌握diels-alder反应的应用及碳烯和氮烯的加 反应的应用及碳烯和氮烯的加 重点掌握 成

第四章 缩合反应2

第四章 缩合反应2

活性亚甲基化合物： 二羰基化合物 二羰基化合物， 活性亚甲基化合物：β-二羰基化合物，末端炔烃
（1）碱催化的环氧化物开环加成 ）
R O Nu SN2 R
-
Nu O
H2O
R HO
Nu
Nu: OH, RO, ArO, RNH2, R2NH, RMgX
区域选择性的控制
不对称环氧化物的开环加成
2
1
3、有机金属化合物的 -羟烷基化 、有机金属化合物的β 羟烷基化 羟烷基化p202
具有活性氢的化合物与甲醛(或其他醛) 具有活性氢的化合物与甲醛(或其他醛)、胺进行缩合 生成氨甲基衍生物 氨甲基衍生物的反应 ，生成氨甲基衍生物的反应 O
R1 O R1 R2 H+/OHR3NH2
CH2 R2 O
O R1 R2
H2 C
NHR3
H2 Raney Ni R1
CH3 R2 O
NaCN
• 活性氢化合物： 活性氢化合物： • 胺：伯胺、仲胺、氨 伯胺、仲胺、
+
H+
酸的作用： 酸的作用：
• 有利于形成亚甲铵离子 • 有利于形成烯醇式酮
影响因素: 影响因素:
1、 胺（氨、伯胺、仲胺） 、 伯胺、仲胺）
最常用
HN CH3 CH2
HCl、 二乙胺 、 HN 哌啶
、 HN
O、
HN
吗啉
吡咯烷
胺:仲胺氮上只有一个氢，反应产物单一，而氨或伯胺， 产物复杂，伯胺发生两次反应。
R'
R
C H
C O
R'
R
H2 C
R' C O
+R
H C
快
C O R' R

有机合成04-缩合反应

有机合成04-缩合反应

一般说来，缩合是指两个或两个以上分 子经由失去某一简单分子（如H2O、HX、 ROH），而形成较大的单一分子的反应。其 特征如下： （1）在分子内或分子间彼此不相连的两 个碳原子间形成新的碳碳键； （2）反应过程中伴有失去简单的无机物 或有机物； （3）产物的分子结构常较反应物复杂。
第一节 概述
二、碱催化的缩合反应
RCH2CHO ——> RC(CH2OH)3
第三节 Perkin反应
一、含义（P80-81）
P184
二、应用

第四节 安息香缩合
一、定义——芳香醛在KCN催化下反应
二、特点——绿色化学
P179
第五节
一、Claisen酯缩合

酯缩合
* 乙酰乙酸乙酯的生成
EtOOEt H3C O C COOEt H2
颠茄酮（托品酮）最早由1915年诺贝尔奖获得者威尔斯 退特在1902年由很难获得的原料环庚酮经近20步合成。 1917年英国利物浦大学教授Robert Robinson想到生物 体中的反应大多在pH=7附近进行，而颠茄酮又源于生物体， 联想到Mannich反应的条件（弱酸性下），他大胆地设计了 一个实验。。。。。。当时立即引起轰动！ 由于其对生物碱研究的重大贡献，Robert Robinson教 授被授予爵士称号，1947年获得诺贝尔奖。
一、特点
③
二、应用
三、实例
三、实例
题目：
第七节 丙二酸二乙酯合成法
一、生成与特点
P278
二、应用

1、合成羧酸
P278
2、成环
P278

3、X(CH2)nX试剂
第八节 Mannich反应

第四章缩合反应23节1

第四章缩合反应23节1
维生素D2的合成
88% Ph
R
R
(C6H5)3P CH2
O HO
CH2 HO
O
+ Ph3P=CHOCH3
金刚
利用此结构可制醛
CHOCH3
H2O H+
醚水解
CHO
O + Ph3P
O C COEt H
位 阻 大 ,不 反 应
维生素A的合成-
C CH2OH (C6H5)3P . HX
H
X
CH2P(C6H5)3 C H
LiAlH4
CH2OH 维生素A
二、羰基-位亚甲基化
1.活泼亚甲基化合物的亚甲基化反应(Knoevenagel反应 )
活泼亚甲基化合物（丙二酸酯、-酮酸酯、氰乙酸、硝基 乙酸酯等）在氨、胺或其羧酸盐的催化下，与醛、酮发生醛 醇型缩合，脱水而得,-不饱和化合物。
X H2C
Y
+O
R
C
R1
catalyst
B:
C-PH(C6H5)3 C
OC H
CH2OCOCH3
H
COOC2H5 LiAlH4
CH2OH 维生素A
维生素A的合成=
O Zn / BrCH2COOC2H5
COOC2H5
C H
LiAlH4 [O]
CH2COOC2H5 H
OH
-H2O
CHO C H
+ (C6H5)3P
COOC2H5
COOC2H5
62%
CH2 CH2 1.C4H9MgBr
O
2. H2O
C4H9CH2CH2OH
C6H5
CH CH2 1.CH3MgI
O
2. H2O

第四章_缩合反应


合而得b-羟基酸酯或脱水得a、b-不饱和羧
酸酯的反应：
催化剂
• 锌粉必须活化，常用20%盐酸处理，再用丙 酮、乙醚洗涤，真空干燥。 • 亦可用K、Na、Li等还原无水氯化锌，此法 活性较高。 • Mg, Cd, Ba, In, Ge, Co, Ni, Ce等。
溶剂
• 本反应常用的有机溶剂有乙醚、四氢呋喃、 1,4-二氧六环、二甲氧基乙烷、苯、二甲苯、 二甲基亚砜、乙腈等。
• 3) 催化剂和温度 Michael加成中碱催化剂 的种类很多，如醇钠（钾）、氢氧化钠、 金属钠、氢化钠、三乙胺以及季铵碱等。 Michael加成反应一般在较低温度下进行， 温度升高，收率下降。当用较弱的碱作催 化剂时，反应温度可适当提高。
第三节
亚甲基化反应
1.活性亚甲基化合物的亚甲基化反应 （Knoevenagel 反应） （1）反应通式
• 2. 安息香缩合
• • • •
影响因素 ① 芳醛结构的影响 强吸电子、强供电子对反应都不利； 自身缩合、交叉缩合
• ② 催化剂的影响 • NaCN剧毒，可用噻唑鎓盐、咪唑鎓盐等代 替
3.有机金属化合物的a-羟烷基化 雷福尔马茨基反应（Reformatsky反应）
醛或酮与a-卤代酸酯在金属锌粉存在下缩
OHC
(CH2)3
CH C3H7
CHO
OH 1150C C3H7
CHO (62%)
O CH2COCH3 O KOH (90%)
（2）甲醛与含有a-活泼氢的醛、酮之间的缩合
HCHO + CH3COCH3 NaOH(稀) 40-42 C
K2CO3 14-200C, 3h
0
- H 2O
H2C
CHCOCH3

第四章缩合反应详解演示文稿


CH2N
OCH3 中等极性供电基
第三十六页，共68页。
酸性条件下反应
O CH3 H2O + (CH2O)3 +(CH3)2NH.HCl 回流
O CH3
O
+ (H3C)2NH2C
CH3
CH2N(CH3)2
70%
30%
抗疟疾药常洛林
比较定位强度
NH
OH
NH
HCHO
N H
第三十七页，共68页。
CH2 N OH
RCH2OH + RCOO-
O
Ca(OH)2
CH3CH + 3HCHO
HOH2C
CH2OH C CHO CH2OH
HCHO
HOH2C
Ca(OH)2
CH2OH C CH2OH + (HCOO)2Ca CH2OH
季戊四醇
第九页，共68页。
b 苯甲醛与含α-H醛酮的反应(Claisen-Schimidt)
含有 -活泼氢的醛、酮与甲醛及胺(伯胺、仲胺或氨)反应，结果一
个 -活泼氢被胺甲基取代，此反应又称为胺甲基化反应，所得产物
称为Mannich（曼尼奇）碱
通式：
R EtOH
R'H
+
HCHO + HN HCl R
or苯
R R' H2CN
R
活性氢化合物: 醛、酮、羧酸、腈、硝基烷、含活泼氢的炔、 活化的芳环。应用最广的是甲基酮和环酮。
H CC
H
O C CH2CH3
O
H C C C CH3
CH3
第十一页，共68页。
酸性条件下将形成烯醇，而不是烯醇负离子

药物合成反应(第三版_闻韧)第四章 缩合反应总结


R
CH C OH
R'
R
-H
R' R R CH2 C OH
O R'
Hale Waihona Puke CH C- H2O
R'
O C C CR'
CH2R R
Organic Reactions for Drug Synthesis
1）自身缩合 （一般用碱性催化剂）
NaOH 25℃ 2CH3CH2CH2CHO NaOH 80℃ CH3CH2CH2CH OH CH3CH2CH2CH CH CHO CH2CH3 C CHO
试解释上述反应中为什么使用镁？
Organic Reactions for Drug Synthesis
1)
-卤代酸酯的活性顺序为：
R1 R1
ICH2COOC2H5>BrCH2COOC2H5 >ClCH2COOC2H5
X CCOOC2H5 > X CHCOOC H > X CH2COOC2H5 2 5 R2
2) 无水操作:Et2O、THF等。Zn需活化(用20%HCl 处理)
Organic Reactions for Drug Synthesis
Reformatsky反应的应用：
•合成-羟基羧酸酯 •合成-羟基羧酸
•醛、酮增长碳链的方法之一
Organic Reactions for Drug Synthesis
C O Y
Nu
C O Nu
+ Y
Organic Reactions for Drug Synthesis
羰基化合物的结构与反应特征
羰基化合物的结构特征之二： ——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。

第四章：缩合反应(2,3节)-1


NH2
C (C O O C 2 H 5 ) 2
30%
O R
C
R R1
+
C H 2 (C O O C 2 H 5 ) 2
T iC l 4 / P y C
R1
C (C O O C 2 H 5 ) 2
73~100%
2. Stobbe 反应
丁二酸酯或烃基取代的丁二酸酯在碱性试剂存 在下，与羰基化合物进行缩合生成-烃基亚甲基丁 二酸单酯的反应。
O
C H C O O C 2H 5 + (H 3 C ) 3 C OH
CH CO OC2H5
C 6H 5 C
O H2 C
C CH
O C 2H 5
- O C 2H 5
C O O C 2H 5
C O
O
C
O
(H 3 C ) 3 C
(C 6 H 5 ) 2
OK
(C 6 H 5 ) 2 C CH2
C O O C 2H 5
醚水解
CHO
+ P h3P = C H O C H 3 金 刚
利 用 此 结 构 可 制 醛
O O
+
P h3P
C H
COEt
位 阻 大 ,不 反 应
维生素A的合成-
X
C H 2O H C H
(C 6 H 5 ) 3 P . H X
C H 2 P ( C 6 H 5 )3 C H
C - P H ( C 6 H 5 )3
A ld o le
O OH
H 2O O
2.有机金属化合物的-羰烷基化反应反应
有机金属化合物与，-不饱和羰基化合物加成时， 既可进攻1，2-加成产物，又可与共扼体系反应生成1， 4-加成产物。若生成1，4-加成产物，既在连有金属部 分的碳原子上引入一个-烷基，又称-羰烷基化反应。
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催化剂：酸如HCl, H2SO4, BF3, 对甲苯磺酸等， 但不及碱催化应用广泛。
4
1．自身羟醛缩合
两分子相同的醛或酮在碱的催化下，相互缩合生 成β-羟基醛（酮），或进一步脱水生成α,β-不饱和 醛（酮）。
R
CH2
O
O
O
C
RH(RC'H) 2+
C
R
H(R')
CH2
+R
C
HC(RH'2)
O OCH- Ho(rR. ')H+ OH- or. H+
OO
((动动(动力力力学学学控控控制制制）））
（（（热热热力力力学学学控控控制制制）））
OOO
12
(2)羟甲基化反应--Tollens缩合
在碱催化下，甲醛与含α-氢的醛、酮进行交叉羟 醛缩合，在醛、酮的α-碳原子上引入羟甲基，其 产物是β-羟基醛酮或α,β-不饱和醛酮。
HHHCCCHHHOOO +++ CCCHHH333CCCOOOCCCHHH333
2
O O
(65%) (65%)
8
2．A-B型羟醛缩合
（1）Claisen-Schimidt缩合
无α-H的芳醛与含有α-H的醛、酮,在碱或酸的催化 下,脱水缩合成α,β-不饱和醛（酮）的反应。
OO
ArACrHCOHO++RRCCHH2C2C HH((RR')') OOHH--
RR
AArr
HH(R(R')')
一、α-羟烷基化反应 羟醛缩合反应： 含有α-氢的醛或酮，在酸或碱的催化下发生自身 缩合，或与另一分子的醛或酮发生缩合，生成β羟基醛（酮），或进一步脱水生成α,β-不饱和醛 （酮）的反应。
3
催化剂的选择
催化剂：弱碱或强碱； 强碱：一般用于活性差、位阻较大的羰基化合 物之间的缩合，且在非质子性溶剂中进行。
R CH2
OH H O
O
(R
R
CH2
C
C
C H(R') H2O
H2O
R CH2
(R')H R
R CH2O C C C H(R') C C (CR')HH(RR')
(R')H R
5
在缩合反应中，一般催化剂的碱性较强和反应 温度较高有利于脱水缩合。例如，正丁醛在不 同温度下的自身缩合：
C22H2CCH3CCHH3CH33CHC2HCH2C2H2CCH2HHC22C2HCCHHOHOOO
。 CHC3HC3HCOHO3 H3 HCCHHOO/2/255%%。Ca((OOHH))22 (H(HOOCCHH2)32C)3CCHCOHOHCH
11
当苯甲醛与甲基脂肪酮缩合时，以碱催化，一般得 甲基位上得缩合产物；若用酸催化，则得亚甲基位 上缩合产物，例如：
NNNaaOaOOHHH 88080%0%%
PPPhhh
CHCOCHH+OOC++HCC3HCH3OC3COCOCHCH2HC2C2HCH3H33
HHHCCClll PPPhhh
88585%5%%
PPhh
((8855%%))
OO
10
若芳香醛与不对称酮缩合，而不对称酮中仅一个α 位有活性氢原子，则产品单纯，不论碱或酸催化均 得同一产品。如：
O2N
O
CHO + PhC CH3
NaOH / H2O / C2H5OH (9 4 %)
H2SO4/HOAc (9 9 %)
O2N
O2N
CH CHCOPh
N2N2N25Na25aO。 5aO。CO。HCHCH N8N8N80N0a8a0aO。 O0。aO。CCO。HHCHCH
CCCCHHHH3333(((C(CCCHHHH222))2)22)2CC2CCHHHH CCCHHCHCCHCHHCHOOHOO OOOOHHHH CCC22C2HHH255H5 5
OOHH OO
H2HO2O
H(R(R')')
RR
HH22OO AAr r
H(RH')(R')
OO 9
特点：
1. 反应先形成的中间产物β-羟基羰基化合物极易 脱水生成与芳基π-π共轭的α,β-不饱和醛（酮）；
2. 产物的构型一般均为E-构型。
OO
PPhhCCHHOO++PPhhCC CCHH33 NNaOaOHH/ /HH22OO//CC22HH55OOHH PPhh
。 4稀440稀稀00-N-4-NNa424Oaa22O。 OHCHHCC
HHOHO
OO COCOOHOH COCOOHOH H2HHO22OO
OO (45(%4
2 H2CHHCOHO+ +
OO
。 。 KK22CCOO33
1144--2200 CC
OOHH
OO OOHH
(9(900%%) )源自13由于甲醛与不含α-氢的醛在强碱中能发生 Cannizzaro反应，因此甲醛的羟甲基化反应和交叉 Cannizzaro反应往往能同时发生，最后产物为多羟 基化合物。例如：
第四章 缩合反应
概念: 两个或两个以上的分子（或在同一个分子 内），生成一个新的分子同时失去一个小分 子（如水、醇、氨、盐）的反应。
1
第一节 α-羟烷基、卤烷基、氨烷基化反应 第二节 β-羟烷基、β-羰烷基化反应 第三节 亚甲基化反应 第四节 α,β-环氧化反应-- Darzen 缩合
2
第一节 α-羟烷基、卤烷基、氨烷基化反应
CCCCHHHH333((3((CCCCHHHH222))2)22)2CC2CCHHHH CCCHHCHCCHCHHHCOOHOO CCC22C2HHH255H5 5
6
羟醛缩合在药物合成中的应用
22CCHH33CCHHOO 1155NN--aa11OO88HH。。CC2CHCC3HHC3H3CCOHH15NC-aCH1O8HHC。CCHHOOC1H40134-CH012H5-/HN012i5。 /CN0Ci。HCCHCOHC31CH4H03-CH21C2H5
C2H5
C2H5
7
位阻较小的脂环酮的活性比脂肪酮稍大；
对称酮的缩合产物较单一：
OO
2
2
O
(
t-B
O
u(Ot)-3BAuOl )3Al
(7(87%8 %) )
若是不对称酮，无论是酸或碱催化，反应主要 发生在酮基α-位上取代基较少的碳原子上，得β羟基酮或其脱水产物。
2
O O
OH- or. H+ OH- or. H+
CHCOH134C0 H-H1225/NC0i。HC 2CCHHC3O3((HCC3H7HC0N22H-)a)28O22C0CCH。 HCHH2CCCC2CHHC2CHOH5HHO53O7(0CN-Ha8O102HH6)。210C2。CH/6CC02H。 u/CCuCC2CHCH5HOC3H(C3H(C12H6)H02。 3/CCCC2u)H23H 3(CH1H6202。)/C3CuCHCHCH2O3(HCH2)3CHCH2OH