乙酰乙酸乙酯及丙二酸乙酯在有机合成的应用
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二羰基化合物
C6H12
53、
46、4%
6%
原因:在极性溶剂中,酮式或烯醇式均易与水形
成分子间氢键,从而减少了烯醇式形成
分子内氢键得几率;而在非极性溶剂中
则有利于烯醇式分子内氢键得形成。
2023/10/21
7
二、β-二羰基化合物得酸性和烯醇式负离子得稳定性
β－二羰基化合物得α－H受两个羰基得影响,具有 特殊得活泼性！
O
CH
C O C2H5
R
C C
O C2H5
O C2H5
R'
C O C2H5
O
OH
- CO2
R'
150~200℃ R C H C O O H OH
H2O / H+
思考题:用丙二酸二乙酯制备
COOH 。
提示:用1,2-二溴乙烷与丙二酸二乙酯负离子反应(1∶1)。
2023/10/21
15
② 制备二元羧酸
C H C O O C H 2 ( 2 2 5 2 ) C2H5ON C aH C O 2 O ( C N H 2 5 ) 2 - + a
Br Br CH2 CH2
C H C H O C O 2 C H ( 2 5 2 ) H2OC / HH + C 2 H C O O ( H ) 2 C H C H O C O 2 C H ( 2 5 2 ) C H C 2 H C O O ( H ) 2
2023/10/21
- 2 C O2C H 2 C H C O 2 O H
1、 丙二酸二乙酯得制法
O
C H2C O O Na Cl
NaCN
2023/10/21
C H2C O O Na CN
第十一章羧酸及其衍生物
第十章羧酸及其衍生物【教学重点】羧酸及其衍生物的化学性质、丙二酸二乙酯和乙酰乙酸乙酯在合成上的应用。
【教学难点】诱导效应、酰基上的亲核取代反应机理。
【教学基本内容】羧酸的结构；羧酸的制备方法；羧酸及其衍生物的物理性质；羧酸的化学性质——羧酸的酸性及影响酸性强度的因素（诱导效应、共轭效应和场效应）；羧酸衍生物的生成；羧基的还原反应；脱羧反应；α-氢原子的卤代反应。
羟基酸的制备方法（卤代酸水解、羟基腈水解、Refomatsky反应）、羟基酸的化学性质——酸性、脱水反应、α-羟基酸的分解。
羧酸衍生物的化学性质——酰基上的亲核取代反应（水解、醇解、氨解）及其反应机理；还原反应；与Grignard反应；酰胺氮原子上的反应（酰胺的酸碱性、脱水反应、Hofmann降解反应）。
乙酰乙酸乙酯的制备方法（Claisen酯缩合）；乙酰乙酸乙酯的化学性质——酮式-烯醇式互变异构、酸式分解和酮式分解；乙酰乙酸乙酯在合成上的应用。
丙二酸二乙酯的制备及在合成上的应用。
Ⅰ目的要求羧酸是含有羧基(—COOH)的含氧有机化合物，我们平常所说的有机酸就是指的这类化合物。
所谓羧酸衍生物，包括的化合物种类很多，诸如羧酸盐类、酰卤类、酯类(包括内酯、交酯、聚酯等)、酸酐类、酰胺类(包括酰亚胺、内酰胺)等都是羧酸衍生物，有人甚至把腈类也包括在羧酸衍生物的范围之内。
其实，比较常见的而又比较重要的是酰卤、酸酐、酯和酰胺这四类化合物。
羧酸盐与一般无机酸盐在键价类型上没大区别，不作专门介绍。
至于腈类，将放在含氮化合物中加以介绍。
这四类化合物都是羧酸分子中，因酰基转移而产生的衍生物，所以又叫羧酸的酰基衍生物。
羧酸及其衍生物RCOL(L：－OH、－X、－OOCR′、－OR′、－NH2)在许多重要天然产物的构成以及在生物代谢过程中均占有重要地位。
本章将以饱和一元脂肪酸为重点，讨论羧酸及其衍生物的结构和性质。
鉴于乙酰乙酸乙酯和丙二酸二乙酯在有机合成上的重要地位，本章作概括介绍。
第十四章二羰基化合物在有机合成上的应用
丙酮 2,4-戊二酮 乙酰乙酸乙酯 丙二酸二乙酯 苯甲酰丙酮 1,3-二苯基-1,3-丙二酮
答：能形成稳定烯醇式异构体的化合物，具有 以下结构特点：
① 分子中的亚甲基受两个相邻极性基团的影响， 使 H 酸性增加，易于质子化。
② 形成烯醇式异构体的分子中，其共轭体系有所 延伸，体系内能降低，更趋于稳定。
丙二酸酯
O
O
CH3 C CH2 C OC2H5 NC
乙酰乙酸乙酯
CH2 COOC2H5
氰乙酸酯
2
b-丁酮酸乙酯又叫做乙酰乙酸乙酯,工业上简 称ʺ三乙ʺ。可由乙酸乙酯在醇钠作用下经Claisen 缩合反应制得：
O CH3-C-OC2H5 +
O H-CH2-C-OC2H5
C2H5ONa -C2H5OH
定比例平衡共存并相互转化的现象称为互变异构。酮
式和烯醇式互为互变异构体。
6
几种纯液体化合物烯醇式平衡含量如下：
化合物(酮式) 烯醇式含量(%) 烯醇式
O
CH3—C—CH3
10-4
=O
OO CH3-C-CH2-C-OC2H5
OO CH3-C-CH2-C-CH3
OO H—C-CH2-C—H
10-2 7 76.5
掌握Claisen酯缩合反应，了解乙酰乙酸乙酯及丙 二酸二乙酯在合成反应上的意义。
掌握酮型-烯醇型互变异构现象。
1
β－酮酸酯的基本结构
β-酮酸易于失羧，但β-酮酸酯是稳定的。
O
O
O
O
O
O
R C CH2 C R' R C CH2 C OR' RO C CH2 C OR'
β -二酮
β -酮酸酯
答：能形成稳定烯醇式异构体的化合物，具有 以下结构特点：
① 分子中的亚甲基受两个相邻极性基团的影响， 使 H 酸性增加，易于质子化。
② 形成烯醇式异构体的分子中，其共轭体系有所 延伸，体系内能降低，更趋于稳定。
丙二酸酯
O
O
CH3 C CH2 C OC2H5 NC
乙酰乙酸乙酯
CH2 COOC2H5
氰乙酸酯
2
b-丁酮酸乙酯又叫做乙酰乙酸乙酯,工业上简 称ʺ三乙ʺ。可由乙酸乙酯在醇钠作用下经Claisen 缩合反应制得：
O CH3-C-OC2H5 +
O H-CH2-C-OC2H5
C2H5ONa -C2H5OH
定比例平衡共存并相互转化的现象称为互变异构。酮
式和烯醇式互为互变异构体。
6
几种纯液体化合物烯醇式平衡含量如下：
化合物(酮式) 烯醇式含量(%) 烯醇式
O
CH3—C—CH3
10-4
=O
OO CH3-C-CH2-C-OC2H5
OO CH3-C-CH2-C-CH3
OO H—C-CH2-C—H
10-2 7 76.5
掌握Claisen酯缩合反应，了解乙酰乙酸乙酯及丙 二酸二乙酯在合成反应上的意义。
掌握酮型-烯醇型互变异构现象。
1
β－酮酸酯的基本结构
β-酮酸易于失羧，但β-酮酸酯是稳定的。
O
O
O
O
O
O
R C CH2 C R' R C CH2 C OR' RO C CH2 C OR'
β -二酮
β -酮酸酯
乙酰乙酸乙酯及在合成上的应用ppt课件
该反应可由酰胺制备有机腈类化合物。
N + H2O
•脱羰反应－霍夫曼（Hofmann）降级反应
RCONH2 + Br2 + 4NaOH H2O
RNH2 + 2NaBr + Na2CO3 + 2H2O
该反应可由酰胺制备少一个碳原子的伯胺,产率较高.
•与亚硝酸的反应
RCONH2 + HNO2
RCOOH + N2 + H2O
该反应可用于酰胺的鉴别和定性分析。
•酰胺的水解
HCl
加热
RCOOH + NH4Cl
RCONH2 + H2O
NaOH RCOONa + NH3
加热
在有机合成上，氨基的酰化在水解，多用于氨基的保护。
•酰胺的酸碱性
酰胺是近中性化合物，这是由于氮原子上的未共用电子对与碳基 上的π电子形成共轭体系，电子云向羰基方向移动，降低了氮原 子上的电子云密度，使其结合质子的能力减弱。
目标要求
1.掌握几种类型的羧酸衍生物结构及命名 2.了解羧酸衍生物的物理性质及光谱性质 3.掌握羧酸衍生物的化学性质 4.掌握羧酸衍生物的亲核取代反应机理及反应活性 5.了解羧酸衍生物的相互转换 6.掌握乙酰乙酸乙酯、丙二酸二乙酯的性质及在合成中的应用 7.学会设计有机合成路线
一、羧酸衍生物结构和命名
'
R
反应可逆
-羰基酯
= =
= =
=
=
=
反应机理：
C2H5O
αH O
+ CH2 C OC2H5
O
C2H5OH
CH2 C OC2H5
O
O
O
第章羧酸衍生物
Claisen缩合反应历程：
生成乙酰乙酸乙酯促使平衡移动
Claisen缩合反应：
具有2个α-H的酯易缩合，例：
具有1个α-H的酯难缩合，需用强碱：
不同酯的Claisen缩合反应：
• 对都具有α-H的酯：
无合成意义
二、交叉酯缩合
• 对一种无α-H的酯：
1. 用甲酸酯可在有α-H酯的α 位引入甲
O-烃基化
二、乙酰乙酸乙酯
1.酮式分解和酸式分解 • 酮式分解：
酯水解继而脱羧
制备甲基酮 CH3COCHR
β-酮酸
酸式分解： 脱乙酰基、酯水解
分解形式 酮式分解 酸式分解
条件 稀碱 浓碱
制备羧酸 产物
甲基酮 羧酸
应用：在乙酰乙酸乙酯分子中引入不同基团，再 进行不同条件的分解，可得到各种化合物。
2.亚甲基的烃基化
1. 酰卤
因为活性：酰卤＞酮
问题：如何使反应控制在 生成酮？酸酐与RMgX反 应生成什么？
所以控制用量，慢加可以控制反应停留于酮阶段
其他酰卤制备酮的方法：
• 利用酰卤与铜锂试剂反应生成酮 • 利用酰卤与有机镉试剂反应生成酮
（上册内容）
2. 酯与格氏试剂的反应
① 活性：酮＞酯（故反应难控制，一般会继续生
v=k[RCOOR][OH-]
假设——两种可能的历程：
加成-消除：
如果是SN2，当反应尚未完全时，未水解的酯中 18O相对酯的含量应不变，但实际测得其含量减 少，说明发生了18O的交换。
18O的交换
故不是SN2，而是BAC2（碱催化
、酰氧键断裂、双分子历程）
BAC2历程：
因为 碱性： 所以不易夺取醇中的氢质子，碱催化水解反应不可 逆，可进行到底。
乙酰乙酸乙酯及丙二酸乙酯在有机合成的应用
生命科学与理学院乙酰乙酸乙酯、丙二酸乙酯在有机合成的应用专业：生物科学班级：2012级1班学号：姓名：张昆乙酰乙酸乙酯一、乙酰乙酸乙酯的性质物理性质无色液体，熔点＜-45℃，沸点181℃，相对密度（20/4℃），折射率，蒸气压（20℃）。
与乙醇、乙醚、苯等一般有机溶剂混溶，易溶于水。
具有愉快的水果香气。
化学性质互变异构一般的乙酰乙酸乙酯是酮式和烯醇式互变异构体和平衡混合物，酮式占93%，烯醇式占7%。
酮式乙酰乙酸乙酯沸点为41℃（），不能与溴起加成反应，也不使三氯化铁显色，但能与酮试剂作用。
烯醇式乙酰乙酸乙酯沸点为33℃（），不与酮试剂作用，但能使三氯化铁显色，烯醇分子内发生氢键缔合，形成螯合环。
因此，烯醇式都以单分子形态存在，沸点较低。
乙酰乙酸乙酯的分解反应乙酰乙酸乙酯在不同条件下不同反应条件下发生不同类型的分解反应，生产酮或酸。
乙酰乙酸乙酯在稀碱作用下，发生酯的水解反应，受热后脱羧成酮，这种分解称为酮式分解。
+ CO 2在浓碱条件下，OH -浓度高，除了和酯作用外，还可以使乙酰乙酸乙酯中α-与β-碳原子之间的键断裂，生成两分子羧酸，这种分解称为酸式分解。
取代反应乙酰乙酸乙酯亚甲基上的氢受到相邻两个吸电子基的影响，变得非常活泼，1)5%NaOH2)H1)浓NaOH2)H +在金属钠或乙醇钠的作用下可以被烷基或酰基取代。
选择适当的烷基化试剂或酰基化试剂与乙酰乙酸乙酯反应，然后酮式分解或酸式分解就可以得到不同结构的酮或酸。
二、乙酰乙酸乙酯的合成乙酰乙酸乙酯（俗名三乙）具有典型的β-酮酸酯结构，可用于多种合成反应，是一种重要的有机及药用合成的中间体。
在医药上用于合成氨基吡啉、维生素B 等，还广泛用于配制草莓、苹果、杏、樱桃、桃等水果型和酒型(朗姆、威士忌等)香精。
在农药生产上用于合成有机磷杀虫剂蝇毒磷的中间体α-氯代乙酰乙酸乙酯、嘧啶氧磷的中间体，杀菌剂恶霉灵等，也是杀菌剂新品种嘧菌环胺、氟嘧菌胺、呋吡菌胺及植物生长调节剂杀雄啉的中间体。
曾昭琼有机化学第三版知识点总结
第十二章 羧酸羧酸的化学性质1、羧酸具有酸性，在水溶液中存在下列平衡：RCOOH +H 2O+H 3O +－RCOOK a =－RCOO [ ]H 3O +[ ]RCOOH[ ]注：平衡常数Ka 或pKa 的数值，反映羧酸的酸性强弱，Ka 越大或pKa 越小，酸性越强。
羧酸是弱酸，其pKa 的数值为：甲酸3.75，乙酸4.76，其他一元羧酸4.7~5。
2、影响羧酸酸性的主要因素，是取代基的诱导效应。
（1）烃基上连有吸电子诱导效应(-I ) 的基团，使酸性增强。
（2）卤代乙酸的酸性随着卤素原子数目的增加而增强。
卤素原子与羧基之间的碳链加长，影响会迅速减弱，相应卤代酸的酸性也随之减弱。
（3）在烃基上有供电子诱导效应( +I )的基团，使酸性减弱，具有供电子诱导效应的主要是烷基。
（4）场效应：卤素的吸电子作用，除了可以通过分子内传递到羧基外，还可以通过空间的电场直接传递到羧基。
（5）硝基、氰基等具有-I 和-C 效应，两者的方向一致。
硝基在间位，比邻、对位时酸性弱。
3、羧基上的OH 的取代反应成脂反应：OR C OH +R'OHOR C OR'+H 2O+成酰卤化反应：羧酸中的羟基被卤素取代生成酰卤，所用试剂为PX3、PX5、SOCl2等。
R C Cl O+PCl 3+H 3PO 3R C OH OR C Cl O+SOCl 2+SO 2R C OH O+HCl成酸酐反应：低级酸酐，可由羧酸在P2O5作用下加热失水得到。
P 2O 5ΔCH 3 C O C CH 3OO+H 2O2CH 3 C OHO成酰胺反应：CH 3CH 2CH 2COH O+NH 3CH 2CH 2CO NH 4+O－CH 3CH 2CH 2CO NH 4O－3CH 2CH 2CNH 2O+H 2O4、脱羧反应：当α-碳原子上有强吸电子基团时，使羧基变得不稳定，加热到100~200℃时，容易发生脱羧反应。
HOOCCH 2COOH CH 3COOH +CO 2ΔCH 32COOHOΔCH 3CCH 3O+CO 25、α—H 的卤代反应羧基和羰基一样能使α-氢活化，但羧基的致活作用比羰基小得多。
(二) 羧酸衍生物
总的反应历程可以用下式表示：
Nu-：进攻的亲核试剂，即H2O、ROH、NH3、RNH2或R2NH等。
L-：离去基团，即X、-OOCR 、-OR、-NH2、-NHR或-NR2
总的反应速度和两步反应的速度都有关系，但第一步更为重要。酰基中羰基碳原子是sp2杂化，三个σ键是平面形分布。羰基碳上如果连有吸电子基团，将增加羰基碳的正电性，有利于亲核试剂的进攻；反之，如果连有供电子基团，将不利于亲核试剂的进攻。亲核加成生成的中间体，其碳原子为sp3杂化，即四面体结构。如果原来羰基碳原子上连接的基团过于庞大，在四面体结构中就显得过于拥挤而不利于反应进行。上述电子效应和空间效应都将对第一步的反应速度有所影响。第二步反应易否进行，取决于离去基团L-的碱性，碱性越弱，越易离去。羧酸衍生物各离去基团离去的难易次序为：
在有机合成中酯的还原是使羧酸间接转变为伯醇的重要方法，因为羧酸的还原比酯困难。
14.8.3 α-氢化反应
羧酸衍生物分子中的α-氢由于受羰基影响（σ-π超共轭和吸电诱导效应），比较活泼，与醛酮相似，在一些碱性试剂催化下可以发生缩合反应。在有机合成中酯缩合反应应用较多。
由于酯的α-H酸性小于醛酮，也小于酰氯（但大于酰胺），所以酯缩合用的碱是醇钠或其他碱性催化剂（如氨基钠）而不是氢氧化钠的水溶液。酯在强碱作用下发生分子间的缩合反应，称为（Claisen）酯缩合反应，在制备β-二羰基化合物时很有用。
一般克莱森酯缩合反应是在两个相同的酯之间进行。虽然我们可以进行混合酯的交叉缩合反应，即采用两种不同的酯，但产物太复杂，没有实用价值，除非一个酯有α-氢，一个酯没有α-氢，才有制备意义。例如草酸乙酯、苯甲酸酯、甲酸酯等都是不含α-氢的酯，可用于交叉酯缩合反应。这时产物比较纯。
己二酸酯和庚二酸酯在醇钠作用下主要是发生分子内的酯缩合反应，称为狄克曼（Dieckmann） 缩合反应，生成环状的β-酮酸酯。
Nu-：进攻的亲核试剂，即H2O、ROH、NH3、RNH2或R2NH等。
L-：离去基团，即X、-OOCR 、-OR、-NH2、-NHR或-NR2
总的反应速度和两步反应的速度都有关系，但第一步更为重要。酰基中羰基碳原子是sp2杂化，三个σ键是平面形分布。羰基碳上如果连有吸电子基团，将增加羰基碳的正电性，有利于亲核试剂的进攻；反之，如果连有供电子基团，将不利于亲核试剂的进攻。亲核加成生成的中间体，其碳原子为sp3杂化，即四面体结构。如果原来羰基碳原子上连接的基团过于庞大，在四面体结构中就显得过于拥挤而不利于反应进行。上述电子效应和空间效应都将对第一步的反应速度有所影响。第二步反应易否进行，取决于离去基团L-的碱性，碱性越弱，越易离去。羧酸衍生物各离去基团离去的难易次序为：
在有机合成中酯的还原是使羧酸间接转变为伯醇的重要方法，因为羧酸的还原比酯困难。
14.8.3 α-氢化反应
羧酸衍生物分子中的α-氢由于受羰基影响（σ-π超共轭和吸电诱导效应），比较活泼，与醛酮相似，在一些碱性试剂催化下可以发生缩合反应。在有机合成中酯缩合反应应用较多。
由于酯的α-H酸性小于醛酮，也小于酰氯（但大于酰胺），所以酯缩合用的碱是醇钠或其他碱性催化剂（如氨基钠）而不是氢氧化钠的水溶液。酯在强碱作用下发生分子间的缩合反应，称为（Claisen）酯缩合反应，在制备β-二羰基化合物时很有用。
一般克莱森酯缩合反应是在两个相同的酯之间进行。虽然我们可以进行混合酯的交叉缩合反应，即采用两种不同的酯，但产物太复杂，没有实用价值，除非一个酯有α-氢，一个酯没有α-氢，才有制备意义。例如草酸乙酯、苯甲酸酯、甲酸酯等都是不含α-氢的酯，可用于交叉酯缩合反应。这时产物比较纯。
己二酸酯和庚二酸酯在醇钠作用下主要是发生分子内的酯缩合反应，称为狄克曼（Dieckmann） 缩合反应，生成环状的β-酮酸酯。
乙酰乙酸乙酯和丙二酸酯合成法目标物的结构特征和合成策略
乙酰乙酸乙酯和丙二酸酯合成法目标物的结构特征和合成策略摘要：丙二酸酯和乙酰乙酸乙酯是分子中含有两个羰基，且两个羰基相隔一个亚甲基的化合物，称为β二羰基化合物。
具有活泼ａ-H的化合物【醛、酮、乙酰乙酸乙酯、丙二酸酯等】可发生羰基双键与烯键之间的互变异构，而且丙二酸酯和乙酰乙酸酯在有机合成上的用处很大。
丙二酸酯和乙酰乙酸乙酯之类化合物上的负碳离子在吡啶等有机碱催化下，和醛酮羰基加成发生类似醇醛缩合的缩合反应本文着重从二者的结构特点和合成策略进行论述。
关键词：结构；特点；性质；合成引言: 合成的基本原则要求:在考虑反应原料易得的同时，还要考虑反应产率的高低，副反应的多少，产物容不容易纯化，反应步骤的多少以及实验操作方便安全可靠等因素。
结构决定性质，进一步影响其合成策略。
一、乙酰乙酸乙酯1.1乙酰乙酸乙酯的结构特点经实验证明：乙酰乙酸乙酯可与金属钠反应放出氢气，生成钠盐说明分子中含有活性氢；乙酰乙酸乙酯可使溴的四氯化碳溶液褪色，说明分子中含有不饱和键；乙酰乙酸乙酯可与三氯化铁呈紫色，说明分子中具有烯醇型结构；并且乙酰乙酸乙酯存在互变异构现象，分子中含有羟基。
由此推出化学式为：C6H10O3，结构简式：CH3COCH2COOC2H5，结构决定性质：1.1.1 乙酰乙酸乙酯的互变异构现象（酮式结构）与（烯醇式结构）可相互转变。
它不仅和羟氨、苯肼等羰基试剂作用，也能和亚硫酸氢钠和氢化氰作用发生羰基上的加成反应，因此具有酮式结构。
同时，它还能和金属钠作用放出氢气，和五氯化磷作用生成氯代物，使溴的醇溶液褪色和使三氯化铁水溶液显紫红色，故它又具有烯醇式结构。
与三氯化铁的显色反应是所有具有烯醇结构化合物的特征反应。
且室温下它是由92.5%的酮式和7.5%的烯醇式所组成的平衡体系。
结果表明：极性溶剂介质中烯醇式结构含量随溶剂介质的极性减弱而增加，含氢较活泼的极性溶剂介质对烯醇式结构含量的影响较明显；亚甲基上连接基团的斥电子效应越大，则烯醇式含量越小。
乙酰乙酸乙酯和丙二酸二乙酯在有机合成上的应用
或 用I2偶合
I2或X(CH2)nX与2mol的乙酰乙酸乙酯。
3)合成酮酸
CH3COCH 2(CH2)nCOOH
引入基团 (CH2)nCOOH
卤代酸酯X(CH2)nCOOC2H5与乙酰乙酸乙酯反应。
4). 合成一元羧酸
引入基团 CH3CH2CH2COOH
引入基团
CH3
PhCH 2CHCOOH
分析：(1) TM为羧酸，经乙酰乙酸乙酯法合成时需酸式分解。 (2) 将TM看成取代乙酸，确定引入基团。
乙酰乙酸乙酯和丙二酸二乙酯 在有机合成上的应用
PKa PKa
H3C COOC2H5 25
H3C COCH3 20
H2C
CO2C2H5 CO2C2H5
13
H2C
COCH3 CO2C2H5
H2C
COCH3 COCH3
11
9
亚甲基受到吸电子基团的影响，具有酸性。
一、乙酰乙酸乙酯
制备 克莱森（酯）（L. Claisen)缩合
乙酰乙酸乙酯在碱性条件下与CH3I, C2H5Br烷基化反应，然 后酮式分解得到目标产物。
2). 合成二羰基化合物
CH3COCH2
CH3COCH2
H2 CH3CO CH2CH3COCH2
CH3COCH2
(CH2C)nH3
CH3COCH2
试OO物基βCC引 剂C-C二HH团l:入H试33羰为CCC3基基βC剂OOH-化二H团3:C合C3羰C为OCCO物H基COHC引2化l3HC入合C3O试O物基C剂γC团-l二 H: 为羰3C引或基H入化用3试CC基合IH剂γO2CC团-物偶二 引2CH:HC为羰H合33入OCCC基2试HCCOO基化3H剂lγCCCCC团-合3二 HHHOH:物为222羰C3CC或CH基OHO2化CC用3CCCHl合IHH试O32物偶22C剂CH合O:2CCXXHlCC试3HH(剂C33CCH:OO2)CCXXnHHC22试(CH剂H(3C
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生命科学与理学院乙酰乙酸乙酯、丙二酸乙酯在有机合成的应用
专业：生物科学
班级：2012级1班
学号：
姓名：张昆
乙酰乙酸乙酯
一、乙酰乙酸乙酯的性质
物理性质
无色液体，熔点＜-45℃，沸点181℃，相对密度（20/4℃），折射率，蒸气压（20℃）。
与乙醇、乙醚、苯等一般有机溶剂混溶，易溶于水。
具有愉快的水果香气。
化学性质
互变异构
一般的乙酰乙酸乙酯是酮式和烯醇式互变异构体和平衡混合物，酮式占93%，烯醇式占7%。
乙酰乙酸乙酯的分解反应
乙酰乙酸乙酯在不同条件下不同反应条件下发生不同类型的分解反应，生产酮或酸。
乙酰乙酸乙酯在稀碱作用下，发生酯的水解反应，受热后脱羧成酮，这
种分解称为酮式分解。
1)5%NaOH
+ CO2
在浓碱条件下，OH-浓度高，除了和酯作用外，还可以使乙酰乙酸乙酯中α-
与β-碳原子之间的键断裂，生成两分子羧酸，这种分解称为酸式分解。
1)浓NaOH
取代反应
乙酰乙酸乙酯亚甲基上的氢受到相邻两个吸电子基的影响，变得非常活泼，在金属钠或乙醇钠的作用下可以被烷基或酰基取代。
选择适当的烷基化试剂或酰基化试剂与乙酰乙酸乙酯反应，然后酮式分解或酸式分解就可以得到不同结构的酮或酸。
二、乙酰乙酸乙酯的合成
乙酰乙酸乙酯（俗名三乙）具有典型的β-酮酸酯结构，可用于多种合成反应，是一种重要的有机及药用合成的中间体。
在医药上用于合成氨基吡啉、维生素B等，还广泛用于配制草莓、苹果、杏、樱桃、桃等水果型和酒型(朗姆、威士忌等)香精。
在农药生产上用于合成有机磷杀虫剂蝇毒磷的中间体α-氯代乙酰乙酸乙酯、嘧啶氧磷的中间体，杀菌剂恶霉灵等，也是杀菌剂新品种嘧菌环胺、氟嘧菌胺、呋吡菌胺及植物生长调节剂杀雄啉的中间体。
其可以通过乙酸乙酯发生Claisen酯缩合反应合成。
Claisen酯缩反应中需要强碱促进反应的发生，如乙醇钠、叔丁醇钠。
合成反应如下：
①
二、乙酰乙酸乙酯在有机合成的应用
合成一取代同或二取代酮
有乙酰乙酸乙酯合成2-戊酮（）
合成2-戊酮可以看成是一个乙基取代的丙酮，因此采用溴乙烷作为烷基化试剂经酮式分解得到的，其反应如下：
①5%NaOH
由乙酰乙酸乙酯合成3-甲基-2-己酮()
合成3-甲基-2-己酮可以看成是由1个甲基和1个正丙基取代的丙酮。
因此，采用正丙基溴和碘化甲烷作为烷基化试剂，按先大后小原则，先引入正丙基，
后引入甲基经酮式分解得到。
反应式如下：
合成二酮
合成取代酮时，RX 可以是卤代烃，也可以是卤代酮、卤代酸酯、酰卤等卤化物，生成产物发生酮式分解可得到二酮。
如：有乙酰乙酸乙酯合成2,4-戊二酮()
合成2,4-戊二酮可以看成是一个乙酰基取代的丙酮，可以用酰氯在非水溶剂中与乙酰乙酸乙酯发生酰基化反应，生成乙酰基取代的乙酰乙酸乙酯，经酮式分解得到，反应如下：
2,2-二溴-4,4,4-三氟乙酰乙酸乙酯的合成 实验原理
在四氯化碳中，三氟乙酰乙酸乙酯与溴反应，合成2,2-二溴-4,4,4-三氟乙酰乙酸乙酯。
合成线路如下：
原料配比、温度对反应的影响
三氟乙酰乙酸乙酯和溴素反应合成2,2-二溴-4,4,4-三氟乙酰乙酸乙酯，从反应来看1摩尔三氟乙酰乙酸乙酯需要2摩尔溴素，实验表明，溴素用量低时，三氟乙酰乙酸乙酯反应效果差，产物的收率低，反应过程中使用过量才能获得较高的收率。
当原料配比为理论量时，2,2-二溴-4,4,4-三氟乙酰乙酸乙酯收率低，随着溴素量的增加，2,2-二溴-4,4,4-三氟乙酰乙酸乙酯产率提高，当n （三氟乙酰乙酸乙酯）：n （溴素）=1:时，2,2-二溴-4,4,4-三氟乙酰乙酸乙酯的产率达到%，①
①
5%NaOH
再继续增加溴素的用量，2,2-二溴-4,4,4-三氟乙酰乙酸乙酯的产量增加不明显。
当n（2,2-二溴-4,4,4-三氟乙酰乙酸乙酯）：n（溴素）=:1时，反应时间为20h。
反应温度低时，三氟乙酰乙酸乙酯与溴素反应慢，产物收率低，随着反应温度升高，2,2-二溴-4,4,4-三氟乙酰乙酸乙酯的收率也不断提高。
在25℃左右2,2-二溴-4,4,4-三氟乙酰乙酸乙酯的收率达到最大值。
温度继续升高其产率反而下降。
Michael加成反应
Michael加成反应是形成碳碳键的最有效的方法之一，因而在有机和生物合成上应用非常广泛。
传统条件下的Michael加成反应大都是以强碱作催化剂在有机溶剂中进行，但强碱的剧烈作用往往伴随着很多副反应，如底物自身缩合、重排、双加成、加成产物的进一步缩合或裂（酯）解、反Michael、聚合等，从而产率不理想，给产物的纯化也带来诸多不便。
要避免上述问题，无溶剂条件是一种重要的手段。
其中，机械化学技术已逐渐成功应用到有机合成中，取得一系列重要成果，并显示出巨大的优越性。
基于此，常采用弱碱K2CO3作催化剂，利用机械研磨技术系统研究乙酰乙酸乙酯对一系列查尔酮及氮杂查尔酮的Michael加成反应，取得了理想的结果。
底物对反应的影响
机械化学条件下K2CO3催化的乙酰乙酸乙酯对一系列查尔酮的Michael加成反应结果。
反应在室温下即可有效进行，且时间较短10%的K2CO3用量足以使原料转化完全，而且乙酰乙酸乙酯的用量为等当量，反应产率几乎达到定量化（>90%），因此反应后只需用除去催化剂K2CO3，然后干燥便能得到相应的加成
产物，而且这样直接得到的大多数产品其纯度足以到达常规分析的要求。
该机械化学的无溶剂技术的高效性可能是源于无溶剂存在下反应物的高浓度所导致的二级反应速率的增加；此外，反应器内部因高频振荡产生的摩擦剪切作用及等离子体效应也在很大晨读上促进化学的进行。
此外，底物中期待及的吸点性有利于反应的进行，且氮杂查尔酮的反应活性比查尔酮高；加成产物中两个手性碳的存在导致了两种非対映异构体的存在，这两种异构体之间存在动态平衡，但以反式结果为主。
丙二酸二乙酯
一、丙二酸二乙酯物理性质
无色液体,具有甜的醚气味。
熔点-50℃，沸点℃，相对密度，折射率，蒸汽压（25°C），与醇、醚混溶,溶于氯仿、苯等有机溶剂。
稍溶于水，20℃时水中溶解度为100ml。
二、丙二酸二乙酯的制备
丙二酸二乙酯可由氯乙酸经过氰解、酯化反应制备
三、丙二酸二乙酯的化学性质
丙二酸二乙酯分子中，α-氢原子受2个酯基的影响，变得非常活泼，具有微弱的酸性，能与强碱如乙醇钠作用，生成丙二酸二乙酯的钠盐。
此钠盐与烷烃作用，可生成一烷基取代丙二酸二乙酯，继续反应，可引入第二个烷基，生成二烷基取代丙二酯二乙酯。
此取代丙二酸二乙酯经水解、脱羧可得到二取代的乙酸。
例如：
①
利用丙二酸二乙酯可以合成一取代乙酸和二取代乙酸。
若引入的2个烃基不同时，一般先引入体积较大的基团，后引入小基团。
即使2个烃基相同，也要分2次引入。
丙二酸二乙酯在有机合成中的应用
合成一元取代乙酸：由丙二酸二乙酯合成丁酸(CH3CH2CH2COOH)。
合成的丁酸可以看成是一个乙基取代的乙酸，因此用丙二酸二乙酯合成丁酸时，需采用
溴乙烷作为烷基化试剂，反应式如下：
合成二元取代乙酸：由丙二酸二乙酯合成2一甲基庚酸
（）。
合成的2一甲基庚酸可以看成是由正戊基和甲基取代的二取代乙酸，因此合成2一甲基庚酸时，需分别采用诈戊基滇和甲基碘作为烷基化试剂，分2次引入。
反应式如下：
①
①
①
由丙二酸二乙酯合成环戊基甲酸
合成环戊基甲酸可以看成是由4个碳的烃基2次取代并关环后形成的取代乙
酸，需采用1，4一二溴丁烷作为烷基化试剂。
在反应中，要控制原料的配比。
反应式如下：
由丙二酸二乙酯合成丁二酸(HOOCCH2CH2COOH)。
合成的丁二酸可以看成是
由两个乙酸的a一碳原子连接在一起形成的化合物。
可采用氯代酸酯来制备二
元酸。
反应式如下：
反应中，丙二酸二乙酯必须过量，否则，主要产物将是环状羧酸。
参考文献
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