缩合反应
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第十五章 缩合反应 C o n d e n s i t i o n r e a c t i o n
本章目录
15.1 Mannich 反应—胺甲基化反应 15.2 麦克尔加成反应和鲁宾逊缩环反应 15.3 酯的酰基化反应 15.4 酮的酰基化和烷基化反应
15.5 1,3-二羰基化合物烷基化、酰基化及其应用 15.6 魏悌息反应和魏悌息--霍纳尔反应 15.7 浦尔金反应和脑文格反应 15.8 达参反应
15.9 安息香缩合反应和二苯乙醇酸重排
分子间或分子内不相连接的两个碳原子连接起来形成新的碳碳键,成为新的化合物,同时往往有比较简单的无机或有机小分子化合物生成。这样的反应统称为缩合反应。
15.1、 Mannich 反应—胺甲基化反应
Mannich 反应(胺甲基化反应)——具有α-H 的醛、酮与甲醛及一级、二级的铵盐水溶液反应,
生成β-氨基酮的反应。
H +
R'COCH 2R +HCHO +NH(CH 3)2
R'COCHRCH 2N(CH 3)2
Mannich 碱
反应机理:
NH(CH 3)2
+HCHO R'COCH 2R
H
+
R'C=CHR OH HOCH 2N(CH 3)2
H +
CH 2
=N +(CH 3
)2
活化
2(CH 3)R'COCHRCH 2N(CH 3)2
反应条件及适用范围:
一般在水、醇或醋酸溶液中进行;最常用的是甲醛,其它醛也可用于缩合;羧酸、酯、硝基、腈的α-H 以及炔氢、芳香环系的活泼氢(如酚的邻、对位)均可发生此反应。若含α-H 的酮为不对称酮,则产物为混合物。
应用实例:
1 、制备β-氨基酮
O
CH 3CCH 2CH 3 + CH 2O + Me 2NH HCl
CH 3CCHCH 2NMe 2 HCl
O
CH 3
α
β
不对称酮反应时,亚甲基比甲基优先反应。
O
CH 3
CH 2O + (CH 3)2NH
+O
CH 3
CH 2N(CH 3)2O
CH 3
(CH 3)2NCH 2
67 %
+
33 %
2、 在芳、杂环上引入胺甲基 含活泼氢的化合物也可发生该类反应:
+ CH 2O +
N H
2N
草绿碱的合成:
N H
N
+ CH 2O + HN(CH )2
N
H CH 2N(CH 3)2
H 2O 95 %
草绿碱——合成色氨酸
3、 制备仿生及合成杂环化合物
如:颠茄醇是1903年由极难得的原料环庚酮经过14步合成出来的,但后来巧妙地用胺甲基化反应,选用适当的原料,在仿生条件下,只用一步反应,就合成出来。
+
CH 3NH 2+
CHO
CHO
C=O CH 2COOH
2COOH
pH=5
NCH 3
COOH COOH
O
NCH 3
O
-CO 2
3-氧代戊二酸 颠茄醇
如选用3-氧代戊二酸酯,则得到的产物,还有条件再发生胺甲基化反应生成三元环系的化合物:
+
OHC
OHC
NCH 3
COOC 2H 5COOC 2H 5
O
+
NH 2CH 33
3
H 2O -2
C=O
NCH 3
NCH 3.HCl .HCl
有的化合物可以在分子内成环:
4、 制α,β-不饱和酮和α,β-不饱和酯
Mannich 碱及其盐通常比较稳定,容易保存。但在蒸馏时、或在碱作用下发生分解,生成α,β-不饱和酮。也可通过霍夫曼彻底甲基化及其消除得到α,β
-不饱和酮。因此,通过该法可制备α
,β-不饱和羰基化合物。如:
R-C-CH 2CH 2NMe 2
R-C-CH 2CH 2NMe 3
CH 3I
OH -O
O
O
O
R-C-CH=CH 2
2
△,蒸馏
CH 3COCH=CH 2
NH(CH 3)+HCHO +CH COCH 33COCH 2CH 2N(CH 3)2
15.2、 麦克尔(Michael,A )加成和鲁宾逊(Rabinson,R )增环反应
Michael,A 加成——一个亲电的共轭体系和一个亲核的碳负离子进行的共轭加成。 反应式:
CH 2
X Y
Y
X CH
B:- CH X
Y
CHCH A X,Y,A=NO 2,CN,C=O,COOR......
活泼亚甲基化合物 共轭加成产物
催化剂:催化量的碱——三乙胺、六氢吡啶、KOH 、NaOH 、C 2H 5ONa 、NaNH 2、叔丁醇钾、四级铵
碱等。
反应机理:
+
(CH 32CH 2
32CH 2=CH-CH=O
E tO -
O
O
32CH-CH 2-CH=CH-O -
O
EtOH
(CH 32CH-CH 2-CH=CH-OH
O
(CH 32CHCH 2CH 2CHO
O
Michael 加成反应的规律:
1、 不对称酮进行麦克尔加成时,反应总是在多取代的 α -C 上发生。