第十四章β–二羰基化合物.

OrganicChemistry有机化学第十四章β–二羰基化合物第十四章β–二羰基化合物RCOCH2CR'ORCOCH2COR'OROCOCH2COR'Oβ‒二酮β–酮酸酯丙二酸二酯ββααCOCH2CONCCH2CORO氰乙酸酯内容酮-烯醇互变异构平衡及化合物结构对平衡的影响Claisen酯缩合反应及Dieckmann缩合反应乙酰乙酸乙酯的性质及其在有合成中的应用丙二酸二乙酯的合成及其在有机合成的应用Knoevenagel缩合Michael加成及Robinson合环反应其它含活泼亚甲基的化合物14.1酮-烯醇互变异构互变异构RCH2CR'ORCHCR'OH酮式烯醇式HCCH+HOHHgSO4H2SO4/H2OH2CCHOH重排CH3CHO3.5.2离子型加成反应(3)经由钅翁离子历程的亲核加成(b)炔烃水合反应回顾学习过的反应：Tautomerization14.1.1酸和碱催化的酮-烯醇平衡RCHHCR'OHB+RCHHCR'OHB–HBRCHCR'OHRCHHCR'O+HORCHCR'O–H2ORCHCR'ORCHCR'OHOH+RCHCR'OH+HO酸催化的酮-烯醇互变异构：碱催化的酮-烯醇互变异构：快快慢慢14.1.2化合物结构对酮-烯醇平衡的影响酮式烯醇式乙醛丙酮环己酮单羰基化合物酮式比烯醇式更稳定。能差：45～60kJ•mol-1乙酸乙酯超共轭效应有利于烯醇式生成β–二羰基化合物的平衡0.1%7.5%76%90%OOHOOOOHOOOHOOOOHPhOOPhOOOOOOOOO酯的烯醇式稳定性较差LDA可促使酯形成烯醇负离子NHNLi二异丙基氨基锂LDApKa=23pKa=40OO+OO(Me2CH)2NLi+H(Me2CH)2NHLDA反应中的动力学与热力学控制热力学控制产物动力学控制产物烯醇互变平衡的实验证据(1)CH3COCH2COOCH2CH3NaBH4CH3COHCH2COOCH2CH3HH2NOHCH3CNOHCH2COOCH2CH3HCNCH3CCNCH2COOCH2CH3H羰基的反应烯醇互变平衡的实验证据(2)羟基的反应CH3COHCHCOOCH2CH3NaCH3CONaCHCOOCH2CH3AcClCH3CClCHCOOCH2CH3PCl5CH3COAcCHCOOCH2CH314.2乙酰乙酸乙酯的合成及其应用14.2.1乙酰乙酸乙酯的合成RCH2COOR'HCHCOOR'R+RCH2COCHCOOR'R+HOR'OR'β-羰基酯其它常用碱：NaH,NaNH2,LDA,Ph3CNa,t-BuOK（弱亲核性强碱）碱用量对反应的影响催化量：反应可逆大于化学计量：反应完全Claisen酯缩合反应Claisen缩合举例CH3COOC2H5(1)Na/C2H5OH(2)50%HOAcCH3COCH2COOC2H52CH3(CH2)3COOC2H5(1)C2H5ONa(2)H+CH3(CH2)3COCHCOOC2H5CH2CH2CH32COOC2H5Ph3CNa2CH3CH2CHCH3OCH3CH2CHCH3CCCH2CH3CH3COOCH2CH3Claisen缩合机理RCHCOOR'HR'ORCHCOOR'RCHCOOR'RCH2COOR'RCHCOOR'ORCH2COR'RCH2COCCOOR'HRR'O–R'ORCH2COCCOOR'R交叉酯缩合（两个不同酯之间的缩合）HCOOC2H5CH3COOC2H5+HCOCH2COOC2H5+HOR'OC2H5CH3COCH2COOC2H5+无a-氢有a-氢CH2COOC2H5C2H5OCOOC2H5+C2H5OCOCHCOOC2H5(1)C2H5ONa(2)H+H2CCO2EtH2CCO2Et+CO2EtCO2EtNaOEtHCCO2EtH2CCO2EtCCO2EtO分子内酯缩合－DieckmannCondensation345CO2EtCO2Et2CO2EtONaOC2H5CO2EtONaH+456CO2EtCO2Et323CO2EtOCO2EtONaH+NaOC2H5CH2CH2CO2C2H5NCH2CH2CO2H2H5CH3HClNCO2C2H5OCH3HClNaOC2H5更多实例：乙酰乙酸乙酯的工业制法：二乙烯酮乙酰乙酸乙酯H2CCOCOCH2C2H5OH+H2SO4CH3COCH2COOC2H514.2.2乙酰乙酸乙酯的性质酮式分解：β-酮酸加热脱羧生成酮CH3COCH2COOC2H55%NaOHCH3COCH2COONaH3O+CH3COCH2COOHOOHOOHCOO+CH3COCHCOOC2H5NaOH,H2OH+HCH3COCH2HCOOC2H514.2.2乙酰乙酸乙酯的性质烷基化：CH3COCCOOC2H5HHC2H5OCH3COCCOOC2H5HR'XCH3COCCOOC2H5R'HCH3COCCOOC2H5HR'CH3COCCOOC2H5R'R''XCH3COCCOOC2H5R''R'C2H5O借助于酸性引入一个烷基引入二个烷基14.2.3乙酰乙酸乙酯在合成上的应用烷基化+酮式分解=？烷基化+酮式分解=可用于合成甲基酮甲基酮NaOH,H2OH+CH3COCCOOC2H5R''R'CH3COCR''R'HCH3COCCOOC2H5HHC2H5ONaR'XC2H5ONaR''XCH3COCCOOC2H5R''R'阴影部分是反应前后相同的碳原子14.2.3乙酰乙酸乙酯在合成上的应用CH3COCCOOC2H5HHCH3COCR''R'H由皂化，酸化及脱羧后所得，相当于脱去下列部分。COOC2H5CH3COCCOOC2H5R''R'与三乙相比，由烷基化所得。倒序分析：合成实例CH3COCHCH3CH2CH2CH3分析：由乙酰乙酸乙酯合成CH3COCH2CH2CH3CH3CCOOC2H5CH3COCH2CH2CH3CH3CCOOC2H5在分子中引入酯基，将目标化合的转变为：将化合物与乙酰乙酸乙酯相比，可知甲基和异丙基为后引入基团。合成实例CH3COCHCH3CH2CH2CH3合成：由乙酰乙酸乙酯合成CH3COCCOOC2H5HHNaOH,H2OH+C2H5ONaCH2CH2CH3XC2H5ONaCH3XCH3COCCOOC2H5CH2CH2CH3CH3CH3COCCH2CH2CH3CH3HCH3COCCOOC2H5CH2CH2CH3H二酮化合物的合成CH3COCCOOC2H5HHC2H5ONaCH3COCCOOC2H5HI2CH3COCCOOC2H5HCH3COCCOOC2H5HHC2H5ONaCH3COCOOC2H5HCH3COCOOC2H5HClCH2ClCCH2CCH3COCCOOC2H5HHNaHPhCClOCH3COCOOC2H5HPhCCO经酮式分解后可得二酮类化合物14.3丙二酸二乙酯的合成及其应用丙二酸二乙酯的合成CH3COHOCl2红磷ClCH2COOHpKa=13.714.3丙二酸二乙酯的合成及其应用丙二酸二乙酯的性质：COCH2COOC2H55%NaOHNaOCOCH2COONaH3O+HOCOCH2COOHOOHHOOOHHOCOO+OC2H5NaOH,H2OH+HOCOCH2HCOOC2H5COCHCOOC2H5OC2H5H14.3丙二酸二乙酯的合成及其应用丙二酸二乙酯的烷基化——取代的羧酸CH3OCOCCOOC2H5HHNaOH,H2OH+C2H5ONaCH2CH2CH3XC2H5ONaCH3XCH3OCOCCOOC2H5CH2CH2CH3CH3HOCOCCH2CH2CH3CH3HCH3OCOCCOOC2H5CH2CH2CH3H二酸的制备CH(COOEt)2CH2CH2BrCH2CH2Br+2CH(COOEt)2CH2CH2CH2CH2CH(COOEt)214.3丙二酸二乙酯的合成及其应用环状取代羧酸的合成该方法可由丙二酸二酯合成3－6元环羧酸。如：14.4Knoevenagel缩合•醛、酮和含活泼α-氢的化合物在弱碱（胺、吡啶、哌啶）催化下的缩合反应。HO+OC2H5OC2H5OONH苯OC2H5OC2H5OOHO+OHOHOONH苯OHOHOO80~97%14.5Michael加成HOCCCO+碱OOH1,5-二羰基化合物例：+OC2H5OH,90%C2H5ONaOC2H5OC2H5OOOOC2H5OC2H5OO14.5Michael加成——举例25°C,77%(C2H5)3N,叔丁醇OO+CH2CHCNOOCNOCH3OCH3O+t-BuOKOCH3OCH3ORobinson环化反应OOCH3KOH甲醇,回流+OOOONH,苯,回流H+,-H2OOOCH363~65%OO+C2H5ONa,C2H5OHN2,12h,-10℃H3COHO40~50%14.6其它含活泼亚甲基的化合物NCOC2H5O120℃,6h,68%C2H5I,K2CO3NCOC2H5OC2H5两个吸电基(如-CHO,-COR,-COOH,-CONR2,-CN,-NO2等)连接在同一个碳原子上时,其亚甲基的氢原子也具有活泼性,常称为活泼亚甲基。COPhPhCNH2CCOOR乙酸铵-乙酸甲苯，90%CPhPhCNCCOOR+R=CH3CH2CH2CH2CHCH2CH3CH2