14-第十四章 β-二羰基化合物 (2學(xué)時(shí))

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1、第十四章β-二羰基化合物（2學(xué)時(shí)）基本要求：1．掌握酯的水解和克來(lái)森（Claisen）酯縮合歷程。2．掌握乙酰乙酸乙酯和丙二酸二酯在合成上的應(yīng)用。3.理解互變異構(gòu)。4．理解合成路線設(shè)計(jì)的基本知識(shí)。5．了解麥克爾加成的涵義和應(yīng)用。計(jì)劃課時(shí)數(shù)2課時(shí)重點(diǎn)：酯的水解和克來(lái)森（Claisen）酯縮合歷程，乙酰乙酸乙酯和丙二酸二酯在合成上的應(yīng)用。難點(diǎn)：互變異構(gòu)，碳負(fù)離子和α，β-不飽和羰基化合物的共軛加成——麥克爾反應(yīng)。教學(xué)方法采用多媒體課件、模型和板書(shū)相結(jié)合的課堂講授方法。§14.1β-二羰基化合物的酸性和烯醇負(fù)離子的穩(wěn)定性§13-5乙酰乙酸乙酯和丙二酸二乙酯在有機(jī)合成上的應(yīng)用

2、14.1.1乙酰乙酸乙酯（1）性質(zhì)1．互變異構(gòu)現(xiàn)象（1）生成的烯醇式穩(wěn)定的原因1°形成共軛體系，降低了體系的內(nèi)能。2°烯醇結(jié)構(gòu)可形成分子內(nèi)氫鍵（形成較穩(wěn)定的六元環(huán)體系）（2）其他含活潑亞甲基化合物的互變異構(gòu)體中烯醇式的含量見(jiàn)P350表14-1。14.2β-二羰基化合物碳負(fù)離子的反應(yīng)1．亞甲基活潑氫的性質(zhì)（1）酸性乙酰乙酸乙酯的α-C原子上由于受到兩個(gè)吸電子基（羰基和酯基）的作用，α-H很活潑，具有一定的酸性，易與金屬鈉、乙醇鈉作用形成鈉鹽。19（2）鈉鹽的烷基化和?；阴Ｒ宜嵋阴サ拟c鹽與鹵代烴、酰鹵反應(yīng)，生成烴基和酰基取代的乙酰乙酸乙酯。烷基化：注：①R最好用1°，

3、2°產(chǎn)量低，不能用3°和乙烯式鹵代烴。②二次引入時(shí)，第二次引入的R′要比R活潑。③RX也可是鹵代酸酯和鹵代酮。?；?．酮式分解和酸式分解酮式分解乙酰乙酸乙酯及其取代衍生物與稀堿作用，水解生成β-羰基酸，受熱后脫羧生成甲基酮。故稱為酮式分解。例如：酸式分解乙酰乙酸乙酯及其取代衍生物在濃堿作用下，主要發(fā)生乙?；臄嗔?，生成乙酸或取代乙酸，故稱為酸式分解。例如：14.3丙二酸二乙酯（1）制法（2）性質(zhì)1．酸性和烴基化192．水解脫羧丙二酸二乙酯及其取代衍生物水解生成丙二酸，丙二酸不穩(wěn)定，易脫羧成為羧酸。例如：（3）丙二酸二乙酯在有機(jī)合成的應(yīng)用丙二酸二乙酯的上述性質(zhì)在有機(jī)

4、合成上廣泛用于合成各種類型的羧酸（一取代乙酸，二取代乙酸，環(huán)烷基甲酸，二元羧酸等）。例如，用丙二酸二乙酯法合成下列化合物，其結(jié)構(gòu)分析如下：具有活潑亞甲基的化合物容易在堿性條件下形成穩(wěn)定的碳負(fù)離子，所以它們還可以和羰基發(fā)生一系列親核加成，例如，柯諾瓦諾格（Knoevenagel）反應(yīng)，邁克爾（Michael）反應(yīng)。見(jiàn)P356。14.4．酯縮合反應(yīng)：19①???Claisen縮合?這類反應(yīng)稱為Claisen縮合反應(yīng)歷程：乙酸乙酯的酸性是很弱的（Pka～24）,而乙醇鈉又是一個(gè)比較弱的堿（乙醇Pka～15.9）。因此，可以想到乙酸乙酯形成的負(fù)離子在平衡體系中是很少的。這也就

5、是說(shuō),用乙氧負(fù)離子把乙酸乙酯變?yōu)?CH2COOC2H5是很困難的。但是在實(shí)際上為什么這個(gè)反應(yīng)會(huì)進(jìn)行的如此完全呢?其原因就是最后產(chǎn)物乙酰乙酸乙酯是一個(gè)比較強(qiáng)的酸（Pka～11）,形成很穩(wěn)定的負(fù)離子,可以使平衡朝產(chǎn)物方向移動(dòng)。體系中乙酸乙酯負(fù)離子濃度雖然很低,但一形成后,就不斷的反應(yīng),結(jié)果使反應(yīng)完成。當(dāng)酯的α－碳上只有一個(gè)氫時(shí),由于增加了烴基的誘導(dǎo)效應(yīng),酸性減弱了,進(jìn)行酯縮合反應(yīng)時(shí),需要使用比醇鈉更強(qiáng)的堿(如ph3CNa,NaH),奪取酯的α氫,形成較穩(wěn)定的α負(fù)碳離子,才能迫使反應(yīng)朝右方進(jìn)行。②??交叉Claisen縮合19如兩個(gè)酯只有一個(gè)酯有α—H,相互縮合就能得到一個(gè)

6、單純產(chǎn)物。③???酮與酯縮合?酮的α-H比酯的α-H活潑：④Dieckmann縮合反應(yīng)19酯縮合反應(yīng)也可在分子內(nèi)進(jìn)行，形成環(huán)酯，這種環(huán)化酯縮合反應(yīng)又稱為Dieckmann反應(yīng)。（己二酸酯和庚二酸酯在醇鈉作用下進(jìn)行自身的酯縮合反應(yīng)）注意！酯縮合常用的堿性催化劑是醇鈉RONa，不是醇加鈉。醇加鈉是一組還原劑，它要將酯還原成醇。它是合成五元環(huán)、六元碳環(huán)的一個(gè)方法。（并不是所有的二元酸酯都能發(fā)生環(huán)縮合，一般局限于生成穩(wěn)定的五、六碳環(huán)。所以，只是有α氫的己二酸酯和庚二酸酯才能起Dieckmann縮合）如：14.5乙酰乙酸乙酯在有機(jī)合成上的應(yīng)用由于乙酰乙酸乙酯的上述性質(zhì)，我們可以

7、通過(guò)亞甲基上的取代，引入各種不同的基團(tuán)后，再經(jīng)酮式分解或酸式分解，就可以得到不同結(jié)構(gòu)的酮或酸。見(jiàn)P405。例1：合成例2：合成例3：合成說(shuō)明：乙酰乙酸乙酯合成法主要用其酮式分解制取酮，酸式分解制酸很少，制酸一般用丙二酸二乙酯合成法?！?4.6不飽和羰基化合物19不飽和羰基化合物是指分子中即含有羰基，又含有不飽和烴基的化合物，根據(jù)不飽和鍵和羰基的相對(duì)位置可分為三類。（1）烯酮（RCH=C=O）（2）α,β-不飽和醛酮（RCH=CH-CHO）（3）孤立不飽和醛酮（RCH=CH（CH2）nCHO）n≥1孤立不飽和醛酮兼有烯和羰基的性質(zhì)，α,β-不飽和醛酮、