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1、第5章縮合反應 縮合反應: 凡兩個分子通過反應失去一個小分子而形成一 個新的較大分子的反應。 縮合反應的由簡單的有機物合成復雜有機物的重要途徑 第一節(jié) 酯化反應 一、概述 酯化反應的通式: 酯化反應都是可逆反應,反應速度一般較慢,在常溫下不易察覺,即使是在回流溫度也不快,不能用于制備,因此必須加催化劑才能加速反應進行,具有合成的意義。 常用的催化劑:硫酸、鹽酸等。 平衡常數(shù)為: 如果把H2O濃度降低,酯的濃度將增加,醇和酸的濃度將相應地降低以維持平衡常數(shù)K。 因此,在反應中,不斷除去生成的水,是提高酯產(chǎn)率的有效方法之一。物理除水方法: 恒沸蒸餾法(拍攝的操作)。 化學除水方法: 無水鹽類與水水
2、合晶體原理,做為脫水劑使用。 酯化反應的速度: 從酯方面考慮:1醇2醇3醇。 酸方面來考慮: RCH2COOH R2CHCOOH R3CCOOH酰氧鍵斷裂機理:烷氧鍵斷裂機理:不同的酯化反應可以選擇不同的催化劑: (1)濃硫酸 (2)干燥氯化氫 (3)對甲苯磺酸 (4)四氯鋁醚絡合物(AlCl4 2Et2O) (5)三氟乙酸酐(CF3CO)2O 第二節(jié) 羥醛縮合反應 文獻上稱這類反應為ClaisenSchmidt反應,反應的本質(zhì)是在比較強的酸性或堿性催化劑存在下,加熱由羥醛縮合反應(Aldol condensation)形成的羥基羰基化合物,發(fā)生的脫水反應。 堿催化的脫水機理: 一、自身縮合二
3、、不同的醛、酮之間的縮合三、甲醛與含活潑氫的醛、酮之間的縮合例如:四、芳醛與含活潑氫醛、酮之間的縮合 反應得產(chǎn)品構(gòu)型,一般都是反式為主 若兩個碳原子上都有活潑氫,則可能得到兩個不同的產(chǎn)物: 羥醛縮合反應的關(guān)鍵問題是催化劑的選擇,最常用的催化劑:NaOH、KOH等。 醛遇到強堿可發(fā)生樹脂化和Cannizzaro反應,因此,一般使用較小劑量,使其在反應液中濃度比較低,不致引起副反應 。 伯胺、仲胺亦是好的催化劑,六氫吡啶和四氫吡咯用的最普遍,特別與乙酸并用效果最好。 硫酸、鹽酸、乙酸及各種Lewis酸亦可為羥醛縮合反應的催化劑 。第三節(jié) Knoevengel 反應例如:丁烯酸、山梨酸及其呋喃丙烯酸
4、的制備 丙二酸二乙酯、氰基乙酸乙酯和乙酸乙酯都是進行Knoevengel反應的主要作用物之一,利用不同的醛,可以生成各種不同的、不飽和酯。 Knoevengel反應的催化劑:氨、伯胺、仲胺、各種銨鹽(如醋酸銨、醋酸哌啶)等。 反應通常在回流的苯及甲苯液中進行,以便隨時 不斷地除去反應過程中生成的水。第四節(jié) Claisen縮合 Claisen縮合反應是醛、酮或酯分子中的亞甲基在強堿作用下進攻一個酯分子中的羰基,而后消除其烷氧基 。反應需要的催化劑:乙醇鈉、叔丁醇鉀、氨化鈉、氫化鈉等強堿。酮的結(jié)構(gòu)對Claisen縮合的影響是: 甲基酮最活潑,取代甲基酮比較不活潑。烯酸酯可以與酮進行正常的縮合產(chǎn)物:
5、炔酸酯與酮縮合的產(chǎn)物,可以自行環(huán)化: 為了防止酮或酯的自縮合,可以把酮和酯混合好,滴加到催化劑在溶劑的懸浮液中。 分離二酮可以用真空蒸餾或者重結(jié)晶的方法;較好的辦法是把二酮轉(zhuǎn)變成銅的螯合物,分離后再變回二酮。 第五節(jié) Mannich 反應一、概述在常見的微弱酸性條件下,Mannich 反應的機制: 不對稱酮主要在其較高取代的位上發(fā)生取代: 在堿性條件下,反應的機制: 應用范圍: 1、含有活潑氫原子部分(1)幾乎任何含有COCH 原子團的化合物 (2)酸,尤其是乙酰乙酸和丙二酸類 (3)上述酸的酯類 (4)酚類(5)硝基烷、炔類、吲哚,甲基吡啶 如: 2、胺類部分: 伯胺、仲胺及氨均能發(fā)生反應,
6、但因氨和伯胺上都有數(shù)個氫原子,所以引起反應比預期更為復雜,所以最方便胺是仲胺,因為它只有一個可以取代的氫原子 。第六節(jié) Perkin,Stobbe 和Darzens反應一、Perkin反應反應機制: 二、Stobbe反應 Stobbe縮合反應在有機合成上的應用, 它的產(chǎn)物在強酸中加熱水解可發(fā)生脫羧反應,得到較原來酮、酸增加三個碳原子的不飽和羧酸。 三、Darzens 反應 反應中所產(chǎn)生的主要立體異構(gòu)體,取決于反應中羥醛縮合這一步和關(guān)環(huán)的一步。例: 關(guān)環(huán)反應有利于生成酯基官能團和碳原子上較大基團呈反式的立體異構(gòu)。 第七節(jié) Wittig 反應反應的特點是: 1、在形成雙鍵時,產(chǎn)生立體專一性的烯烴, 順/反比例達98/2。 2、與,不飽和醛或
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