1、第十二章第十二章 醛和酮醛和酮共軛不飽和醛酮共軛不飽和醛酮醛酮的制備醛酮的制備縮合反應縮合反應 , , - -不飽和醛酮加成反應的分類不飽和醛酮加成反應的分類1 1 共軛不飽和醛酮的加成共軛不飽和醛酮的加成 c=c c=oc c c=oc c c=oc c=c o+_br2brbrc=c c o+_+_c=c c olirc=c c ohrc c=c ohnurlih2o1.nu2.h+(1)(2)(3)(1)(2)(3) c=c親電加成親電加成c=o親核加成親核加成1,4-共軛加成共軛加成第四節第四節 共軛不飽和醛酮的加成和還原共軛不飽和醛酮的加成和還原nu -+c=c c=onu_c c

2、c=onuc c=c o -nuc c=c ohh+互互變變異異構構nuc c c=oh在堿性條件下在堿性條件下1,4-1,4-加成反應的機制加成反應的機制在酸性條件下在酸性條件下1,4-1,4-加成反應的機制加成反應的機制+ h+c=c c=o+c=c c ohc c=c ohz-zzc c c=oc c=c ohh互變異構1 1 鹵素、鹵素、hoxhox只在只在碳碳雙鍵碳碳雙鍵上發生親電加成。上發生親電加成。2 2 hx, hhx, h2 2soso4 4等質子酸以及等質子酸以及h h2 2o o、rohroh在酸催化下與在酸催化下與 , , - -不飽和醛酮的加成為不飽和醛酮的加成為1

3、1，4-4-共軛加成。共軛加成。 3 3 hcnhcn、nhnh3 3及及nhnh3 3的衍生物的衍生物等等與與 , , - -不飽和醛酮的加不飽和醛酮的加成也以發生成也以發生1,4-1,4-共軛加成為主。共軛加成為主。 4 4 醛醛與與rli,rmgxrli,rmgx反應時以對反應時以對羰基的羰基的1,2-親核加成親核加成為主。為主。5 5 酮酮與與rlirli反應，主要得反應，主要得羰基的羰基的1,2-1,2-加成產物加成產物；使用；使用rmgxrmgx，產物與反應物的空間結構有關，空阻小的地方易，產物與反應物的空間結構有關，空阻小的地方易發生反應。發生反應。影響影響 1,2-和和1,4-

4、加成的因素加成的因素(1) 親核試劑的親核試劑的堿性堿性 親核試劑的親核試劑的堿性很強堿性很強時，如時，如rli和和lialh4, 傾向于傾向于直接對羰基加成（直接對羰基加成（1，2-加成）加成）。 親核試劑的親核試劑的堿性相對較弱堿性相對較弱時，如時，如cn, 烯烯胺胺, 硫醇硫醇, x等，通常得到等，通常得到共軛加成產物共軛加成產物（1，4-加成）加成）ocn+hclcnoch3shch chchochsch3ch2choch ch c coch ch2c co1.etmgbr1,4-加成100%ch3ch3ch3etch3ch3ch32.h3och ch coch ch2co1,4-加成

5、 92%1.mgbr2.h3och ch c ch3och ch c h2.h3o1.mgbrch ch2co1,4-加成12%1,2-加成 80%+ch3oh(2) (2) 空間位阻（酮羰基的活性大小）空間位阻（酮羰基的活性大小）a. + 烴基鋰（烴基鋰（rli） 1,2- 加成產物加成產物b. + 二烴基銅鋰（二烴基銅鋰（r2culi） 1,4- 加成產物加成產物c. + 格氏試劑（格氏試劑（rmgx） 1,2-及及1,4- 加成混合產物加成混合產物（3）與有機金屬試劑的活性有關與有機金屬試劑的活性有關 小結：影響加成反應的因素小結：影響加成反應的因素以以1 1，2-2-加成為主加成為主以

6、以1 1，4-4-加成為主加成為主反應溫度反應溫度試劑的親核性試劑的親核性反應物的結構反應物的結構（位阻）（位阻）低溫低溫強親核試劑（如：強親核試劑（如：h h- -、rmgxrmgx）羰基上未連有大基羰基上未連有大基團團高溫高溫弱親核試劑（如：弱親核試劑（如： clcl- -、cncn- -、- -ch(coocch(cooc2 2h h5 5) )2 2）羰基上連有大的基團羰基上連有大的基團1，4-加成是熱力學控制的，產物穩定，但速率不如加成是熱力學控制的，產物穩定，但速率不如1，2-加成快，堿性強的試劑反應性好，首先就發生了加成快，堿性強的試劑反應性好，首先就發生了1，2-加成，加成，由

7、動力學控制。堿性弱的試劑速率慢，傾向于生成穩定的由動力學控制。堿性弱的試劑速率慢，傾向于生成穩定的1，4-加成產物。加成產物。情況一：只與情況一：只與c=o發生反應，不與發生反應，不與c=c發生反應。發生反應。克萊門森還原克萊門森還原(ch(ch2 2) ) 烏爾夫烏爾夫- -凱惜納凱惜納- -黃鳴龍還原黃鳴龍還原(ch(ch2 2) ) 縮硫醇氫解縮硫醇氫解(ch(ch2 2) (h) (h2 2-ni)-ni)情況二：情況二：c=c、c=o均被還原。均被還原。 催化氫化催化氫化孤立時孤立時: : 反應活性為反應活性為 rcho c=c rcor共軛時共軛時: : 先先c=c，再再c=o其它

8、情況其它情況用活潑金屬還原用活潑金屬還原 na, li-nh3(液液)：不還原孤立的不還原孤立的c=c，能還原共軛的能還原共軛的c=c，而且而且先還先還原原c=c，再還原再還原c=o。用氫化金屬化合物的還原：用氫化金屬化合物的還原：lialh4：還原還原c=o97%hohh2olialh4o曼尼其反應曼尼其反應-氨甲基化反應氨甲基化反應麥克爾加成反應麥克爾加成反應魯賓遜縮環反應魯賓遜縮環反應魏悌息反應和魏悌息魏悌息反應和魏悌息-霍納爾反應霍納爾反應浦爾金反應和腦文格反應浦爾金反應和腦文格反應達參反應達參反應安息香縮合反應和二苯乙醇酮重排安息香縮合反應和二苯乙醇酮重排三三 與醛酮有關的其它與醛酮

9、有關的其它縮合反應縮合反應 縮合反應縮合反應 分子間或分子內不相連接的兩個分子間或分子內不相連接的兩個碳原子連接起來形成碳原子連接起來形成新新的碳碳鍵，成的碳碳鍵，成為新的化合物，同時往往有比較簡單為新的化合物，同時往往有比較簡單的無機或有機小分子化合物生成。這的無機或有機小分子化合物生成。這樣的反應統稱為縮合反應。樣的反應統稱為縮合反應。曼尼其反應曼尼其反應氨甲基化反應氨甲基化反應 具有具有活潑氫的化合物、甲醛、胺同時縮合，活潑氫的化合物、甲醛、胺同時縮合，活潑氫被活潑氫被氨甲基或取代氨甲基取代氨甲基或取代氨甲基取代的反應，稱為的反應，稱為曼曼尼其尼其( (mannich)反應反應，生成的產

10、物稱為，生成的產物稱為曼氏堿曼氏堿。ch3-c-ch2-h + ch2o + hnorrh+ch3-c-ch2-ch2norr取代的氨甲基取代的氨甲基一一 定義定義1. 1. 具有具有-h-h的醛、酮、酸、酯、硝基化合物、腈、末端炔烴、的醛、酮、酸、酯、硝基化合物、腈、末端炔烴、含有活潑氫的芳香環系化合物。含有活潑氫的芳香環系化合物。2. 2. 二級二級胺、一級胺胺、一級胺使用原料的范圍使用原料的范圍3. 3. 醛醛ch2=onhrrrrh+hch2=ohn-ch2ohrrrr-h2on=ch2n-ch2-oh2oorrch2=nrrho hch3-c=ch2ch3-c-ch2-ch2-nch

11、3c-ch2+ h+h+轉移轉移活化的活化的c=n二二 反應機理反應機理三三 氨甲基化反應實例氨甲基化反應實例eg 11 1 用來制備用來制備-氨基酮氨基酮ch3cchch2nme2 hcloch3不對稱酮反應時，不對稱酮反應時，亞甲基比甲基優先反應（？）。亞甲基比甲基優先反應（？）。och3cch2ch3 + ch2o + me2nh hcleg 2：och3ch2o + (ch3)2nh+hcl, h2ooch3ch2n(ch3)2och3(ch3)2nch267 %+33 %麥克爾麥克爾(michael)加成反應加成反應一一 定義定義烯醇負離子與烯醇負離子與,不飽和羰基化合物的不飽和羰基

12、化合物的1, 4加加成反應。成反應。能提供烯醇負離子的化合物：能提供烯醇負離子的化合物：ch3no2ch3cnoch3cch2cooc2h5och3ooch2ccooc2h5oc2h5共軛體系：共軛體系：chchcorrorchchcorch2chcn結論：結論：利用邁克爾反應可以合成利用邁克爾反應可以合成1, 5 二羰基化合物。二羰基化合物。coch3ch2ooch3ch2例：例：ooch3+ch2chcoch3kohh2o常用堿性催化劑：常用堿性催化劑：ch3cch2cch3+ ch2=ch-ch=ooo給體受體eto-etoh(ch3c)2ch ch2ch2choo1,5-二羰基化合物1

13、2345, et3n, koh, etona, (ch3)3cok, r4n+oh-nh(ch3c)2ch2(ch3c)2chch2=ch-ch=oeto-oo(ch3c)2ch-ch2-ch=ch-o-oetoh(ch3c)2ch-ch2-ch=ch-oho互變異構(ch3c)2chch2ch2choo二二 反應機理反應機理1 1 不對稱酮進行麥克爾加成時，反應總是在多取代的不對稱酮進行麥克爾加成時，反應總是在多取代的 -c-c上發生。上發生。och3+ ch2=ch-c-ch3oeto-oooo+64 %36 %三三 麥克爾加成反應的規律麥克爾加成反應的規律 環己酮及其衍生物環己酮及其衍生

14、物在在堿堿( (如氨基鈉、醇鈉等如氨基鈉、醇鈉等) )存在下，存在下，與與曼尼期堿曼尼期堿的季銨鹽反應產生的季銨鹽反應產生二并六元環的產物二并六元環的產物，該反，該反應稱為應稱為魯賓遜魯賓遜(robinson annulation)(robinson annulation)增環反應增環反應. .魯賓遜增環反應魯賓遜增環反應( (robinson annulation) )og+ ch3cch2ch2nr3i-ohgoo堿gog=h, r, ar, coor, ocr等o一一 定義定義魯賓遜增環反應實際上是分三步完成的：魯賓遜增環反應實際上是分三步完成的：oggoo麥克爾加成分子內醇醛縮合堿oh

15、gooch3cch2ch2nr3i-ch3cch=ch2o堿曼氏堿熱消除堿堿通常用邁克爾反應和羥醛縮合一起合成環狀化合物。通常用邁克爾反應和羥醛縮合一起合成環狀化合物。eg 1. eg 1. 選用合適的原料合成選用合適的原料合成ch3och3o+ ch2=chcch3oc2h5o-c2h5ohoch3ooh-h2oh+ or oh-50 %ch3oohch3o二二 應用實例應用實例合合 成成例：合成例：合成ch2chcoch3ooooooooo+ch2chcoch3kohcoch3ch2ooch3ch2kohoooch3o一一 魏悌息試劑：魏悌息試劑：ph3p=ch2(i)(ii)ph3p-c

16、h2魏悌息魏悌息( (wittig)反應和魏悌息反應和魏悌息- -霍納爾霍納爾( (wittighorner)反應反應 在相鄰位置上帶有相反電荷的兩性離子稱為葉利德在相鄰位置上帶有相反電荷的兩性離子稱為葉利德(ylide,(ylide,內鎓鹽內鎓鹽) )。磷葉利德也稱為魏悌息試劑。磷葉利德也稱為魏悌息試劑。內鎓鹽 ph3p+-ch2-3phh + pcl3ph3pph3p + ch3xph3p+-ch3x-c6h5liph3p + xch2cooc2h5ph3p+-ch2cooc2h5 x-k2co3na2co3, naoh, naor, nanh2, nah, rli魏悌息試劑制備魏悌息試劑

17、制備ph3pchcooc2h5+-鏻鹽魏悌息試劑與醛、酮反應魏悌息試劑與醛、酮反應, , 生成烯烴生成烯烴, , 稱為稱為魏悌息魏悌息(wittig)(wittig)反應反應. .c=o + ph3p-cr2ph3p=cr2 c=cr2 + ph3p=o二二 魏悌息反應魏悌息反應反應機反應機理理ph3p-cr2+-o=cph3p-cr2+-o-cph3p-cr2o-cph3p cr2o cc=cr2 + ph3p=oh3cocch2ch2coch3 + ph3p-ch2oo*1醛最快，酮次之。醛最快，酮次之。酯最慢。所以可進行酯最慢。所以可進行選擇性反應。選擇性反應。h3cocch2ch2co

18、ch3ch2o*2phcho + ph3p-ch2c6h5cl-naoetetoh, 25cphhcphhcphhchph41 %35 %+ch3ch=o + (c6h5)3p-cch3coch3*3ch2cl2ch3chcch3coch396 %親核性好的葉利德比較活潑，活潑葉利德反應時，常得親核性好的葉利德比較活潑，活潑葉利德反應時，常得z, e-烯烴的混合物，穩定葉利德反應時，烯烴的混合物，穩定葉利德反應時，e型產物為主型產物為主.反應規律反應規律+-三三 魏悌息魏悌息- -霍納爾試劑和魏悌息霍納爾試劑和魏悌息- -霍納爾反應霍納爾反應魏悌息魏悌息- -霍納爾試劑：霍納爾試劑：(i)(i

19、i)(eto)2poo(eto)2p-chrchr(eto)2po etch2rbr-(c2h5o)3p + rch2bro(eto)2p-ch2r(eto)2poo(eto)2p-chrchr魏悌息魏悌息 霍納爾試霍納爾試劑劑-etbrnah亞磷酸酯代替三苯基磷亞磷酸酯代替三苯基磷魏悌息魏悌息- -霍納爾反應霍納爾反應 魏悌息魏悌息- -霍納爾試劑與醛、酮反應，制備烯烴，這一反應稱霍納爾試劑與醛、酮反應，制備烯烴，這一反應稱為為魏悌息魏悌息(wittig)(wittig) - -霍納爾霍納爾(horner)(horner)反應。反應。( (比魏悌息反應容易比魏悌息反應容易進行進行) )反式烯

20、烴反式烯烴二乙磷酸鈉二乙磷酸鈉(溶于水，后溶于水，后處理較易處理較易)rcho+(eto)2pchrna+o_(eto)2pchrna+o-_+rhhr+ (eto)ponao反應規律：反應規律：生成的烯烴以反式為主生成的烯烴以反式為主. .c cchhco2etch2c2h566 %ochrpchrororocchrrhopoororcchrrh+ (ro)2po-o反應機理反應機理ch2=c-ch=o + (eto)2pch2co2etoetonac2h5四四 魏悌息反應和魏悌息魏悌息反應和魏悌息- -霍納爾反應的應用實例霍納爾反應的應用實例1 1 用來制備環外烯烴用來制備環外烯烴2 2

21、制備制備,-,-不飽和羰基化合物不飽和羰基化合物ch3cch3 + (eto)2p+-chcooc2h5 na+oo-(ch3)2c=chcooc2h5 + (c2h5o)2p+-o- na+o-70 %35%-40 %et2och2+ ph3p-ch2o25oc3 3 合成多烯類天然產物合成多烯類天然產物ch=och2ohph3p+(10 c)(10 c)ch2ohvitamin a (20 c) 在在弱堿弱堿的催化作用下，的催化作用下，醛、酮醛、酮與與含有活潑亞甲基的含有活潑亞甲基的化合物化合物發生的失水縮合反應為發生的失水縮合反應為腦文格腦文格(knoevenagel)(knoevena

22、gel)反反應應。c=orrh2 czz+c=crrzz弱堿苯, 分水z: cho, cr, coor, cn, no2等o弱堿:, rch2nh2, r2nh 等nnh,腦文格反應腦文格反應1 1 定義：定義：2 2 反應機理反應機理zzch2bzzchrrc=ozzch-crro-hbzzch-crrohzzc crrohzzc=crrb3 3 腦文格反應的實例腦文格反應的實例cho + ch2(co2h)2o2n吡啶ch=c(co2h)2o2nch=chco2ho2n-co274-80 %ch3cch2ch3 + ncch2co2eto丙氨酸 - hoac苯, 分水ch3ch2c = c

23、co2etch3cn85 %(ch3)2chcho + ch2(coet)2苯, 分水nh- hoac(ch3)2chch = c(co2et)290 %eg 1.eg 2.eg 3.制備各種類型的制備各種類型的,-,-不飽和化合物不飽和化合物.達參反應達參反應一一 定義：定義：c=o + brch2co2etcoch co2etnanh2or ro-*chchooh-h+,-環氧酸酯環氧酸酯* * ch ch2 2 生成醛生成醛 chr chr 生成酮生成酮 醛、酮醛、酮與與-鹵代酸酯鹵代酸酯在在強堿強堿(rona, nanh(rona, nanh2 2, , (ch(ch3 3) )3 3

24、cok)cok)催化作用下互相作用，生成催化作用下互相作用，生成,-,-環氧酸環氧酸酯酯的反應稱為達參的反應稱為達參(darzen, g.)(darzen, g.)反應反應. .二二 反應機理反應機理brch2cooetnanh2brchcooetc=och3c6h5ch3c6h5coch coohch3c6h5c=ch-ohch3c6h5chcho-co2產生碳負離子產生碳負離子oh-cochco2etc6h5ch3-br-h+orco2etoco2etoh-h+corchooh-h+orchco2ett-buok, 0-15clch2co2ett-buok, 0-15, 3hcl三三 應用

25、：應用：合成環氧酸酯合成環氧酸酯合成比原料醛、酮多一個或一個以上碳的醛、酮。合成比原料醛、酮多一個或一個以上碳的醛、酮。實例：由苯甲醛轉化成其他化合物實例：由苯甲醛轉化成其他化合物ohcooet-ohh+ch2choocooet-ohh+ch2coc6h5chco2etclch2co2etclchot-buokt-buok安息香縮合反應和安息香縮合反應和二苯乙醇酸重排二苯乙醇酸重排1 1 定義：定義：2 archoarch-caroh okcn醇-水c cho oh俗稱俗稱安息香安息香(benzoin)安息香縮合反應安息香縮合反應 芳香醛芳香醛在在氰化鉀氰化鉀的作用下，發生雙分子縮合，生成的作

26、用下，發生雙分子縮合，生成-羥基酮羥基酮的反應稱為的反應稱為安息香縮合反應安息香縮合反應. .2 2 反應機理反應機理ch + cn-oco-cnhc-cnohchoco-hccnohchccnohochcoho-h+二苯乙醇酸重排二苯乙醇酸重排1 1 定義：定義：2 2 反應機理：反應機理：c6h5c cc6h5oooh-140 occ6h5ccoo-ohc6h5ch5c6h5c6co-ooh(c6h5)2cohcoo-h+(c6h5)2cohcooh -二酮二酮在在濃堿濃堿作用下發生重排，生成安作用下發生重排，生成安息香酸的重排反應稱為息香酸的重排反應稱為二苯乙醇酸重排二苯乙醇酸重排。3

27、3 反應實例反應實例hoocch2c-cch2cooh(hoocch2)2c-cooho oohoh-h+ooocco ooc cooh2oh-h+eg 1eg 2eg 3eg 4. 若用若用c c2 2h h5 5onaona代替代替naohnaoh，產物不是，產物不是-羥基酸，羥基酸， 而是而是-羥基酯羥基酯. . c co oh3cooch3c2h5onah+h3coohc cooc2h52ooohcoohnaoh, h2oh+80 %250烯烴烯烴 炔烴炔烴 芳烴芳烴醇醇醛醛 酮酮羧酸羧酸羧酸衍生物羧酸衍生物1 氧化氧化2 頻哪醇重排頻哪醇重排氧化氧化取代取代還原還原1 氧化氧化 2 鹵化鹵化-水解水解3 傅氏酰基化傅氏酰基化 4 加特曼加特曼-科赫反應科赫反應1氧化氧化2直接醛基化直接醛基化1 水合水合2 硼氫化硼氫化-氧化氧化 乙醛和丙酮的工業制備乙醛和丙酮的工業制備醛和酮的制法醛和酮的制法 1.烯烴的臭氧化還原水解烯烴的臭氧化還原水解cch3ch3chch31) o32) h2o, zncch3ch3o + occh3hch3(ch2)5cch+h2oh2so4,hgso4coch3(ch2)5ch3 91 %2.炔烴的水合炔烴的水合l 芳環的酰基化芳環的酰基化+coclalcl3co+ hcl(82%)3.付克酰基化反應付克酰基化反應(c2h5)2