16.2

酯縮合反應(yīng)及在合成中的應(yīng)用一、酯縮合反應(yīng)由上節(jié)可知具有α氫的酯呈現(xiàn)一定酸性,在醇鈉作用下生成α碳負離子(烯醇負離子)。該負離子對另一酯進行親核加成-消去(取代反應(yīng))生成β-酮酸酯,這個反應(yīng)叫做克萊森(Claisen)酯縮合反應(yīng)。[L.Claisen(1851-1930)出生于德國,在Bonn大學(xué)凱庫勒(Kekule)教授名下學(xué)習(xí)并獲博士學(xué)位,后在多所大學(xué)任化學(xué)教授。]這個反應(yīng)的歷程分為三步,現(xiàn)描述如下:第①和第②步是完全可逆的。從各步反應(yīng)與產(chǎn)物的酸性可知第①、②步反應(yīng)平衡應(yīng)在左邊,但在過量NaOC2H5存在下第③步有利于產(chǎn)物生成。反應(yīng)中得到的β酮酸酯即乙酰乙酸乙酯(“三乙”)鈉鹽,酸化即可得到“三乙”。具有兩個α氫的酯用醇鈉處理,一般都可順利地發(fā)生酯縮合,通式是:只具有一個α氫的酯在一般條件下縮合較為困難,原因在于無第二個α氫與堿反應(yīng)生成β酮酸鈉鹽的可能(不存在上述歷程的第③步),對于反應(yīng)的完成極為不利,當(dāng)采用更強的堿時則可使反應(yīng)完成。適當(dāng)位置的開鏈雙酯在醇鈉存在下可進行分子內(nèi)酯縮合,該反應(yīng)叫做狄克曼(Dieckmann)縮合,常用來合成五、六元環(huán)化合物。二、交叉酯縮合兩個相同酯縮合,產(chǎn)物較單一,若兩個不同的具有α氫的酯縮合,則會得到復(fù)雜產(chǎn)物。但無α氫的酯與一個有α氫的酯縮合,又可得到較為單一的產(chǎn)物。這種縮合稱為交叉酯合(crossedestercondensation)。如無α氫的酯,像甲酸酯、苯甲酸酯、碳酸酯和草酸酯,可與其他有α氫的酯縮合。它們在反應(yīng)中提供羰基,在另一酯的α位導(dǎo)入相應(yīng)酰基。

具有氫的酮也可與酯在堿作用下發(fā)生交叉酯縮合,由于酮的α氫酸性較酯的強(酮pKa20~21,酯pKa24.5),反應(yīng)中酮生成α碳負離子,結(jié)果是酯?；鶎?dǎo)入酮的α位。當(dāng)然無α氫的酯與酮縮合產(chǎn)物更為單一。三、酯縮合反應(yīng)在合成中的應(yīng)用酯縮合是形成CC鍵的重要反應(yīng)。它可合成一些重要的1,3官能團化合物,如β酮酸酯、1,3二酮、1,3二酯等。這些1,3官能團化合物具有雙重α氫,在堿催化下可進行親核取代、親核加成等反應(yīng)(參看16.3節(jié)和16.4節(jié)),在合成上應(yīng)用極為廣泛。本節(jié)只就該反應(yīng)直接合成應(yīng)用舉兩例說明。1-苯基-1,3-丁二酮是一個1,3官能團化合物,可通過酯縮合反應(yīng)合成。合成設(shè)計中一般可從1,3官能團內(nèi)側(cè)肢解,這樣可以清楚地看到酯縮合的兩個反應(yīng)物。如按①肢解,可由苯甲酸酯與丙酮縮合獲得產(chǎn)物。若按②肢解則應(yīng)由乙酸酯與苯乙酮縮合獲得產(chǎn)物。以上兩種方法均可成功地合成。兩個酯的縮合可以形成β酮酸酯。該酯水解得到β