酸催化的缩合反应.ppt

酸碱催化的缩合反应酸碱催化的缩合反应1.1.化合物分子失去一个带负电荷的原子或基团化合物分子失去一个带负电荷的原子或基团例如例如: :2. 2. 不饱和化合物加上一个质子：不饱和化合物加上一个质子：一、形成碳正离子的方法：一、形成碳正离子的方法：-H2O二、伯、仲、叔正碳离子的稳定性：二、伯、仲、叔正碳离子的稳定性： 碳正离子的反应：碳正离子的反应：①①消去一个氢原子形成烯烃（如醇的消去一个氢原子形成烯烃（如醇的E1消去）②②重排成较稳定的正碳离子重排成较稳定的正碳离子③③与负离子及其它碱性分子结合与负离子及其它碱性分子结合(如如SNI反应）④④和烯烃加成形成一个较大的碳正离子和烯烃加成形成一个较大的碳正离子⑤⑤从烷烃夺走一个负氢离子从烷烃夺走一个负氢离子§3.1.1 烯烃的自身缩合反应烯烃的自身缩合反应 例如：异丁烯用例如：异丁烯用60%60%硫酸或磷酸处理，得到硫酸或磷酸处理，得到2,2,4-2,2,4-三甲基戊烯三甲基戊烯-1-1和和2,2,4-2,2,4-三甲基戊烯三甲基戊烯-2-2混合物例例2 2：目前工业上制备高级汽油：目前工业上制备高级汽油2,2,4-2,2,4-三甲基三甲基戊烷（异辛烷）就是在酸催化下，用异丁烯戊烷（异辛烷）就是在酸催化下，用异丁烯和异丁烷反应。

和异丁烷反应§3.1.2§3.1.2 芳烃的烷基化芳烃的烷基化( (FriedelFriedel-Crafts-Crafts反应反应) )1、催化剂：（1）常用的路易斯酸催化剂的活性次序为：A1C13＞FeCl3＞SbCl5＞SnCl4＞BF3＞TiCl4＞ZnCl2一、反应试剂一、反应试剂（（2 2）常用的质子酸的活性次序为：）常用的质子酸的活性次序为：HFHF＞＞H H2 2S0S04 4＞＞P P2 2O O5 5＞＞H H3 3P0P04 42、常用的烷基化剂有卤化烃、烯、醇、醚、酯 （（1 1）卤代烷作烷基化试剂）卤代烷作烷基化试剂例1 1-溴代-1-苯基丙酮在三氯化铝催化下与苯反应生成1,1-二苯基丙酮卤代烷的活性次序：卤代烷的活性次序：相同卤素，不同烷基时：相同卤素，不同烷基时：相同烷基，不同卤素时：相同烷基，不同卤素时：叔卤代烷叔卤代烷 > > 仲卤代烷仲卤代烷 > > 伯卤代烷伯卤代烷RF RF ＜＜RClRCl ＜＜RBrRBr ＜＜RIRI (2)烯烃作烷基化试剂 工业上大量生产烷基苯时，常用烯烃作为烷基化试剂如在三氯化铝催化下，利用廉价易得的乙烯、丙烯与苯反应，合成重要的工业原料乙苯、异丙苯等。

(3)(3)醇作烷基化试剂醇作烷基化试剂 醇在酸催化下容易形成碳正离子，因此也常醇在酸催化下容易形成碳正离子，因此也常用作烷基化试剂，用醇作烷基化试剂时，在很多用作烷基化试剂，用醇作烷基化试剂时，在很多情况下，硫酸、三氟化硼和一些有机酸是较为常情况下，硫酸、三氟化硼和一些有机酸是较为常用的催化剂用的催化剂 双酚双酚A A是制造环氧树脂、聚砜、聚碳酸酯等的重要原料是制造环氧树脂、聚砜、聚碳酸酯等的重要原料40℃℃双酚A返回（（4 4）羰基化合物做烷基化试剂）羰基化合物做烷基化试剂 催化剂催化剂酚醛树脂酚醛树脂(5)(5)其他试剂作烷基化试剂其他试剂作烷基化试剂环氧化环氧化合物作合物作烷基化烷基化试剂试剂对对LewisLewis酸敏感的化合物可用高氯酸银做酸敏感的化合物可用高氯酸银做催化剂，在碳酸钙存在下进行催化剂，在碳酸钙存在下进行二、烷基化反应的特点二、烷基化反应的特点①①当所用的烷基化剂的烷基含有三个或三个以上的碳原子当所用的烷基化剂的烷基含有三个或三个以上的碳原子 进行烷基化反应时，烷基往往发生异构化；进行烷基化反应时，烷基往往发生异构化；②②烷基化反应不易停留在一元取代物的阶段，容易得到多烷基化反应不易停留在一元取代物的阶段，容易得到多 烷基取代苯；烷基取代苯；③③烷基化反应是一个可逆反应，因此在反应中常常发生歧烷基化反应是一个可逆反应，因此在反应中常常发生歧 化反应；化反应；④④当环上连有强吸电子基时当环上连有强吸电子基时( (如硝基、磺酸基、酰基和氰如硝基、磺酸基、酰基和氰 基等基等) )一般不发生反应；一般不发生反应；返回烷基化反应的特点分析：烷基化反应的特点分析：①①当引入的烷基为三个碳以上时当引入的烷基为三个碳以上时,引入的烷基会发生碳链异构现象引入的烷基会发生碳链异构现象原因：反应中的活性中间体碳正离子发生重排，产生更稳定的碳原因：反应中的活性中间体碳正离子发生重排，产生更稳定的碳正离子后，再进攻苯环形成产物。

正离子后，再进攻苯环形成产物一级碳一级碳正离子正离子二级碳二级碳正离子正离子②②烷基化反应不易停留在一元阶段烷基化反应不易停留在一元阶段,通常在反应中有多烷基苯生成通常在反应中有多烷基苯生成所以，采用苯过量，可控制多取代而以一取代为主所以，采用苯过量，可控制多取代而以一取代为主③③可逆反应，存在速度控制和平衡控制可逆反应，存在速度控制和平衡控制④④反应限制：反应限制： 苯环上已有苯环上已有–NO2、、-SO3H、、-COOH、、-COR等等(拉电子拉电子)取代取代基时，烷基化反应不再发生基时，烷基化反应不再发生原因原因: R+是弱亲电试剂，而这些取代基都是强吸电子基，降低了苯环是弱亲电试剂，而这些取代基都是强吸电子基，降低了苯环上的电子云密度，使亲电取代不易发生上的电子云密度，使亲电取代不易发生 所以硝基苯可用作烷基化反应的溶剂所以硝基苯可用作烷基化反应的溶剂间位在热力学间位在热力学上是稳定的上是稳定的三、芳烃的酰基化反应三、芳烃的酰基化反应•试剂：试剂： RCOX 或或 RCOOCOR •催化剂：催化剂： 无水无水AlCl3 等等•例如：例如：酰基化反应的特点：酰基化反应的特点：①①产物纯、产量高产物纯、产量高(因酰基不发生异构化，也不发生多元取代因酰基不发生异构化，也不发生多元取代).②②反应限制：苯环上已有反应限制：苯环上已有–NO2、、-SO3H、、-COOH、、-COR等等取代基时，酰基化反应不再发生取代基时，酰基化反应不再发生.③③酰基化反应所需催化剂的量比烷基化反应所需催化剂的量多酰基化反应所需催化剂的量比烷基化反应所需催化剂的量多. . γγ或或δδ- -芳基取代的羧酸可以进行分子内酰化，是制备芳基取代的羧酸可以进行分子内酰化，是制备四氢萘酮衍生物的常用方法。

四氢萘酮衍生物的常用方法 分子内的酰化反应，在建立环状体系方面特别有价值，分子内的酰化反应，在建立环状体系方面特别有价值，这些反应常用二元酸的酸酐为酰化剂，如：这些反应常用二元酸的酸酐为酰化剂，如：§3.1.3 §3.1.3 醛酮的酸催化缩合醛酮的酸催化缩合一、一、 醛酮自身缩合醛酮自身缩合 用酸处理醛酮，通过烯醇化，发生自身缩合用酸处理醛酮，通过烯醇化，发生自身缩合酸的作用是：提高酸的作用是：提高C=OC=O亲核加成的活性亲核加成的活性酸催化羰基化合物烯醇化加成，再与另一分子醛酮酸催化羰基化合物烯醇化加成，再与另一分子醛酮?例：丙酮在硫酸催化下，缩合最终得均三甲苯例：丙酮在硫酸催化下，缩合最终得均三甲苯 在自缩合中，若酮为不对称酮或只含一个在自缩合中，若酮为不对称酮或只含一个α-Hα-H的不的不对称酮，则产物单一对称酮，则产物单一; ;若不对称酮，反应总是发生在取若不对称酮，反应总是发生在取代基较多的代基较多的α-Cα-C上（平衡控制）得到的加成产物易脱上（平衡控制）得到的加成产物易脱水1.1.定义定义：含有：含有α-α-活泼氢活泼氢的醛酮和的醛酮和甲醛甲醛及一个及一个胺胺同时反应，醛酮的同时反应，醛酮的 一个一个α-α-活泼氢活泼氢被一个胺甲基取代，称为被一个胺甲基取代，称为胺甲基化反应胺甲基化反应或或 MannichMannich反应反应，简称曼氏反应，简称曼氏反应§3.1.4 曼尼希（曼尼希（Mannish）反应（胺甲基化反应））反应（胺甲基化反应）胺甲基胺甲基例：例：2.反应通式：反应通式：曼氏盐曼氏盐 3.3.反应条件：反应条件：（（1 1）反应介质：）反应介质： 酸性。

酸性反应一般在水、醇或醋酸溶液中进行，通常混合物中加反应一般在水、醇或醋酸溶液中进行，通常混合物中加入少量盐酸（或用胺的盐酸盐）入少量盐酸（或用胺的盐酸盐）（（2 2）醛：）醛： 最常用的是最常用的是甲醛甲醛，也可用其他醛，也可用其他醛（（3 3）胺：）胺： 胺一般用胺一般用二级胺二级胺，如二甲胺，六氢吡啶等（如用一级胺，胺甲，如二甲胺，六氢吡啶等（如用一级胺，胺甲 基化反应后氮上还有氢，可再发生反应）基化反应后氮上还有氢，可再发生反应）4 4）含有）含有α-α-活泼氢的化合物：活泼氢的化合物： A.A. 除除醛酮外，羧酸、酯、硝基、腈的醛酮外，羧酸、酯、硝基、腈的α-Hα-H以及炔烃、芳香环系以及炔烃、芳香环系 的活泼氢（如酚的邻、对位）均可发生此的活泼氢（如酚的邻、对位）均可发生此反应 B.B.当用不对称酮进行反应时，氨甲基化反应总是发生在取代程当用不对称酮进行反应时，氨甲基化反应总是发生在取代程度较高的度较高的α-Cα-C上因为在酸性条件下，含取代基较多的烯醇化上因为在酸性条件下，含取代基较多的烯醇化比取代基较少的烯醇稳定。

比取代基较少的烯醇稳定不对称酮进行氨甲基化反应例不对称酮进行氨甲基化反应例反应主要发生在取代程度较高的反应主要发生在取代程度较高的α-C上4.4.满氏盐（碱）的性质满氏盐（碱）的性质 α，，β—不饱和羰基化合物不饱和羰基化合物用用MannichMannich碱或盐作为迈克尔加成反应的受体碱或盐作为迈克尔加成反应的受体 很多很多αα，，ββ——不饱和羰基化合物是通过不饱和羰基化合物是通过MannichMannich碱或盐制备的碱或盐制备的MannichMannich碱经加热即得碱经加热即得αα，，ββ——不饱和羰基化合物，并马上与碳负不饱和羰基化合物，并马上与碳负离子发生共轭加成（邢上册Ｐ离子发生共轭加成（邢上册Ｐ519519）） +例例1应用例应用例2：阿托品的合成：阿托品的合成鲁滨逊的方法（鲁滨逊的方法（1917））维尔斯泰特的方法（维尔斯泰特的方法（1896）以环）以环庚酮为原料，经历庚酮为原料，经历21步，托品酮步，托品酮总总收率收率0.75%§3.5 烯胺烯胺及其烷基化及其烷基化1.制备：制备：至少含一个至少含一个α—Ｈ的醛酮与钟胺缩合生成烯胺（Ｈ的醛酮与钟胺缩合生成烯胺（α，，β—不饱和胺）不饱和胺）2.反应特点：反应特点：A.反应活性反应活性 醛＞酮醛＞酮B.由环仲胺制备的烯胺较脂肪仲胺制备的烯胺稳定。

由环仲胺制备的烯胺较脂肪仲胺制备的烯胺稳定 ∴∴常用环仲胺制备烯胺常用环仲胺制备烯胺C.反应可逆，烯胺水解可还原为醛酮和仲胺反应可逆，烯胺水解可还原为醛酮和仲胺3.结构特点：结构特点： β—Ｃ上电子密度大，可作为亲核试剂与卤代烃、酰Ｃ上电子密度大，可作为亲核试剂与卤代烃、酰卤、酸酐、卤、酸酐、α—卤代的醛、酮、羧酸及其酯、共轭醛、卤代的醛、酮、羧酸及其酯、共轭醛、酮、羧酸及其酯、睛发生反应酮、羧酸及其酯、睛发生反应3.合成应用：合成应用：与醛酮碱催化烃化相比，烯胺烃化有以下特点：与醛酮碱催化烃化相比，烯胺烃化有以下特点：1.烯胺烃化条件温和，不需要碱催化剂，可避免醛酮碱中自缩合烯胺烃化条件温和，不需要碱催化剂，可避免醛酮碱中自缩合2.烯胺烃化优先发生在取代少的烯胺烃化优先发生在取代少的α—Ｃ上，只得到单烷基化的产物；Ｃ上，只得到单烷基化的产物；醛酮碱催化烃化常得混合物（二烷基化和氧烷基化的产物醛酮碱催化烃化常得混合物（二烷基化和氧烷基化的产物)3.烯胺与烯胺与α，，β—不饱和醛酮发生不饱和醛酮发生Micheal加成后，再进行加成后，再进行Robinson关环，增环的区域选择性与醛酮碱催化下发生关环，增环的区域选择性与醛酮碱催化下发生Micheal加成再加成再进行进行Robinson关环不同。

故可根据需要选择不同合成方法关环不同故可根据需要选择不同合成方法例例2:。