【正文】
C HOC HC = O香 豆 素 丙二酸及其衍生物與羰基化合物縮合( Knoevervengel反應(yīng)) 在有機(jī)堿的催化下,含活潑亞甲基的酸(如丙二酸、氰乙酸酯)與醛酮生成各種不飽和酸或酯 : P h C H O + C H 2 ( C O O H ) 2六 氫 吡 啶 C HP hO HC H ( C O 2 H ) 2 H 2 OP h C H = C ( C O 2 H ) 2 C O 2C HP h C H C O O H8 0 %本反應(yīng)具有以下特點(diǎn): ( 1)反應(yīng)所用的催化劑是弱堿,所以用于產(chǎn)生負(fù)離子的次甲基上要有兩個(gè)活化基團(tuán),才能產(chǎn)生足夠濃度的碳負(fù)離子,發(fā)生親核加成反應(yīng),如氰基乙酸、乙酰乙酸乙酯、苯乙氰等均能發(fā)生本反應(yīng)。反應(yīng)機(jī)理為: C H 2 C H 2 C O 2 E tE t O HC H C H 2 C O O E tC H C H 2 C O 2 E t + C H C H 2R 2 CC O 2 E tOC O 2 E tE t OE t O 2 CR 2 C OE t O 2 CE t O 2 C 酸或酸酐負(fù)離子與醛酮縮合 ( perkin反應(yīng)) 芳醛和酸酐在這種酸酐相同的羧酸鈉催化下,發(fā)生反應(yīng),生成 α,β 不飽和羧酸,反應(yīng)由酸酐形成碳負(fù)離子,再和醛羰基碳反應(yīng)。常使用一個(gè)不含 αH的羰基化合物,這時(shí)可得兩個(gè)產(chǎn)物。OR 39。OO C = C H RR 39。C H CORR 39。 R C H 2 C R + : B CR C H R 39。 反應(yīng)機(jī)理: 醛自身縮和: C H 3 COH + O H : C H 2 COH C H 2 COHC H 3 COH + : C H 2 COH慢 CHOC H 2 C H O CC H 3H O HC H 2 C H OH +C H 3酮自身縮合: C H 3 C C H 3 + O H C H 2 COC H 3 + H 2 OOC H 3 COC H 3 + C H 2 C O C H 3 ( C H 3 ) 2 CO C H 2 C C H 3O( C H 3 ) 2 COC H 2 COC H 3 + H 2 O ( C H 3 ) 2 CO HC H 2 COC H 3醇醛縮合用于合成時(shí),本身有下述特點(diǎn): ( 1)反應(yīng)是可逆的。二酮,這是酯縮合型反應(yīng),總的結(jié)果是在 CΘ上帶上一個(gè)?;?,也叫 ?;磻?yīng) 。 為了滿足合成的需要,常常需要形成單一部位的烯醇鹽。有以下幾種配合: ( 1) tBuOH,溶劑用 tBuOH或 DMSO、THF。 例 1 .醛、酯的 αH烷基化時(shí),不能用 OHΘ去脫質(zhì)子。對(duì)具有相同進(jìn)攻原子的親核試劑,堿性愈強(qiáng)者,親核性愈強(qiáng)。 選擇強(qiáng)度適合的堿,酸性弱的 αH要用強(qiáng)堿,反之用較弱的堿。 活化基團(tuán)有兩個(gè)作用: ①由于其吸電子作用,使氫碳酸的酸性增加,而容易脫質(zhì)子化。如甲基負(fù)離子、烯丙基負(fù)離子、芐基負(fù)離子、三苯甲基負(fù)離子等。 碳負(fù)離子可以通過(guò) 金屬有機(jī)化合物異裂 而產(chǎn)生。 ②使形成的 C的負(fù)電荷離域而趨于穩(wěn)定。 在選擇堿的時(shí)候,還要分清哪些堿是強(qiáng)親質(zhì)子性的(與質(zhì)子結(jié)合的能力),哪些堿是強(qiáng)親核性的(與碳正離子的結(jié)合能力),哪些是兩種都有的。 C COB親 核親 質(zhì) 子H下面列出常用堿的性能: 具有強(qiáng)親質(zhì)子和強(qiáng)親核能力的堿:HOΘ ,CH3OΘ,C2H5OΘ,RSΘ,CNΘ等。如用 OHΘ時(shí) , 則醛發(fā)生醇醛縮合: C H 3 C H 2 C H + C H 3 C H 2 C HOO H C H3 C H 2 C HO HC H C H OC H 3OC H 3 COO C H 2 C H 3 + O H C H 3 C O O H + O C H 2 C H 3 C H 3 C O O + H O C H 2 C H 3酯會(huì)發(fā)生水解: 在形成碳負(fù)離子的外部因素中,還應(yīng)指出的是溶劑的影響。 ( 2) NaNH2,溶劑用液氨或醚、苯、甲苯、1, 2二甲氧基烷苯等。因此需要從形成碳負(fù)離子時(shí)的條件上加以控制: ① 動(dòng)力學(xué)控制 ,形成碳負(fù)離子部位碳?xì)浔粔A提取質(zhì)子的相對(duì)速度。 ( 3)與烷基鹵化物的反應(yīng): C C + XC + C X( 4)與活潑烯烴的加成反應(yīng): C C CC + C C Z ZH 碳負(fù)離子與醛酮縮合 醛、酮、酯、鹵代羧酸酯、硝基化合物、氰基化合物等可生成碳負(fù)離子和醛、酮發(fā)生羰基縮合反應(yīng),產(chǎn)物為 α,β不飽和醛、酮、羧酸、羧酸酯、硝基化合物和氰基化合物,反應(yīng)使碳鏈可以增長(zhǎng) 13個(gè)碳原子。 ( 2)醇醛的中間產(chǎn)物 β羥基醛一般分離不出來(lái) 例如,乙醛縮合形成環(huán)式半縮醛,加熱時(shí)三聚物又變回 β羥基醛,后者脫水為巴豆醛: C H 3 C H C H 2O HC H OC H 3 C H OC H 3 C HC H 2 C H OO C HC H 3O HC H 3 C HC H 2OCC HO HOC H 3C H 3 C = C H C H O 巴 豆 醛C H 3 C H C H 2O HC H OO H H 2 O( 3)用較濃的堿作催化劑,可直接得不飽和羰基化合物。 + B H C HR C R 39。 CR 39。B HB HCR 39。OR 39。一般醛羰基比酮羰基活潑,將醛慢慢的滴入酮中,可減少反應(yīng)的復(fù)雜性。 A r C H O + ( C H 3 C O ) 2 O 1 7 0 1 8 0 ℃A r C H C H 2O HC O O C O C H 3 C H C O O H5 5 8 0 %A r C HC H 3 C O 2 N a反應(yīng)具有以下特點(diǎn): ( 1)反應(yīng)常需要較高溫度和較長(zhǎng)時(shí)間。 C H 3 C H O + C H 2 ( C O 2 E t ) 2B : H 2 OC H 3 C H C ( C O 2 E t ) 2C H 2 ( C O 2 E t ) 2B :C H 3 C HC H ( C O 2 E t ) 2C H ( C O 2 E t ) 2( 2)在合成上芳醛比脂肪醛有用,后者易發(fā)生進(jìn)一步反應(yīng)。 +O C l C H 2 C O O C 2 H 5 t B u O K C H 2 C O O C 2 H 5O的碳負(fù)離子與醛酮縮合 ( 1)硝基化合物 在堿存在下,硝基甲烷與醛縮合得到 β 羥基硝基化合物。 C H 2H C C HH C C HB :C HH C C HH C C H( C H 3 ) 2 C OC HH C C HH C C HC ( C H 3 ) 2OB HC HH C C HH C C HC ( C H 3 ) 2H O H 2 OCH C C HH C C HCH 3 C C H 3二 甲 基 富 烯 碳負(fù)離子與羧酸衍生物縮合 碳負(fù)離子和羧酸衍生物(酯、酰鹵、酸酐)中羰基發(fā)生縮合生成酮酸酯、 β 二酮、甲?;⒈狨サ犬a(chǎn)物。 相同酯的自身縮合 C H 3 C= OO C 2 H 5 + C H 3 C= OO C 2 H 5 ①② C 2 H 5 O N aC H3 C O O HC= OC H 2 C= OC H 3 O C 2 H 5反應(yīng)機(jī)理: C H 2 C=OO C 2 H 5HC 2 H 5 O +αC H 2 C=OO C 2 H 5C 2 C=OO C 2 H 5C2H5OHpKa 24 pKa 16 ① C= OC H 2 C= OC H 3 O C 2 H 5 + C 2 H 5 O C= OC H C= OC H 3 O C 2 H 5+C H 3 C=OO C 2 H 5C H 2 C=OO C 2 H 5C H 3 COO C 2 H 5C H 2 C=OO C 2 H 5C= OC H 2 C=OC H 3 O C 2 H 5 + C 2 H 5 OC =OC H C=OC H 3 O C 2 H 5C H 3 C O O H C= O C H2 C=OC H 3 O C 2 H 5② ③ ④ 不可逆 pKa 11 特點(diǎn):( 1)反應(yīng)是可逆的 ( 2)縮合于堿性催化劑催化下進(jìn)行。 CO O E tC H 2C H 2CO O E tC H 2C H 2N a1 / 2 H 2CO O E tH 2 CC H 2C H C O 2 E tC H 2CO O E tH 2 CC H 2C H C O 2 E tC H 2OC O 2 E t C O 2O7 5 8 0 %H+E t O N a? C O2O H?C O2E tC O2E tC O2E tOE t O2CC O2E tOC O2E tOE t O2COO2Dieckmann 縮合反應(yīng)只適合于五、六元環(huán)的合成 ,較大、較小的環(huán)都不易生成。 草酸酯和酮縮合,使酮轉(zhuǎn)變?yōu)?β 酮酯。同時(shí)反應(yīng)一般在無(wú)質(zhì)子溶劑如苯及乙醚中進(jìn)行,并用醇鎂代替醇鈉,因 醇鎂和活潑亞甲基化合物形成的鹽可溶于這些溶劑 中。如: COP h C HP hP hC H3I二 甲 氧 基 乙 烷 或 D M S OC CP hP hH3C OP h+ COP h C C H3P hP hC H3I( C H3)3C O HC CP hP hH3C OP h5 0 % 5 0 %+ COP h C C H3P hP h9 6 %4 %烴化反應(yīng)是 SN2歷程,有如下幾條規(guī)則: ( 1)鹵代烷的活性次序: IBrClF。如果用乙醇鈉作催化劑,則容易發(fā)生醇醛型縮合反應(yīng)而不發(fā)生烴化反應(yīng)。 + R C H 2 C C H R 39。R 39。 39。 硼 砂( 1 ) N a O C 2 H 5