第十四章b-二羰基化合物.docVIP

第十四章 (-二羰基化合物 授课对象：应用化学、制药工程、化学工程与工艺、药学 学时安排：2-4学时 教 材：《有机化学》高鸿宾主编，高等教育出版社2005，5 一、教学目的与要求 1、掌握酮式和烯醇式的互变异构现象，活性亚甲基化合物的酸性与结构的关系，烯醇式的含量与活性亚甲基化合物的酸性的关系。 2、掌握Claisen酯缩合反应、Knoevenagel缩合， Michael缩合的机理及及在有机合成上的应用。。 3、乙酰乙酸乙酸、丙二酸二乙酯的合成及应用。。 二、教学重点 1、酮式和烯醇式的互变异构现象，活性氢的酸性比较。 2、Claisen酯缩合反应、Michael 加成及在有机合成上的应用。 三、教学难点 1、酮式和烯醇式的互变异构现象、活泼亚甲基化合物的酸性。 2、Claisen酯缩合反应、Michael 加成反应机理。 四、教学方法 讲授法。拟具体采用如下教学方法，以突出重点，突破难点。 1、通过复习前面学过的电子效应和与醛、酮的羰基的比较，采取层层设问，环环紧扣的分析方法，帮助学生理解酮式和烯醇式的互变异构现象以及分子中存在烯醇式结构的必要条件。 3、精讲多练，帮助学生理解Claisen酯缩合反应、、Knoevenagel缩合， Michael缩合机理，这些与活性氢有关的缩合反应在有机合成中的应用。 4、适当时候将习题中的难点结合讲解。 五、教具 电脑、投影仪、Powerpoint课件、教鞭。 六：引言 从理论上讲，凡具有α-H的醛、酮都可能有这种互变异构现象。 提问：醛、酮，如丙酮，不能与三氯化铁显色，为什么呢？ 在醛、酮中也有这种互变异构现象存在，只是烯醇式很不稳定，平衡主要偏向酮式，烯醇式含量太少，用一般的化学方法检查不出来。 为什么乙酰乙酸乙酯能以一定比例存在烯醇式结构，并能与三氯化铁显色呢？ 14.1 酮--烯醇互变异构 14.1.1 酸和碱对酮--烯醇互变异构的影响 （一）活性氢酸性的定义 （1）(-H的酸性：(-H以正离子离解下来的能力称为(-H的活性或(-H的酸性。 ( 判断(-H活性的实验方法： pKa值 和 同位素交换的速率。 影响(-H活性（酸性）的因素，1）Y的吸电子能力。 2） (-H 周围的空间环境。3）负碳离子的稳定性。 实例： 酸性大小比较：1） CH3CH=CH2 pKa=35 pKa=16 2）乙酰丙酮（pKa=9）而丙酮（pKa=20） 3） 的pKa=20，为什么？ （二）酸碱催化剂对化合物烯醇式的影响 14．1．2 化合物结构对酮--烯醇互变异构 化合物 pKa 烯醇式含量 CH3COCH3 20 1.5×10-4(痕量) H2O 16 ROH 15 EtO2CCH2CO2Et 13.3 7.7×10-3 NCCH2CO2Et 9 2.5×10-1 CH3COCH2CO2Et 10.3 7.3(纯液态)，气态46.1%, 水0.4% CH3COCH2COCH3 9 76.5 C6H5COCH2COCH3 99 100 乙酰乙酸乙酯的合成及应用 14．2．1 乙酰乙酸乙酯的合成 具有α-氢的酯，在醇钠作用下可与另一分子酯发生类似于醇醛缩合的反应，结果一分子酯的α-氢被另一分子酯的酰基取代，生成β-酮酸酯，称为酯缩合反应或克莱森缩合反应（Claisen condensation）。 例如：两分子乙酸乙酯在乙醇钠作用下，脱去一分子乙醇，生成乙酰乙酸乙酯（β丁酮酸乙酯）： 当采用不同的具有α-H的酯进行缩合时，可能有四种产物，在合成上无意义。 但若用含α氢的酯与无α氢且羰基比较活泼的酯（如苯甲酸酯、甲酸酯、草酸酯和碳酸酯等）进行酯缩合时，可得到单一产物，称为交叉Claisen酯缩合反应。例如：与甲酸酯缩合，可生成α甲酰化物；与碳酸酯缩合，可得到取代的丙二酸酯；与草酸酯缩合，可合成α酮酸等。 酯缩合反应在有机合成和药物合成方面具有很重要的价值。 酯缩合反应也是生物体内一个重要的生化反应。例如丙酮酸与草酰乙酸