有机化学1 chap14β-二羰基化合物课件.pptVIP

第十四章 β-二羰基化合物 基本要求： 1．掌握酯的水解和克来森（Claisen）酯缩合历程。 2．掌握乙酰乙酸乙酯和丙二酸二酯在合成上的应用。 3. 理解互变异构。 4．理解合成路线设计的基本知识。 5．了解迈克尔加成的涵义和应用。   凡是两个羰基中间为一个亚甲（CH2）隔开的化合物为β-二羰基化合物 。这里所指羰基不限于醛、酮羰基，还包括羧基和酯的羰基。两个羰基的作用使亚甲基很活泼，所以又叫活泼亚甲基化合物。活泼亚甲基化合物不限于 β-二羰基化合物 范围更宽 β-二羰基化合物举例 β-二酮 β-酮酸酯 丙二酸酯 14.1 β-二羰基化合物的酸性及互变异构 1、几种羰基化合物甲基、亚甲基上氢pka值，理论解释： 乙酸乙酯：25；丙酮:20; 丙二酸二乙酯：13； 乙酰乙酸乙酯：11；戊二酮：9 活泼亚甲基上氢的酸性远远强于乙酸乙酯和丙酮分子中甲基上氢的酸性。 理论解释：用给出质子后生成的负碳离子的稳 定性说明。 进一步说明几种β-二羰基化合物的酸性强度规律。 碳负离子可以写出三个共振式 乙酰乙酸乙酯的结构及互变异构 存在酮式和烯醇式争论: 酮式结构：CH3COCH2COOC2H5 证据：有甲基酮的典型性质—与亚硫酸氢钠等羰基的亲核加成反应；还原变为3－羟基丁酮酸乙酯。 烯醇式结构：CH3C=CHCOOC2H5 OH 证据：烯烃性质－加溴（使溴水褪色）；烯醇式结构－三氯化铁水溶液显色；醇的性质—与三氯化磷，乙酰氯反应等 乙酰乙酸乙酯实际是酮式和烯醇式混合物，酮式和烯醇式混合物是互变异构，两者处于平衡状态，互相转换。 14.2 乙酰乙酸乙酯在有机合成上的应用 1 乙酰乙酸乙酯的α-烷基化、 α-酰基化 14.3 丙二酸二乙酯在有机合成中的应用 （1）制法 水解脱羧 丙二酸二乙酯在有机合成的应用丙二酸二乙酯的上述性质在有机合成上广泛用于合成各种类型的羧酸（一取代乙酸，二取代乙酸，环烷基甲酸，二元羧酸等） 1. 克莱森缩合反应 3 狄 克 曼 酯 缩 合 反 应 2. Knovenenagel缩合 醛酮在弱碱（胺、吡啶等）催化下，与具有α-氢原子的化合物缩合的反应称Knovenenagel缩合反应。P476 可与Witting反应P394以及醛酮和胺的缩合反应P395相对比记忆。 β -二羰基化合物在合成中的应用实例 合成举例： 1、用不超过三个碳的有机化合物为原料合成3－甲基－2－丁酮 CH3COCHCH3 CH3 可以把这个化合物看成二取代的丙酮，先用两分子乙酸乙酯发生Claisen酯缩合反应合成乙酰乙酸乙酯，然后在亚甲基上引进两个甲基，然后酮式分解。 2、合成二元酮，例如2，5－己二酮，2，6－庚二酮 解：先把两分子乙酰乙酸乙酯制成钠盐，然后与X-(CH2)n-X反应，（这里X代表卤原子）再进行酮式分解，当n=0，得到2，5－己二酮，当n=1时得到2，6－庚二酮 通过乙酰乙酸乙酯合成的二元酮最少是2，5－己二酮 ，是甲基酮 3、 2，3－丁二酮的合成：用草酸二乙酯与乙酸乙酯缩合，然后经过酮式分解。 4、2，4－己二酮的合成：用乙酸乙酯与丙酮发生酮酯缩合。 5、二元酸的合成，先把两分子乙酰乙酸乙酯制成钠盐，然后与X-(CH2)n-X反应，（这里X代表卤原子）再进行酸式式分解，当n=0，得到丁二酸，当n=1时得到戊二酸 通过乙酰乙酸乙酯合成的二元酸最少是丁二酸。一般用丙二酸二乙酯合成羧酸及二元酸。原因：乙酰乙酸乙酯合成法在进行酸式分解的同时，常伴随有酮式分解的副反应，导致产率降低且产物不纯。 6、酮酸酯的合成：乙酰乙酸乙酯的钠盐与氯乙酸乙酯反应，再进行酮式分解，得到4－戊酮酸乙酯。如果乙酰乙酸乙酯的钠盐与3－氯丙酸乙酯（也可以与丙烯酸乙酯）反应，再进行酮式分解，得到5－己酮酸乙酯。 8、进一步延伸，合成2－烷基－1，3－环己二酮 合成上的应用：依据：C2H5OOCCH2COOC2H5含活泼亚甲基，强碱作用下变成钠盐，为强亲核试剂，在亚甲基上引进其它基团。 可以合成一元羧酸（乙酸衍生物）、二元酸、环烷酸。 1、通过丙二酸二乙酯合成丁酸，2－甲基丁酸 2、合成丁二酸、戊二酸：丙二酸二乙酯的钠盐与 X-(CH2)n -X反应，再进行水解、加热脱羧,当n=0时得丁二酸，当n=1时得戊二酸。 3、由2引申制环戊酮，环己酮 4、合成环丁基羧酸：丙二酸二乙酯钠盐与1，3－二氯丙烷反应，然后水解