有机化学学习笔记第十五章负碳离子反应.ppt
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1、第十五章第十五章 负碳离子反应负碳离子反应-碳的卤代及烷碳的卤代及烷(酰酰)基化反应基化反应 醛醛(酮酮)及酯的缩合反应及酯的缩合反应 生成碳碳双键的反应生成碳碳双键的反应成环的反应成环的反应 其他类型的负碳离子反应其他类型的负碳离子反应 负碳离子的产生方式负碳离子的产生方式n n酸性与碱性产生负碳离酸性与碱性产生负碳离酸性与碱性产生负碳离酸性与碱性产生负碳离子的因果关系相反。子的因果关系相反。子的因果关系相反。子的因果关系相反。15.1 -碳的卤代及烷碳的卤代及烷(酰酰)基化反基化反应应1醛醛(酮酮)-碳的卤代反碳的卤代反应应 酸催化醛酸催化醛酸催化醛酸催化醛(酮酮酮酮)-碳的卤代反应碳的卤
2、代反应碳的卤代反应碳的卤代反应机理机理机理机理:-BrBr的吸电子作用使的吸电子作用使的吸电子作用使的吸电子作用使C=OC=O中中中中OO的负电荷降低,无法再接受的负电荷降低,无法再接受的负电荷降低,无法再接受的负电荷降低,无法再接受HH+形成质子化羰基,无法再次发形成质子化羰基,无法再次发形成质子化羰基,无法再次发形成质子化羰基,无法再次发生反应。生反应。生反应。生反应。碱催化醛碱催化醛碱催化醛碱催化醛(酮酮酮酮)-碳的卤代反应碳的卤代反应碳的卤代反应碳的卤代反应机理机理机理机理:2醛醛(酮酮)-碳的烷碳的烷(酰酰)基化反应基化反应n n醛醛醛醛(酮酮酮酮)-碳的烷碳的烷碳的烷碳的烷(酰酰酰
3、酰)基化所用的卤代烃为活泼卤代烃,基化所用的卤代烃为活泼卤代烃,基化所用的卤代烃为活泼卤代烃,基化所用的卤代烃为活泼卤代烃,如:如:如:如:1 1 RXRX、phCHphCH2 2X X、RCH=CHCHRCH=CHCH2 2X X、RCOCHRCOCH2 2X X及及及及 -卤代酸酯卤代酸酯卤代酸酯卤代酸酯等。反应可通过等。反应可通过等。反应可通过等。反应可通过烯胺中间体烯胺中间体烯胺中间体烯胺中间体或在或在或在或在强碱性强碱性强碱性强碱性介质中进介质中进介质中进介质中进行。行。行。行。A.A.通过通过通过通过烯胺中间体烯胺中间体烯胺中间体烯胺中间体的多烷的多烷的多烷的多烷(酰酰酰酰)基化基
4、化基化基化B.B.在在在在强碱介质强碱介质强碱介质强碱介质中的多烷中的多烷中的多烷中的多烷(酰酰酰酰)基化基化基化基化3乙酰乙酸乙酯乙酰乙酸乙酯和和丙二酸二乙酯丙二酸二乙酯 在合成中的应用在合成中的应用A.A.CHCH3 3COCHCOCH2 2COOCCOOC2 2HH5 5a.a.成酮分解成酮分解成酮分解成酮分解合成取代丙酮合成取代丙酮合成取代丙酮合成取代丙酮 合成合成合成合成2-2-乙基乙基乙基乙基-2,4-2,4-戊二酮戊二酮戊二酮戊二酮 合成合成合成合成甲基环己基酮甲基环己基酮甲基环己基酮甲基环己基酮 合成合成合成合成甲基二酮甲基二酮甲基二酮甲基二酮 使用使用使用使用I I2 2可直
5、接联结两个乙酰乙酸乙酯:可直接联结两个乙酰乙酸乙酯:可直接联结两个乙酰乙酸乙酯:可直接联结两个乙酰乙酸乙酯:合成环状化合物合成环状化合物合成环状化合物合成环状化合物 合成合成合成合成1,4-1,4-二酮二酮二酮二酮 写出下述反应机理写出下述反应机理写出下述反应机理写出下述反应机理 b.b.成酸分解成酸分解成酸分解成酸分解合成取代乙酸合成取代乙酸合成取代乙酸合成取代乙酸 合成合成合成合成环己基乙酸环己基乙酸环己基乙酸环己基乙酸 合成合成合成合成甲基丁二酸甲基丁二酸甲基丁二酸甲基丁二酸 B.CH2(COOC2H5)2 合成合成合成合成2-2-甲基甲基甲基甲基-3-3-羰基戊酸羰基戊酸羰基戊酸羰基戊
6、酸 合成取代乙酸合成取代乙酸合成取代乙酸合成取代乙酸 合成合成合成合成环己基乙酸环己基乙酸环己基乙酸环己基乙酸 合成合成合成合成二酸二酸二酸二酸 合成合成合成合成环状化合物环状化合物环状化合物环状化合物 15.2 醛醛(酮酮)及酯的缩合反应及酯的缩合反应4羟醛缩合羟醛缩合负碳离子缩合反应的基础负碳离子缩合反应的基础定定定定义义义义:在在在在稀稀稀稀碱碱碱碱或或或或稀稀稀稀酸酸酸酸作作作作用用用用下下下下,醛醛醛醛(酮酮酮酮)的的的的 -C C形形形形成成成成的的的的负负负负碳碳碳碳 离离离离子子子子对对对对另另另另一一一一个个个个醛醛醛醛(酮酮酮酮)分分分分子子子子的的的的羰羰羰羰基基基基的的
7、的的亲亲亲亲核核核核加加加加成成成成反反反反应应应应,生生生生成成成成 -羟基醛羟基醛羟基醛羟基醛(酮酮酮酮)。酸酸酸酸催化羟醛缩合反应机理:催化羟醛缩合反应机理:催化羟醛缩合反应机理:催化羟醛缩合反应机理:碱碱碱碱催化羟醛缩合反应机理:催化羟醛缩合反应机理:催化羟醛缩合反应机理:催化羟醛缩合反应机理:酮酮酮酮的羟醛缩合的羟醛缩合的羟醛缩合的羟醛缩合 交叉羟醛缩合交叉羟醛缩合交叉羟醛缩合交叉羟醛缩合n n但是如果一种醛但是如果一种醛但是如果一种醛但是如果一种醛(酮酮酮酮)有有有有 -HH,而另一种没有,则使反而另一种没有,则使反而另一种没有,则使反而另一种没有,则使反应专一,具备应用价值:应专
8、一,具备应用价值:应专一,具备应用价值:应专一,具备应用价值:共轭效应的影响共轭效应的影响共轭效应的影响共轭效应的影响 芳香族醛芳香族醛芳香族醛芳香族醛(酮酮酮酮)的羟醛缩合的羟醛缩合的羟醛缩合的羟醛缩合 分子内羟醛缩合分子内羟醛缩合分子内羟醛缩合分子内羟醛缩合n n芳香族醛芳香族醛芳香族醛芳香族醛(酮酮酮酮)、加热条件下的、加热条件下的、加热条件下的、加热条件下的脂肪族醛脂肪族醛脂肪族醛脂肪族醛(酮酮酮酮)、分子内的羟醛、分子内的羟醛、分子内的羟醛、分子内的羟醛缩合反应要脱水生成缩合反应要脱水生成缩合反应要脱水生成缩合反应要脱水生成 ,-不饱和不饱和不饱和不饱和醛醛醛醛(酮酮酮酮);室温下脂
9、肪族醛;室温下脂肪族醛;室温下脂肪族醛;室温下脂肪族醛(酮酮酮酮)的羟醛缩合反应不脱水,生成的羟醛缩合反应不脱水,生成的羟醛缩合反应不脱水,生成的羟醛缩合反应不脱水,生成 -羟基醛羟基醛羟基醛羟基醛(酮酮酮酮)。通过通过通过通过有机锌有机锌有机锌有机锌试剂的羟醛缩合反应试剂的羟醛缩合反应试剂的羟醛缩合反应试剂的羟醛缩合反应 5酯酯-酮缩合酮缩合n n定义定义定义定义:在碱性条件下,醛:在碱性条件下,醛:在碱性条件下,醛:在碱性条件下,醛(酮酮酮酮)的的的的 -C C形成的负碳离子对形成的负碳离子对形成的负碳离子对形成的负碳离子对酯羰基的亲核加成酯羰基的亲核加成酯羰基的亲核加成酯羰基的亲核加成-
10、消除反应,生成消除反应,生成消除反应,生成消除反应,生成1,3-1,3-二酮二酮二酮二酮。反应历程:反应历程:反应历程:反应历程:写出下列反应的机理写出下列反应的机理写出下列反应的机理写出下列反应的机理 写出下列反应的机理写出下列反应的机理写出下列反应的机理写出下列反应的机理 6酯的酯的Claisen缩合缩合n n定义定义定义定义:在强碱性条件下,酯的:在强碱性条件下,酯的:在强碱性条件下,酯的:在强碱性条件下,酯的 -C C形成的负碳离子对另一形成的负碳离子对另一形成的负碳离子对另一形成的负碳离子对另一个酯分子的羰基的亲核加成个酯分子的羰基的亲核加成个酯分子的羰基的亲核加成个酯分子的羰基的亲
11、核加成-消除反应,生成消除反应,生成消除反应,生成消除反应,生成 -羰基酯。羰基酯。羰基酯。羰基酯。反应历程:反应历程:反应历程:反应历程:该反应与醛该反应与醛该反应与醛该反应与醛(酮酮酮酮)的羟醛缩合类似,不同之处在于酯的的羟醛缩合类似,不同之处在于酯的的羟醛缩合类似,不同之处在于酯的的羟醛缩合类似,不同之处在于酯的 -HH的酸性较弱,需要用强碱的酸性较弱,需要用强碱的酸性较弱,需要用强碱的酸性较弱,需要用强碱(如:如:如:如:RONaRONa、NaHNaH、phph3 3CNaCNa等等等等)方可使方可使方可使方可使 -C C生成负碳离子,例如:异丁酸乙酯的缩合反生成负碳离子,例如:异丁酸
12、乙酯的缩合反生成负碳离子,例如:异丁酸乙酯的缩合反生成负碳离子,例如:异丁酸乙酯的缩合反应就需要用到强碱应就需要用到强碱应就需要用到强碱应就需要用到强碱phph3 3CNaCNa才能产生才能产生才能产生才能产生 -C C-二酯发生二酯发生二酯发生二酯发生分子间缩合分子间缩合分子间缩合分子间缩合 交叉交叉交叉交叉ClaisenClaisen酯缩合酯缩合酯缩合酯缩合n n一个酯没有一个酯没有一个酯没有一个酯没有 -HH则反应位置专一,在合成上具备应用价值:则反应位置专一,在合成上具备应用价值:则反应位置专一,在合成上具备应用价值:则反应位置专一,在合成上具备应用价值:二酯发生分子间交叉缩合二酯发生
13、分子间交叉缩合二酯发生分子间交叉缩合二酯发生分子间交叉缩合7酯的酯的Dieckmann缩合缩合 分子内分子内Claisen缩合缩合n n定义定义定义定义:在强碱性条件下,二酯的一个:在强碱性条件下,二酯的一个:在强碱性条件下,二酯的一个:在强碱性条件下,二酯的一个 -C C形成的负形成的负形成的负形成的负碳离子对分子内另一个酯羰基的亲核加成碳离子对分子内另一个酯羰基的亲核加成碳离子对分子内另一个酯羰基的亲核加成碳离子对分子内另一个酯羰基的亲核加成-消除反消除反消除反消除反应,生成应,生成应,生成应,生成环状环状环状环状 -羰基酯羰基酯羰基酯羰基酯。当二酯不对称时,要判断哪个当二酯不对称时,要判
14、断哪个当二酯不对称时,要判断哪个当二酯不对称时,要判断哪个 -C C更容易生成更容易生成更容易生成更容易生成负碳离子负碳离子负碳离子负碳离子:写出反应机理写出反应机理写出反应机理写出反应机理 8酯的酯的Darzen缩合缩合n n定义定义定义定义:在强碱性条件下,:在强碱性条件下,:在强碱性条件下,:在强碱性条件下,-卤代酸酯卤代酸酯卤代酸酯卤代酸酯的的的的 -C C形成的负形成的负形成的负形成的负碳离子对醛碳离子对醛碳离子对醛碳离子对醛(酮酮酮酮)羰基的亲核加成,然后再发生分子内羰基的亲核加成,然后再发生分子内羰基的亲核加成,然后再发生分子内羰基的亲核加成,然后再发生分子内亲核取代反应,生成亲
15、核取代反应,生成亲核取代反应,生成亲核取代反应,生成 ,-环氧酸酯环氧酸酯环氧酸酯环氧酸酯。反应历程:反应历程:反应历程:反应历程:15.3 生成碳碳双键的反应生成碳碳双键的反应9Reformatsky反应反应定义:定义:定义:定义:-溴代酸酯溴代酸酯溴代酸酯溴代酸酯在在在在ZnZn作用下形成有机锌化合物醛作用下形成有机锌化合物醛作用下形成有机锌化合物醛作用下形成有机锌化合物醛(酮酮酮酮)羰基的亲核加成羰基的亲核加成羰基的亲核加成羰基的亲核加成-消除反应,生成消除反应,生成消除反应,生成消除反应,生成 -羟基酸酯,如能进一羟基酸酯,如能进一羟基酸酯,如能进一羟基酸酯,如能进一步发生脱水,则生成
16、步发生脱水,则生成步发生脱水,则生成步发生脱水,则生成 ,-不饱和酸酯不饱和酸酯不饱和酸酯不饱和酸酯。反应历程:反应历程:反应历程:反应历程:注意注意注意注意ReformatskyReformatsky反应和反应和反应和反应和DarzenDarzen反应的区别反应的区别反应的区别反应的区别 有机锌的反应类型:有机锌的反应类型:有机锌的反应类型:有机锌的反应类型:有机有机有机有机锌锌 反反反反应应物物物物 产产物物物物 COCO2 2总结总结有机金属化合物的反应有机金属化合物的反应 RLi RMgX RLi RMgX BrZn(R)CHCOOR BrZn(R)CHCOOR R R2 2CuLi
17、CuLi R R2 2Cd Cd HCHO HCHO RCHRCH2 2OH OH HOCHHOCH2 2CH(R)COOR CH(R)COOR RCHRCH2 2OH OH-环环氧乙氧乙氧乙氧乙烷烷 RCHRCH2 2CHCH2 2OH OH HO(CHHO(CH2 2)2 2CH(R)COORCH(R)COOR-RCHO RCHO RCH(OH)R RCH(OH)R RCH=C(R)COOR RCH=C(R)COOR RCOR RCOR-RCOR”RCOR”RR”RCOH RR”RCOH RR”C=C(R)COOR RR”C=C(R)COOR RC-CH-C=O RC-CH-C=O-C=C
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- 有机化学 学习 笔记 第十五 章负碳 离子 反应
