缩合反应
第五章缩合技术
本章教学设计
工作任务
通过本章的学习及本课程的实训，完成以下三个方面的工作任务：
1. 围绕典型药品生产过程，会采用醛酮缩合法生产羧酸酯类产品；
2. 利用氨甲基化技术生产医药中间体；
3.会利用缩合反应技术进行β–苯丙烯酸、β–羟基酸酯、α,β–不饱和酸酯产品的生产。
学习目标
1.掌握醛、酮化合物之间发生缩合反应的类型、自身缩合、交错缩合的概念、主要影响因素、反应机理及在药物合成中的应用。
2.掌握活性亚甲基化合物亚甲基化反应（Knoevenagel反应）的主要影响因素及反应条件，了解其在药物合成中的应用；
3.掌握Perkin反应的反应机理，掌握其主要影响因素及反应条件，了解其在药物合成中的应用；
4.掌握Reformatsky反应的反应机理，掌握其主要影响因素及反应条件，了解其在药物合成中的应用；
5.熟悉酯缩合反应的类型，掌握酯—酯缩合反应机理、主要影响因素及反应条件，了解酯缩合反应在药物合成中的应用；
学时安排
课堂教学8学时
现场教学4学时
实训项目
项目一：苯妥英钠的制备（安息香缩合）
项目二：维生素B6中间体的制备（克莱森缩合的操作）
学习目标
1． 掌握缩合技术的概念、常见的重要缩合反应的类型；
2． 掌握醛、酮化合物之间发生缩合反应的类型、自身缩合、交错缩合的概念、主要影响因素、反应机理及在药物合成中的应用。
第五章 缩合技术
第一节 醛酮化合物之间的缩合
☆一、羟醛缩合
具有活性α–氢的醛或酮在酸或碱催化作用下生成β-羟基醛（或酮）的反应称为羟醛缩合。其通式表示如下：
1．同分子醛、酮自身缩合 （1）反应历程
RC H 2
C
R
/
O
B
RC H
C
R
/
O
HB
B
HB
RC H 2
C C H C
R
/
O
R
/
R
O RC H 2
C C H C
R
/
O
H
R
/
R
O
在羟醛缩合反应中，转变成碳负离子的醛或酮称为亚甲基组分；提供羰基的醛或酮称为羰基组分。
含α–活泼氢的酮分子间的自身缩合，因其反应活性低，加成过程中和产物的空间位阻大，所以其自身缩合的速度慢，平衡偏向左边。
（2）芳醛的自身缩合（安息香缩合）
某些芳醛在含水乙醇中，以氰化钠或氰化钾作催化剂，加热后发生双分子缩合生成α–羟基酮。这类反应称为安息香缩合。
反应历程
应用举例：二苯乙二酮的合成
由于氰化钠剧毒，工业生产中使用硫胺（维生素B1）作为催化剂，可使反应条件温和，收率较高，且无毒性。
3．异分子醛酮交叉缩合
（1）α–活泼氢的醛、酮的交错缩合
反应机理与自身缩合机理相似。当反应物为含α–活泼氢的两种不同的醛时，若反应活性差异小，会生成四种产物，
当反应物一种为含α–活泼氢的醛，另一种为含α–活泼氢的酮时，在碱作催化剂的条件下缩合，醛作为羰基组分，酮是亚甲基组分，产物主要为β–羟基酮或其脱水产物。
（2）甲醛与含α–活泼氢的醛、酮缩合
甲醛在碱 [ NaOH 、Ca(OH)2、K 2CO 3、NaHCO 3、R 3N 等] 催化下，可与含α–活泼氢的醛、酮进行缩合，在醛、酮的α–碳原子上引入羟甲基。此反应称为Tollens 缩合。其产物是β–羟基醛、酮或其脱水产物（α,β–不饱和醛或酮）。
Cannizzaro 反应（歧化反应）：甲醛和不含α–活泼氢的醛浓碱中，生成酸和醇。 羟甲基化反应和交叉Cannizzaro 反应同时发生，制备多羟基化合物的有效方法。
（3）芳醛与含α–活泼氢的醛、酮的交错缩合
芳醛与含α–活泼氢的醛或酮在碱催化下缩合并脱去一分子水后生成α,β–不饱和醛或酮的反应称为Claisen –Schimidt 反应。
通过Claisen –Schimidt 可以得到β–芳丙烯醛（酮）。产物一般为反式构型。
CHCHO
CH 3CH 3
NaOH
CH 2CCHO
HO CH 3
3
为了避免含α–活泼氢的醛或酮的自身缩合，采取措施：先将等摩尔的芳醛与另一种醛或酮混合均匀，然后均匀地滴加到碱的水溶液中；或先将芳醛与碱的水溶液混合后，再慢慢加入另一种醛或酮。并控制在低温（0~6℃）下反应。
应用举例：
1. 巴豆醛的合成：（同分子醛、酮自身缩合）
CH 3CHO
NaOH
CH 32CHO
OH
2CH 3CH=CH-CHO
巴豆醛的工业合成路线：
（1） 搪瓷反应釜中加入原料，使釜温保持在10℃左右， （2） 滴加氢氧化钠溶液，保持釜温在10~25℃,搅拌反应。 （3） 缩合产物放入中和釜中，酸化。
（4） 中和液放入搪瓷釜中，加入浓硫酸，加热脱水，生成丁烯醛。 （5） 粗品进入共沸精馏塔，上层即为丁烯醛，经油水分离，干燥， （6） 进入精馏塔釜，蒸汽加热，精馏得产品。 巴豆醛的生产流程：
乙醛
中和
脱水
蒸馏
产品
浓硫酸
2. 甲基乙烯基甲酮的合成：（异分子醛酮交叉缩合）
（1） 原料混合后进入反应器，升温反应。
（2） 反应液流入盛有柠檬酸-丙酮的反应罐，回流，回收丙酮，蒸水分。 （3） 脱水，常压蒸馏，得甲基乙烯酮与水的共沸物。
（4） 盐析，分层，有机层脱水，蒸馏，收集80~83℃的馏分，即为成品。
2CH 3COCH 3
CH 3COCH 2CH 2OH
CH 3COCH=CH 2
生产流程：
3. 2，2-二甲基-3-羟基丙醛的合成：（甲醛与含α–活泼氢的醛、酮缩合）
工业合成路线：
（1）反应釜中投料，加热搅拌，保温反应。
（2）滴加氢氧化钠溶液，搅拌反应，静置分层，上层油状物冷却沉淀，过滤。
（3）粗品洗涤，烘干，加入反应釜，乙醇重结晶，活性炭回流脱色，热滤，（4）滤液冷却，析晶，过滤，滤饼为产品，干燥后即为成品。乙醇回收。
生产流程：
异丁醛
冷却析晶
甲醛溶液
4. 季戊四醇的合成：（Cannizzaro反应）
工艺过程：
配料比乙醛：甲醛：碱：盐酸=1.5：6：1.1：1~1.3（摩尔比）。
（1）反应釜投料，加热升温，保温反应。
（2）加浓盐酸中和，抽滤，滤饼冷水洗涤，即得产品。
生产流程：
37%
5. 肉桂醛的合成：
（芳醛与含α–活泼氢的醛、酮的交错缩合）
工业合成路线：
(1)
反应釜中投料，搅拌反应，静置，分层，苯层中和，
(2) 减压蒸馏，收集130℃/ (2.6kPa)馏分，即得产品，回收苯甲醛。 生产流程：
苯甲醛产品
水
学习目标
1.掌握Mannich 反应的主要影响因素及反应条件，了解其在药物合成中的应用；
2.掌握活性亚甲基化合物亚甲基化反（Knoevenagel 反应）的主要影响因素及反应条件，了解其在药物合成中的应用；
☆二、氨甲基化反应 1．氨甲基化反应
3O
H
C OH
H 2C
H
O C H
H C H
O KOH
- H 2O
肉桂醛（反式）
具有活泼氢的化合物与甲醛（或其它醛）和胺缩合，生成氨甲基衍生物的反应称Mannich 反应，亦称α–氨烷基化反应。
反应的胺可以是伯氨、仲氨或氨。反应生成的产物通常称为Mannich碱或Mannich盐。其通式为：
Mannich反应既可以在酸催化下反应，又可以在碱催化下反应。
酸催化下的反应过程：
☆2．影响因素及反应条件
①活泼氢化合物的结构。含活泼氢的化合物可以是：醛、酮、酸、酯、腈、硝基烷、炔、酚类以及某些杂环化合物等。
②胺的结构。仲胺氮原子上仅有一个氢原子，产物单纯；伯胺分子中氮原子上有两个氢原子，在酮和甲醛过量时，生成叔胺的Mannich盐。
3．Mannich反应的应用
制备C-氨甲基化产物；Michael 加成的反应物；转化(如亲核试剂置换)；
制备多一个碳的同系物
应用举例
a)醛、酮与羧酸及其衍生物之间的缩合
☆一、活性亚甲基化合物的亚甲基化反应（Knoevenagel反应）
含活性亚甲基的化合物在弱碱性催化剂(氨、伯胺、仲胺、吡啶等有机碱)作用下，与醛或酮的羰基发生羟醛型缩合，脱水得到α,β-不饱和化合物。反应结果在羰基α-碳上引入亚甲基。
1.影响因素及反应条件
（1）反应物结构包括亚甲基及羰基组分的结构
①亚甲基组分的结构。常用的活性亚甲基化合物有：乙酰乙酸及其酯、丙二酸及其酯、丙二腈、丙二酰胺、苄酮、脂肪族硝基化合物等。
②羰基组分的结构。醛中芳醛和脂肪醛均可顺利地进行反应，其中芳醛的收率高一些。
(2) 反应条件
①催化剂。常用的催化剂有：乙酸铵、吡啶、丁胺、哌啶、甘氨酸、氨—乙醇、氢氧化钠、碳酸钠等。
②溶剂。常用苯、甲苯等有机溶剂。
☆2.应用
主要用于制备α,β–不饱和羧酸及其衍生物，α,β–不饱和腈和硝基化合物等。例如：
应用举例：
1.吡啶的合成（Mannich反应）
2C H3C HO2C H
2O N H3
370
N
C H3
N
工业合成路线：
（1）原料进入装有催化剂的反应器中反应，
（2）萃取、精馏得到吡啶和3-甲基吡啶的混合物。
注意：进料中甲醛和乙醛的比例应大大超过理论量，以防止2-甲基吡啶和4-甲基吡啶的产生。
2. 芦竹碱的合成（Mannich反应）
工业合成路线：
（1）反应釜中投料，冷却反应，升温，搅拌反应，冷却，
（2）加氢氧化钠溶液，调节Ph=11，冷却，析出粗品，过滤，结晶出粗品。
（3）水洗至中性，抽滤，粗品加入反应釜，加入丙酮，溶解，
（4）冷却，析晶，过滤，滤液蒸馏，回收，结晶干燥后得成品。
生产流程：
3. 山梨酸的合成：（Knoevenagel反应）
工业合成路线：
（1）反应釜中投料，室温下搅拌，加热，升温，保温反应，
（2）反应完毕，降温，加入浓硫酸，酸化。
（3）冷冻，过滤，固体物水洗，得山梨酸粗品，乙醇重结晶，得精制产品。
生产流程：
学习目标
1. 掌握Perkin反应的反应机理，掌握其主要影响因素及反应条件，了解其在药物合成中的应用；
2.了解Darzens反应的反应机理，掌握其主要影响因素及反应条件，了解其在合成中的应用；
3.掌握Reformatsky反应的反应机理，掌握其主要影响因素及反应条件，了解其在药物合成中的应用；
4.熟悉酯缩合反应的类型，掌握酯—酯缩合反应机理、主要影响因素及反应条件，了解酯缩合反应在药物合成中的应用；
二、柏琴反应（Perkin反应）
芳香醛与酸酐在同酸酐相应的酸的羧酸钠盐、钾盐（或叔胺）的存在下进行缩合反应，生成β–芳丙烯酸类化合物的反应称为Perkin反应。其通式为：
1．反应机理
过程如下：
2.影响因素及反应条件
（1）反应物
①芳醛的结构。芳醛连有吸电子基时使芳醛的活性增加，可获得高收率，连有给电子
基时，活性降低，反应速度减慢。
②酸酐的结构。一般为具有两个或两个以上α–活泼氢的低级单酐。若酸酐具有两个以上α–活泼氢时，其产物均是α,β–不饱和羧酸。
（2）反应条件
①催化剂。使用与羧酸酐相应的羧酸钠盐或钾盐。钾盐的效果比钠盐好，但Cs盐的催化效果更好，反应速度快，收率也较高。
②温度及其它。温度一般要求较高（150~200℃）。但是反应温度太高，又可能发生脱羧和消除副反应，生成烯烃。
在无水条件下进行。
☆3．应用
Perkin反应主要用于制备β–芳丙烯酸类化合物。
☆三、雷福尔马茨基反应（Reformatsky反应）
醛或酮与α–卤代酸酯和锌在惰性溶剂中反应，经水解后得到β–羟基酸酯（或脱水得α,β–不饱和酸酯）的反应叫Reformatsky反应。其通式为：
1.影响因素及反应条件
（1）反应物
α–卤代酸酯的活性次序为：
ICH
2COOEt>BrCH
2
COOEt>ClCH
2
COOEt
②羰基化合物的结构。可以是各种醛、酮，但醛的活性一般要大于酮，活性大的脂肪醛在反应条件下易发生自身缩合等副反应。
（2）反应条件
①催化剂。锌、镁、锂、铝等试剂。
使用金属锌粉时必须活化。活化的方法是：用20%的盐酸处理，再用丙酮、乙醚洗涤，真空干燥而得。用金属镁时，常会引起卤代酸酯的自身缩合。
②溶剂。常用的有机溶剂有苯、二甲苯、乙醚、四氢呋喃、二氧六环、二甲氧基甲（乙）烷，二甲基亚砜等。
③温度及其它问题。适宜温度为90～105℃。
☆3.应用
主要是制备β–羟基酸酯和α,β–不饱和酸酯。
可在醛或酮的羰基上引入一个含取代基的二碳侧链。可制得比原来的醛或酮多两个碳原子的醛。
四、α,β–环氧烷基化反应（Darzens反应）
醛或酮与α–卤代酸酯在强碱（如醇钠、醇钾、氨基钠等）作用下发生缩合反应生成α,β–环氧酸酯（缩水甘油酸酯）的反应叫Darzens（达参）反应。
1.影响因素及反应条件
（1）反应物
①羰基化合物的结构。脂肪醛的收率不高，其它芳香醛、脂肪酮、脂环酮以及α,β-不饱和酮等均可顺利进行反应。
②α–卤代酸酯的结构。除常用α–氯代酸酯外，α–卤代酮、α–卤代腈、α–卤代亚砜和砜、苄基卤化物等均能进行类似反应。
（2）催化剂醇钠最常用，叔丁醇钾效果最好。
2.应用
Darzens反应的结果主要是得到α,β–环氧酸酯。例如：
第三节酯缩合技术
一、酯—酯缩合
☆1．同酯缩合
在无水条件下，使用活性更强的碱（如RONa、NaNH2等）作催化剂，两分子的酯会发生缩合，同时消除一分子的醇。其通式为：
（1）反应机理
（2）主要影响因素
①反应物的结构。参加缩合的酯必须具有α–活泼氢。
②催化剂。常用的强碱有醇钠、氨基钠、氢化钠和三苯甲基钠等。
③溶剂及其它。常用的溶剂有乙醚、四氢呋喃、苯及其同系物、二甲亚砜、二甲基甲酰胺等。
④分馏去醇。
异酯缩合
异酯缩合中应用最多的是一种含α–活泼氢的酯与另一种不含α–活泼氢的酯在碱催化下缩合，生成β–酮酸酯，此时收率较高。常见不含α–活泼氢的酯有：甲酸某酯、乙二酸二某酯、碳酸二某酯、芳香族羧酸酯等。
二、☆酯—酮缩合
含α–活泼氢的不对称酮与酯缩合时，取代基较少的α–碳形成负离子，向酯进行亲核加成而发生缩合。如果酮分子中仅一个α–碳上有氢，或酯不含α–活泼氢，产品都比较单纯。
工业应用举例：
1. 肉桂酸的合成：（Perkin反应）
CHO CH CH COOH
+(CH3CO)2O3
工业合成路线：
（1）反应釜中加入原料，加热反应，
（2）料液蒸馏，回收乙酸，剩余物料抽至水蒸釜中。
（3）溶解，水蒸气蒸馏，回收未反应的苯甲醛，至无油水蒸出为止。
（4）溶解，加活性炭，加热回流脱色，趁热抽滤，滤液中和，冷却，结晶，过滤，干燥，得肉桂酸成品。
生产流程：
2. 乙酰丙酮的合成：（酯—酮缩合）
工艺过程：
（1）反应釜中投料，冷却，加水。
（2）放入油水分离器，水层中和，
（3）加入乙酸铜补加水，搅拌，静置后抽滤，
（4）加硫酸，搅拌后放入油水分离器，分出乙醚层，精馏，得产品。
生产流程：
乙酸乙酯
乙醚
学习目标
1. 熟悉成环缩合反应类型，了解其影响因素和反应条件，了解在药物合成中的应用；
2.了解常见杂环化合物的合成工艺过程及生产流程。
第四节 成环缩合
二、形成碳环的缩合 1．狄克曼（Diekmann ）反应
其反应机理和反应条件与Claisen 缩合一样。其通式为：
式中：碱=Na n=3 收率81%；碱=Na n=4 收率76%；碱=NaH n=5 收率58%； n=3~5时，Diekmann 反应的效果好；n ＞7时，则收率很低，甚至不反应。
Diekmann 反应主要用于制备五员、六员、七员β–酮酸酯类衍生物。
2．麦克尔反应和鲁宾逊反应
☆（1）麦克尔反应 在催化量的碱的作用下，活性亚甲基化合物转变成碳负离子，碳负离子再与α,β–不饱和羰基化合物发生亲核加成而缩合成β–羰烷基化合物的反应为麦克尔（Michael ）反应。表示如下：
C H 2
X Y
C
R 1R 2
C H
Z
C H
X Y
C C H 2
R 1
R 2
Z
式中：X 、Y 、Z 均为吸电子取代基
常见的Michael 供电体有丙二酸酯类、腈乙酸酯类、β–酮酯类、乙酰丙酮类、硝基烷类、砜类等。
常见的Michael 受电体有α,β–烯醛类、α,β–烯酮类、α,β–炔酮类、α,β–烯腈类、α,β–烯酯类、α,β–烯酰胺类、α,β–不饱和硝基化合物、杂环以及醌类等。
催化剂如醇钠（钾）、氢氧化钠（钾）、金属钠、氨基钠、氢化钠、哌啶、三乙胺以及季铵碱等。
通过Michael 加成反应可在活性亚甲基上引入至少含三个碳原子的侧链。
（2）鲁宾逊（Robinson ）缩环反应
主要用于甾体、萜类化合物的合成。
3. 分子内的Friedel-Crafts 反应
其反应难易与形成环的大小有关，一般由易到难的顺序是：六元环>五元环>七元环。
C
O C O O H
24O
O
(98%)
C H 2
C H 2
C H C O C l C H 2
H 2
反应的操作方式与注意事项与F-C 酰化反应相同。
三、 形成杂环的缩合 1．哌嗪的合成
反应式如下：
2HO C H 2C H 2N H 2
N H 3
高温、高压
催化剂
N H
HN
主反应为：
2HO C H 2C H 2N H 2
C H 2
C H
O 副反应为：
N H 3
2．2-甲基吡嗪的合成 反应式如下：
HO C HC H 2O H
C H 3
H 2
N
C H 2C H 2N H 2
N
N
C H 3
偶联反应
金属钯催化Sonogashira偶联反应 （芳基炔与芳基卤偶联） 一、实验题目： 金属钯催化Sonogashira偶联反应（芳基炔与芳基卤偶联） 二、实验日期: 实验地点： 实验指导老师： 三、实验目的 1. 学习金属催化的有机偶联反应 2. 掌握Sonogashira偶联的反应机理。 3. 熟练氮气保护、金属催化、回流反应等有机基本操作。 四、实验原理 Sonogashira偶联反应现代有机合成中一种非常重要的形成碳碳键的偶合技术。用于在不饱和碳原子之间形成碳碳单键。 反应是碘代乙烯或芳香烃与端炔之间经催化生成炔烯化合物的反应。反应催化剂为钯和氯化亚铜。反应需要碱性条件下进行。
反应催化循环如下： 钯与碘乙烯发生氧化加成反应，生成乙烯基碘化钯；氯化亚铜在碱性条件下与炔生产炔化铜，后者与乙烯基碘化钯发生金属交换反应，生成乙烯基炔化钯，然后发生还原消除反应生成零价钯和烯炔，完成一个催化循环。 同大多数钯介导的偶合反应一样，该反应一般只适用于不饱和碳原子之间的偶合。在传统有机合成中，乙烯基卤素都是惰性化合物，很难发生取代反应，但在现代有机合成中这种观念发生了彻底的变化。在钯催化下乙烯基卤素化合物变得相当活泼，能发生一系列取代反应。而Sonogashira偶联反应就是其中一个反应代表。烯炔结构是天然产物中常见的结构，特别是菊科植物的次生代谢产物富含这种结构。在全合成研究中Sonogashira偶联反应无疑是一种有力的合成手段。
本次实验是将碘苯和对乙基苯乙炔进行Sonogashira偶联反应，使得苯和碳碳三键直接相连。 反应方程式如下： I CuI,PPh 2 32 + 120C Pd(PPh)Cl 实验装置： 五、实验部分 1、实验仪器：10 mL圆底烧瓶、球形冷凝管、酒精灯、针头、橡胶塞、空气球 2、实验药品：碘代苯、对乙基苯乙炔、碘化亚铜、三乙胺、二氯-二-(三苯基磷）钯
有机化学反应机理+范例+原理
1.A rndt-Eister 反应 酰氯与重氮甲烷反应，然后在氧化银催化下与水共热得到酸。 反应机理 重氮甲烷与酰氯反应首先形成重氮酮（1），（1）在氧化银催化下与水共热，得到酰基卡宾（2），（2）发生重排得烯酮（3），（3）与水反应生成酸，若与醇或氨（胺）反应，则得酯或酰胺。 反应实例
2.Baeyer----Villiger 反应 反应机理 过酸先与羰基进行亲核加成，然后酮羰基上的一个烃基带着一对电子迁移到-O-O-基团中与羰基碳原子直接相连的氧原子上，同时发生O-O键异裂。因此，这是一个重排反应 具有光学活性的3---苯基丁酮和过酸反应，重排产物手性碳原子的枸型保持不变，说明反应属于分子内重排： 不对称的酮氧化时，在重排步骤中，两个基团均可迁移，但是还是有一定的选择性，按迁移能力其顺序为： 醛氧化的机理与此相似，但迁移的是氢负离子，得到羧酸。 反应实例
酮类化合物用过酸如过氧乙酸、过氧苯甲酸、间氯过氧苯甲酸或三氟过氧乙酸等氧化，可在羰基旁边插入一个氧原子生成相应的酯，其中三氟过氧乙酸是最好的氧化剂。这类氧化剂的特点是反应速率快，反应温度一般在10~40℃之间，产率高。 3.Beckmann 重排 肟在酸如硫酸、多聚磷酸以及能产生强酸的五氯化磷、三氯化磷、苯磺酰氯、亚硫酰氯等作用下发生重排，生成相应的取代酰胺，如环己酮肟在硫酸作用下重排生成己内酰胺：
反应机理 在酸作用下，肟首先发生质子化，然后脱去一分子水，同时与羟基处于反位的基团迁移到缺电子的氮原子上，所形成的碳正离子与水反应得到酰胺。 迁移基团如果是手性碳原子，则在迁移前后其构型不变，例如： 反应实例
suzuki偶联反应
Suzuki-Miyaura交叉偶联反应机理及其在有机合成中的应用 学院：化学学院 专业：有机化学 学号： 姓名：
一、Suzuki-Miyaura 交叉偶联反应概念 Suzuki 反应（铃木反应），也称作Suzuki 偶联反应、Suzuki-Miyaura 反应（铃木－宫浦反应），是一个较新的有机偶联反应，是在钯配合物催化下，芳基或烯基的硼酸或硼酸酯与氯、溴、碘代芳烃或烯烃发生交叉偶联。 Z=Cl,Br,I 自从1981年Suzuki 等报道了通过钯催化的有机硼化学物和卤代烃可以在很温和的条件下发生偶联反应制备不对称联芳烃以后，为芳-芳键的形成展开了一个新的领域[1]。Suzuki-Miyaura 交叉偶联反应被证明是目前制备联芳基及其衍生物最为广泛利用的方法，因为其具有很强的底物适应性及官能团耐受性，常用于合成多烯烃、苯乙烯和联苯的衍生物，从而应用于众多天然产物、有机材料的合成中。铃木章也凭借此贡献与理查德·赫克、根岸英一共同获得2010年诺贝尔化学奖。 二、Suzuki-Miyaura 交叉偶联反应机理 Suzuki-Miyaura 交叉偶联的反应机理通常是一个普通的催化循环过程。这个过程主要包括三个步骤： （1）氧化加成(oxidative addition) （2）转移金属化(transmetalation) （3）还原消除(reductive elimination) Ar-Pd-Ar 1 Ar-Ar Pd(0) ArX ArPdX ArPdOH NaOH NaX B(OH)4 ArB -(OH)3 NaOH ArB(OH)2 氧化加成 还原消除 转移金属化 Z B(OH)2 Br Z + 3% Pd(PPh 3)4Benzene, Na 2CO 3/H 2O
有机反应和反应机理
十、反应和反应机理 有机反应：在一定的条件下，有机化合物分子中的成键电子发生重新分布，原有的键断裂，新的键形成，从而使原分子中原子间的组合发生了变化，新的分子产生。这种变化过程称为有机反应（organic reaction）。 一级反应：在动力学上，将反应速率只取决于一种化合物浓度的反应称为一级反应。 二级反应：在动力学上，将反应速率取决于两种化合物浓度的反应称为二级反应。 按化学键的断裂和生成分类 协同反应：在反应过程中，旧键的断裂和新键的形成都相互协调地在同一步骤中完成的反应称为协同反应。协同反应往往有一个环状过渡态。它是一种基元反应。 自由基型反应：由于分子经过均裂产生自由基而引发的反应称为自由基型反应。自由基型反应分链引发、链转移和链终止三个阶段：链引发阶段是产生自由基的阶段。由于键的均裂需要能量，所以链引发阶段需要加热或光照。链转移阶段是由一个自由基转变成另一个自由基的阶段，犹如接力赛一样，自由基不断地传递下去，像一环接一环的链，所以称之为链反应。链终止阶段是消失自由基的阶段，自由基两两结合成键，所有的自由基都消失了，自由基反应也就终止了。 离子型反应：由分子经过异裂生成离子而引发的反应称为离子型反应。离子型反应有亲核反应和亲电反应，由亲核试剂进攻而发生的反应称为亲核反应，亲核试剂是对原子核有显著亲和力而起反应的试剂。由亲电试剂进攻而发生的反应称为亲电反应。亲电试剂是对电子有显著亲合力而起反应的试剂。 按反应物和产物的结构关系分类 加成反应：两个或多个分子相互作用，生成一个加成产物的反应称为加成反应。 取代反应：有机化合物分子中的某个原子或基团被其它原子或基团所置换的反应称为取代反应。 重排反应：当化学键的断裂和形成发生在同一分子中时，会引起组成分子的原子的配置方式发生改变，从而形成组成相同，结构不同的新分子，这种反应称为重排反应。 消除反应：在一个有机分子中消去两个原子或基团的反应称为消除反应。可以根据两个消去基团的相对位置将其分类。若两个消去基团连在同一个碳原子上，称为1,1-消除或α-消除；两个消去基团连在两个相邻的碳原子上，则称为1,2-消除或β-消除；两个消去基团连在1,3位碳原子上，则称为1,3-消除或γ-消除。其余类推。 氧化还原反应：有机化学中的氧化和还原是指有机化合物分子中碳原子和其它原子的氧化和还原，可根据氧化数的变化来确定。氧化数升高为氧化，氧化数降低为还原。氧化和还原总是同时发生的，由于有机反应的属性是根据底物的变化来确定的，因此常常将有机分子中碳原子氧化数升高的反应为氧化反应，碳原子氧化数降低的反应为还原反应。有机反应中，多数氧化反应表现为分子中氧的增加或氢的减少，多数还原反应表现为分子中氧的减少或氢的增加。
有机反应机理介绍
有机反应：在一定的条件下，有机化合物分子中的成键电子发生重新分布，原有的键断裂，新的键形成，从而使原分子中原子间的组合发生了变化，新的分子产生。这种变化过程称为有机反应（organic reaction）。一级反应：在动力学上，将反应速率只取决于一种化合物浓度的反应称为一级反应。 二级反应：在动力学上，将反应速率取决于两种化合物浓度的反应称为二级反应。 按化学键的断裂和生成分类 协同反应：在反应过程中，旧键的断裂和新键的形成都相互协调地在同一步骤中完成的反应称为协同反应。协同反应往往有一个环状过渡态。它是一种基元反应。 自由基型反应：由于分子经过均裂产生自由基而引发的反应称为自由基型反应。自由基型反应分链引发、链转移和链终止三个阶段：链引发阶段是产生自由基的阶段。由于键的均裂需要能量，所以链引发阶段需要加热或光照。链转移阶段是由一个自由基转变成另一个自由基的阶段，犹如接力赛一样，自由基不断地传递下去，像一环接一环的链，所以称之为链反应。链终止阶段是消失自由基的阶段，自由基两两结合成键，所有的自由基都消失了，自由基反应也就终止了。 离子型反应：由分子经过异裂生成离子而引发的反应称为离子型反应。离子型反应有亲核反应和亲电反应，由亲核试剂进攻而发生的反应称为亲核反应，亲核试剂是对原子核有显著亲和力而起反应的试剂。由亲电试剂进攻而发生的反应称为亲电反应。亲电试剂是对电子有显著亲合力
而起反应的试剂。 按反应物和产物的结构关系分类 加成反应：两个或多个分子相互作用，生成一个加成产物的反应称为加成反应。 取代反应：有机化合物分子中的某个原子或基团被其它原子或基团所置换的反应称为取代反应。 重排反应：当化学键的断裂和形成发生在同一分子中时，会引起组成分子的原子的配置方式发生改变，从而形成组成相同，结构不同的新分子，这种反应称为重排反应。 消除反应： 在一个有机分子中消去两个原子或基团的反应称为消除反应。可以根据两个消去基团的相对位置将其分类。若两个消去基团连在同一个碳原子上，称为1,1-消除或α-消除；两个消去基团连在两个相邻的碳原子上，则称为1,2-消除或β-消除；两个消去基团连在1,3位碳原子上，则称为1,3-消除或γ-消除。其余类推。 氧化还原反应：有机化学中的氧化和还原是指有机化合物分子中碳原子和其它原子的氧化和还原，可根据氧化数的变化来确定。氧化数升高为氧化，氧化数降低为还原。氧化和还原总是同时发生的，由于有机反应的属性是根据底物的变化来确定的，因此常常将有机分子中碳原子氧化数升高的反应为氧化反应，碳原子氧化数降低的反应为还原反应。有机反应中，多数氧化反应表现为分子中氧的增加或氢的减少，多数还原反应表现为分子中氧的减少或氢的增加。
偶联反应及举例
偶联反应[编辑] 偶联反应，也写作偶合反应或耦联反应，是两个化学实体（或单位）结合生成一个分子的有机化学反应。狭义的偶联反应是涉及有机金属催化剂的碳-碳键形成反应，根据类型的不同，又可分为交叉偶联和自身偶联反应。在偶联反应中有一类重要的反应，RM（R = 有机片段, M = 主基团中心）与R'X的有机卤素化合物反应，形成具有新碳-碳键的产物R-R'。[1]由于在偶联反应的突出贡献，根岸英一、铃木章与理查德·赫克共同被授予了2010年度诺贝尔化学奖。[2] 偶联反应大体可分为两种类型： ?交叉偶联反应：两种不同的片段连接成一个分子，如：溴苯 (PhBr)与氯乙烯形成苯乙烯(PhCH=CH2)。 ?自身偶联反应：相同的两个片段形成一个分子，如：碘苯 (PhI)自身形成联苯 (Ph-Ph)。 反应机理[编辑] 偶联反应的反应机理通常起始于有机卤代烃和催化剂的氧化加成。第二步则是另一分子与其发生金属交换，即将两个待偶联的分子接于同一金属中心上。最后一步是还原消除，即两个待偶联的分子结合在一起形成新分子并再生催化剂。不饱和的有机基团通常易于发生偶联，这是由于它们在加合一步速度更快。中间体通常不倾向发生β-氢消除反应。[3] 在一项计算化学研究中表明，不饱和有机基团更易于在金属中心上发生偶联反应。[4]还原消除的速率高低如下： 乙烯基－乙烯基> 苯基－苯基> 炔基－炔基> 烷基－烷基 不对称的R-R′形式偶联反应，其活化能垒与反应能量与相应的对称偶联反应R-R与R′-R′ 的平均值相近，如：乙烯基－乙烯基> 乙烯基－烷基> 烷基－烷基。 另一种假说认为，在水溶液当中的偶联反应其实是通过自由基机理进行，而不是金属－参与机理。[5] §催化剂[编辑] 偶联反应中最常用的金属催化剂是钯催化剂，有时也使用镍与铜催化剂。钯催化剂当中常用的如：四(三苯基膦)钯等。钯催化的有机反应有许多优点，如：官能团的耐受性强，有机钯化合物对于水和空气的低敏感性。 如下一些关于钴催化的偶联反应的综述[6]，钯[7][8][9][10][11]和镍[12]介导的反应以及它们的应用[13][14]。 §离去基团[编辑] 离去基团X在有机偶联反应中，常常为溴、碘或三氟甲磺酰基。较理想的离去基团为氯，因有机氯化合物相对其他的这些离去基团更廉价易得。与之反应的有机金属化合物还有锡、锌或硼。 §操作条件[编辑]
缩合反应练习题
第四章 缩合反应练习题 一、举例说明或解释以下人名反应。 1. Mannich 反应 2. Strecker 反应 3. Michael 反应 4. Knoevenagel 反应 5. Perkin 反应 6. Stobbe 反应 7. Wttig 反应 8. Darzens 反应 9. Diels-Alder 反应 10. Aldol 缩合 二、请选出下列反应的主产物。 ClCH 2COOC 2H 5 1.( ) ( ) A. B.C. D.ClCHCOOC 2H 5 ClCH 2COO CH 2COOC 2H 5 ClCHCOO CHCOOC 2H 5CHCH 2OOC 2H 5CHCH 2OOC 2H 5O CHCOOC 2H 5 OH CHO 浓NaOD/D 2+ 2.( )( ) A. B. C. D. CH 2OD +COONa CH 2OH + COONa CH 2OD +COOH CH 2ONa +COONa (CH 3)2C CH OH 3.( ) A. B.C. D. (CH 3)2C CH CH 2CH 2C 3CHCHO (CH 3)2C CH CH 2CH C 3CHCHO (CH 3)2C CH CH 2CH 2C 3 CHCOOH (CH 3)2C CH CH CH C 3 CHCHO +O O 加热 O 4. ( )
A. B. C. D. O O O O O O O O O O O O O EtOH O CHONa +( ) 5. A. B. C. D. HCOOEt HCHO HOOCCOOH CO 2 CH 3 322CH 3CH 2COOK,加热 6. ( ) A. B.C. D.CHO H 3C CH 2 CH 3COOH H 3C CH C CH 3 COOH H 3C CH CH 3 COOH H 3C O OH O + CH 2(COOC 2H 5)2 C 2H 5ONa 7. ( ) A. B. C. D. C(COOC 2H 5)2 O CH(COOC 2H 5)2 O CH(COOC 2H 5)2O COCH 2COOC 2H 5 8.CH 3CH 2COOH Br 2C 2H 5OH Zn,甲苯OH CHCOOC 2H 5CH 3 ( )( ) ( ) H 3O
缩合反应
6 缩合 反应 缩合反应一般指两个或多个有机化合物分子形成较大的分子的反应，此外缩合反应也可以发生在分子内。缩合过程常伴有小分子消除。 通过缩合反应可以形成碳碳键、碳杂键，进而达到增碳、引入官能团以及成环等目的，在药物合成中占有重要地位。 本章内容主要为含活泼氢化合物(醛、酮和酯)之间的缩合反应。 6.1alpha-羟烷化、alpha-卤烷化和alpha-氨(胺)烷化反应 指在底物分子的某位置引入alpha-羟烷基、alpha-卤烷基和alpha-氨烷基的反应。 alpha是指羟基(卤素和氨(胺)基)直接与引入的烷基的碳相连。 6.1.1alpha-羟烷化 (1)羰基alpha碳的alpha-羟烷化(羟醛缩合) 具活泼氢的醛(酮)在碱(或酸)的催化下，自身或交叉缩合，生成beta-羟基醛或酮的反应。最初是因为烯醇负离子对一个醛(aldehyde)加成得到醇(alcohol)而得名(aldol)。反应机理为烯醇(负离子)对羰基的亲核加成。
①具活泼氢的醛或酮的自身缩合 反应可以是碱催化的。根据反应条件的不同，生成的beta-羟基醛或酮可以发生消除而生成烯，如丁醛的羟醛缩合反应。 也可以用酸催化，比如硫酸、盐酸以及离子交换树脂等。 碱能催化的原因在于碱可以夺取底物的质子，使其形成烯醇负离子；酸能催化的原因在于酸既能质子化羰基，使之更容易被亲核试剂进攻，也能帮助烯醇式的形成，又能催化脱水。
对称酮缩合产物单一。对于不对称酮，不论碱催化或酸催化，反应主要发生在含氢较多的alpha碳原子上，得到beta羟基酮或其脱水物。 ②芳醛与具活泼氢的醛或酮的缩合 芳醛与具活泼氢的醛或酮的缩合可生成b羟基芳丙醛(酮)，并进一步消除生成更稳定的芳丙烯醛(酮)，即Claisen-Schmidt反应。
偶联反应
偶联反应 目录 偶联反应 常见的偶联反应包括 偶联反应具体说明 偶联反应所需要注意的 用途 Suzuki反应 偶联反应 偶联反应（英文：Coupled reaction），也作偶连反应、耦联反应、氧化偶联，是由两个有机化学单位（molecules）进行某种化学反应而得到一个有机分子的过程.这里的化学反应包括格氏试剂与亲电体的反应 偶联反应 (Grinard），锂试剂与亲电体的反应，芳环上的亲电和亲核反应（Diazo,Addition-Elimination），还有钠存在下的Wutz反应，由于偶联反应 (Coupled Reaction）含义太宽，一般前面应该加定语.而且这是一个比较非专业化的名词. 狭义的偶联反应是涉及有机金属催化剂的碳-碳键生成反应，根据类型的不同，又可分为交叉偶联和自身偶联反应。进行偶联反应时，介质的酸碱性是很重要的。一般重氮盐与酚类的偶联反应，是在弱碱性介质中进行的。在此条件下，酚形成苯氧负离子，使芳环电子云密度增加，有利于偶联反应的进行。重氮盐与芳胺的偶联反应，是在中性或弱酸性介质中进行的。在此条件下，芳胺以游离胺形式存在，使芳环电子云密度增加，有利于偶联反应进行。如果溶液酸性过强，胺变成了铵盐，使芳环电子云密度降低，不利于偶联反应，如果从重氮盐的性质来看，强碱性介质会使重氮盐转变成不能进行偶联反应的其它化合物。偶氮化合物是一类有颜色的化合物，有些可直接作染料或指示剂。在有机分析中，常利用偶联反应产生的颜色来鉴定具有苯酚或芳胺结构的药物。 常见的偶联反应包括 反应名称－－年代－－反应物A－－反应物B －－类型－－催化剂－－注 Wurtz反应 1855 R-X sp³ 自身偶联 Na Glaser偶联反应 1869 R-X sp 自身偶联 Cu Ullmann反应 1901 R-X sp² 自身偶联 Cu Gomberg-Bachmann反应 1924 R-N2X sp² 自身偶联以碱作介质
【亲测好评】酰胺缩合经验总结
酰胺缩合反应总结 1 合成酰胺的方法 合成酰胺通用的方法是先活化羧基，然后再与胺反应得到酰胺 总体来说仲胺活性高于伯胺，脂肪胺高于芳香胺。 2 羧酸与胺的缩合酰化反应 2.1活性酯法 应用 CDI 与羧酸反应得到活性较高的酰基咪唑，该类反应由于过量的 CDI 会和胺反应得到脲的副产物，因此其用量一定要严格控制在 1 当量。其反应是分步进行，胺极易与活性酯反应得到相应的酰化产物。 2.2 碳二亚胺类缩合剂法
使用该类缩合剂一般需要加入酰化催化剂或活化剂如，DMAP , HOBt ,等等，主要因为反应的第一阶段所生成的中间体不稳定，若不用酰化催化剂转化为相应得活性酯或活性酰胺，其自身易成脲。 EDCI HOBT,一般用的较多，搭配使用，有时酸的位阻较大或者连有吸电子基团反应或停留在活性酯这一步，一般加碱，2-3 当量的 DIEA，一般以二氯甲烷为溶剂，溶解性不好时也可用 DMF。（有时加催化量的DMAP，针对有位阻的反应）。 这类缩合剂活性相对要差一些，一般需要和酸先活化 1 小时，再将胺加入。 2.3 鎓盐类的缩合剂法 鎓盐类的缩合剂活性较高，从盐的种类分为两类一类是碳鎓盐，目前常用的 HATU，HBTU，等等。另一类为鏻鎓盐，如 PyBOP。 HATU缩合效果较好但价格较贵， PyBOP 是我们常用的缩合剂中活性最高的，一般在其他方法不反应的条件下考虑。 3 常见副产物以及处理方法
3.1 碳二亚胺类副产物 以 EDCI 为例子，在没有 HOBT 存在的情况下，反应活性酯容易自身重排成脲： 所以在反应中加入HOBT 以形成相对稳定的活性中间体： 其反应后生成的脲水溶性很好，通常在反应干净的情况下，可以用稀酸洗掉，不须进一步纯化即可得到干净的产品。 在库反应中，此类缩合剂最常使用的是 EDCI，因其极性相对较大，在分离过程中 不易与产物包裹在一起。不过在产物极性大的情况下，分离过程中可能会带有 174 的杂MS。 3.2 鎓盐类副反应 以 HATU 为例，在局部浓度不均匀的情况下，会产生以下副产物：
有机化学反应机理(整理版)
1.Arndt-Eister 反应 酰氯与重氮甲烷反应，然后在氧化银催化下与水共热得到酸。 重氮甲烷与酰氯反应首先形成重氮酮（1），（1）在氧化银催化下与水共热，得到酰基卡宾（2），（2）发生重排得烯酮（3），（3）与水反应生成酸，若与醇或氨（胺）反应，则得酯或酰胺。 2.Baeyer----Villiger 反应 过酸先与羰基进行亲核加成，然后酮羰基上的一个烃基带着一对电子迁移到-O-O-基团中与羰基碳原子直接相连的氧原子上，同时发生O-O键异裂。因此，这是一个重排反应
具有光学活性的3---苯基丁酮和过酸反应，重排产物手性碳原子的枸型保持不变，说明反应属于分子内重排： 不对称的酮氧化时，在重排步骤中，两个基团均可迁移，但是还是有一定的选择性，按迁移能力其顺序为： 醛氧化的机理与此相似，但迁移的是氢负离子，得到羧酸。
酮类化合物用过酸如过氧乙酸、过氧苯甲酸、间氯过氧苯甲酸或三氟过氧乙酸等氧化，可在羰基旁边插入一个氧原子生成相应的酯，其中三氟过氧乙酸是最好的氧化剂。这类氧化剂的特点是反应速率快，反应温度一般在10~40℃之间，产率高。 重排 肟在酸如硫酸、多聚磷酸以及能产生强酸的五氯化磷、三氯化磷、苯磺酰氯、亚硫酰氯等作用下发生重排，生成相应的取代酰胺，如环己酮肟在硫酸作用下重排生成己内酰胺： 在酸作用下，肟首先发生质子化，然后脱去一分子水，同时与羟基处于反位的基团迁移到缺电子的氮原子上，所形成的碳正离子与水反应得到酰胺。
迁移基团如果是手性碳原子，则在迁移前后其构型不变，例如： 例 还原 芳香化合物用碱金属（钠、钾或锂）在液氨与醇（乙醇、异丙醇或仲丁醇）的混合液中还原，苯环可被还原成非共轭的1，4-环己二烯化合物。
反应机理
1.Arbuzov 反应 亚磷酸三烷基酯作为亲核试剂与卤代烷作用，生成烷基膦酸二烷基酯和一个新的卤代烷： 卤代烷反应时，其活性次序为：R'I >R'Br >R'Cl。除了卤代烷外，烯丙型或炔丙型卤化物、a-卤代醚、a- 或 b-卤代酸酯、对甲苯磺酸酯等也可以进行反应。当亚酸三烷基酯中三个烷基各不相同时，总是先脱除含碳原子数最少的基团。 本反应是由醇制备卤代烷的很好方法，因为亚磷酸三烷基酯可以由醇与三氯化磷反应制得： 如果反应所用的卤代烷 R'X 的烷基和亚磷酸三烷基酯 (RO)3P 的烷基相同（即 R' = R），则 Arbuzov 反应如下： 这是制备烷基膦酸酯的常用方法。 除了亚磷酸三烷基酯外，亚膦酸酯 RP(OR') 2和次亚膦酸酯 R 2 POR' 也能发生该类反应，例如： 反应机理 一般认为是按 S N 2 进行的分子内重排反应：
反应实例 2.Baeyer----V illiger 反应 反应机理 过酸先与羰基进行亲核加成，然后酮羰基上的一个烃基带着一对电子迁移到-O-O-基团中与羰基碳原子直接相连的氧原子上，同时发生O-O键异裂。因此，这是一个重排反应 具有光学活性的3---苯基丁酮和过酸反应，重排产物手性碳原子的枸型保持不变，说明反应属于分子内重排：
不对称的酮氧化时，在重排步骤中，两个基团均可迁移，但是还是有一定的选择性，按迁移能力其顺序为： 醛氧化的机理与此相似，但迁移的是氢负离子，得到羧酸。 反应实例 酮类化合物用过酸如过氧乙酸、过氧苯甲酸、间氯过氧苯甲酸或三氟过氧乙酸等氧化，可在羰基旁边 插入一个氧原子生成相应的酯，其中三氟过氧乙酸是最好的氧化剂。这类氧化剂的特点是反应速率快，反 应温度一般在10~40℃之间，产率高。
有机化学反应机理详解(共95个反应机理)
一、Arbuzow反应(重排) 亚磷酸三烷基酯作为亲核试剂与卤代烷作用，生成烷基膦酸二烷基酯和一个新的卤代烷： 卤代烷反应时，其活性次序为：R'I >R'Br >R'Cl。除了卤代烷外，烯丙型或炔丙型卤化物、a-卤代醚、a- 或 b-卤代酸酯、对甲苯磺酸酯等也可以进行反应。当亚酸三烷基酯中三个烷基各不相同时，总是先脱除含碳原子数最少的基团。 本反应是由醇制备卤代烷的很好方法，因为亚磷酸三烷基酯可以由醇与三氯化磷反应制得： 如果反应所用的卤代烷 R'X 的烷基和亚磷酸三烷基酯 (RO)3P 的烷基相同（即 R' = R），则Arbuzow反应如下： 这是制备烷基膦酸酯的常用方法。 除了亚磷酸三烷基酯外，亚膦酸酯 RP(OR')2和次亚膦酸酯 R2POR' 也能发生该类反应，例如：
反应机理 一般认为是按 S N2 进行的分子内重排反应： 反应实例 二、Arndt-Eister 反应 酰氯与重氮甲烷反应，然后在氧化银催化下与水共热得到酸。 反应机理
重氮甲烷与酰氯反应首先形成重氮酮（1），（1）在氧化银催化下与水共热，得到酰基卡宾（2），（2）发生重排得烯酮（3），（3）与水反应生成酸，若与醇或氨（胺）反应，则得酯或酰胺。 反应实例 三、Baeyer----Villiger 反应 反应机理 过酸先与羰基进行亲核加成，然后酮羰基上的一个烃基带着一对电子迁移到-O-O-基团中与羰基碳原子直接相连的氧原子上，同时发生O-O键异裂。因此，这是一个重排反应
具有光学活性的3---苯基丁酮和过酸反应，重排产物手性碳原子的枸型保持不变，说明反应属于分子内重排： 不对称的酮氧化时，在重排步骤中，两个基团均可迁移，但是还是有一定的选择性，按迁移能力其顺序为： 醛氧化的机理与此相似，但迁移的是氢负离子，得到羧酸。 反应实例
缩合反应
第15章 缩合反应 概述 在前面的章节内容中，已经讨论过一些缩合反应，如羟醛缩合反应，酮的α－烷基化反应等。本章将继续讨论羰基化合物的缩合反应。在亲核加成和酰基化合物的亲核加成－消除反应中，羰基表现为亲电试剂接受进攻试剂的电子，而在羰基化合物的α－取代反应中，羰基化合物通过转变为烯醇负离子扮演亲核试剂的角色，因此，在本章中主要讨 论以下两种类型的反应。 15.1.1 Claisen酯缩合 乙酸乙酯的α-氢原子酸性是很弱的(pKa ～24.5)，而乙醇钠相对而言是一个较弱的碱(乙醇，pKa ～15.9)，因此，可以想到乙酸乙酯形成的负离子在平衡体系中是很少的。这也就是说，用乙氧负离子把乙酸乙酯变为 -CH2COOC2H5 是很困难的，但为什么这个反应会进行得如此完全呢？其原因就是最后产物乙酰乙酸乙酯是一个相对比较强的酸，形成较稳定的负离子，可以使平衡朝产物方向移动。体系中乙酸乙酯负离子浓度虽然很低，但一形成后，就不断地反应，结果使反应完成，这个反应
的平衡体系的彼此关系如下式所示： 反应(4)是关键的一步，假若乙酰乙酸乙酯是一个很弱的酸，乙氧负离子不能从它夺去质子，其结果随着乙酰乙酸乙酯浓度的增加，反应(4)就不能朝右方进行，而促使反应朝逆方向进行，因此就得不到产物。但事实上，乙酰乙酸乙酯是一个较强的酸，可以形成稳定的负离子，同时还产生更弱的“酸”——乙醇，这都有利于反应朝产物方向进行，在反应中产生的乙醇，不断地蒸出，更迫使反应朝右方进行，可以得到产率更高的产物。如单独考虑每一个反应的平衡方向，反应(1)的箭头应写为 ，反应(2)及(3)取决于(1)，所以也是逆向的，而反应(4)则应写为 是顺向的。 在进行这类反应时，首先必须选择一个强度适当的碱，以便在平衡体系中，能产生足够浓度的碳负离子，其次要考虑的是在反应中使用的溶剂。假若溶剂的酸性比原来化合物强得多的话，那时就不能产生很多的碳负离子，因为溶剂的质子被碱性很强的碳负离子夺去了，变为原来的化合物。一般使用的强碱有下列几种：① 三级丁醇钾，溶剂经常使用三级丁醇、二甲亚砜、四氢呋喃；② 氨基钠，溶剂为液氨、醚、苯、甲苯、1,2-二甲氧基乙烷等；③ 氢化钠及氢化钾，溶剂为苯、
碱催化缩合和烃基化反应
第4章 碱催化缩合和烃基化反应 碱催化缩合反应或碱催化烃基化反应是指含活泼氢的化合物在碱催化下摘去质子形成碳负离子并与亲电试剂的反应。它们是用来增长碳链和合成环状化合物的一类反应。 4.1 羰基化合物的缩合反应 4.1.1 羟醛缩合反应[1.2] 含有a-H 的醛或酮在稀碱催化下，生成B-羟基醛合酮，或经脱水生成a ，B-不饱和醛或酮的反应称为羟醛缩合反应。反应通式如下 1. 醛和酮的自身缩合反应 将乙醛用稀NaOH 处理，形成B-羟基丁醛，这是最简单羟醛缩合反应，反应式如下 其反应机理是 动力学特征：v=K[CH3CHO][OH-]，表明碳负离子的形成步骤是决定速率的一步。 丙酮的自身缩合得到的是二丙酮醇，其动力学特征是：V=[CH3COCH3]2.[OH-]，表明决定速率的步骤是碳负离子同第二分子丙酮的反应。丙酮自身缩合反应如下 2RCH 2COR' RCH 2C C CR'O R' R B: HO -H 2O RCH 2C COOR' R'R OH 2CH 3CHO - 3CHCH 2CHO -- 2CHO + H 2O CH 3CHO + -CH 23CHCH 2CHO O -CH 3CHCH 2CHO O -H 2O CH 3CHCH 2CHO OH CH 3COCH 3 + OH -- CH 2COCH 3 + H 2O CH 3COCH 3 + -CH 2COCH O - O -(CH 3)2CCH 2COCH 3 (CH 3)2CCH 2COCH 3 (CH 3)2CCH 2COCH 3
这种缩合反应一般产率较低，实际操作中可采取一定措施，如移走产物使平衡向产物方向移动，产率可达70%~80%。反应过程如下 B-羟基醛或酮，可以发生脱水反应从而形成a ，B-不饱和醛和酮，若生成的是具有r-H 原子的a ，B-不饱和化合物，则它能进一步 转变为烯醇负离子，后者能继续发生缩合反应，最终生成聚合物。例如 2. 醛和酮的混合缩合反应[3] 一个芳香醛和一个脂肪醛或酮，在强碱作用下发生缩合反应生成a ，B-不饱和醛和酮的反应称为Claisen-Schmidt 反应。例如 苯甲醛与乙醛在氢氧化钠的水溶液或乙醇溶液中进行反应，得自身缩合产物和混合缩合产物，由于后者比前者易发生不可逆的失水作用，最后产物则变为肉桂醛。 OH 3)2CCH 2CCH 3 2CH 3COCH 在Soxhlet 提取器的套中装有Ba(OH)2 O CH 3CHCH 2-H 2O 3CH = CHCHO OH CH 2CH 3CHO OH CH 32CHO 反复脱水,缩合 3(CH=CH)nCHO + 其他产物 6H 5CHO +CH 3CHO CH 3CH(OH)CH 2CHO 6H 5CH(OH)CH 2C 6H 5CH = CHCHO -H 2O C 6H 5CHO + CH 3COCH H O -C H OH NaOH H 5C 6 C = C CH 3C H H O 2C 6H 5CHO + CH 3COCH 3 NaOH H 2O-C 2H 5OH H 5C 6 C6H5C=C C=C =O H H H C
有机化学反应机理大全(竞赛复习)
Arbuzov 反应 亚磷酸三烷基酯作为亲核试剂与卤代烷作用，生成烷基膦酸二烷基酯和一个新的卤代烷： 卤代烷反应时，其活性次序为：R'I >R'Br >R'Cl。除了卤代烷外，烯丙型或炔丙型卤化物、a-卤代醚、a- 或b-卤代酸酯、对甲苯磺酸酯等也可以进行反应。当亚酸三烷基酯中三个烷基各不相同时，总是先脱除含碳原子数最少的基团。 本反应是由醇制备卤代烷的很好方法，因为亚磷酸三烷基酯可以由醇与三氯化磷反应制得： 如果反应所用的卤代烷 R'X 的烷基和亚磷酸三烷基酯 (RO)3P 的烷基相同（即 R' = R），则 Arbuzov 反应如下： 这是制备烷基膦酸酯的常用方法。 除了亚磷酸三烷基酯外，亚膦酸酯 RP(OR')2和次亚膦酸酯 R2POR' 也能发生该类反应，例如： 反应机理 一般认为是按 S N2 进行的分子内重排反应： 反应实例 Arndt-Eister 反应 酰氯与重氮甲烷反应，然后在氧化银催化下与水共热得到酸。
反应机理 重氮甲烷与酰氯反应首先形成重氮酮（1），（1）在氧化银催化下与水共热，得到酰基卡宾（2），（2）发生重排得烯酮（3），（3）与水反应生成酸，若与醇或氨（胺）反应，则得酯或酰胺。 反应实例 Baeyer----Villiger 反应 反应机理 过酸先与羰基进行亲核加成，然后酮羰基上的一个烃基带着一对电子迁移到-O-O-基团中与羰基碳原子直接相连的氧原子上，同时发生O-O键异裂。因此，这是一个重排反应 具有光学活性的3---苯基丁酮和过酸反应，重排产物手性碳原子的枸型保持不变，说明反应属于分子内重排： 不对称的酮氧化时，在重排步骤中，两个基团均可迁移，但是还是有一定的选择性，按迁移能力其顺序为： 醛氧化的机理与此相似，但迁移的是氢负离子，得到羧酸。 反应实例
有机化学反应机理(整理版)
1.A rndt-Eister反应 令狐采学 酰氯与重氮甲烷反应，然后在氧化银催化下与水共热得到酸。 反应机理 重氮甲烷与酰氯反应首先形成重氮酮（1），（1）在氧化银催化下与水共热，得到酰基卡宾（2），（2）发生重排得烯酮（3），（3）与水反应生成酸，若与醇或氨（胺）反应，则得酯或酰胺。 反应实例 2.Baeyer----Villiger反应 反应机理 过酸先与羰基进行亲核加成，然后酮羰基上的一个烃基带着一对电子迁移到-O-O-基团中与羰基碳原子直接相连的氧原子上，同时发生O-O键异裂。因此，这是一个重排反应 具有光学活性的3---苯基丁酮和过酸反应，重排产物手性碳原子的枸型保持不变，说明反应属于分子内重排： 不对称的酮氧化时，在重排步骤中，两个基团均可迁移，但是还是有一定的选择性，按迁移能力其顺序为：
醛氧化的机理与此相似，但迁移的是氢负离子，得到羧酸。 反应实例 酮类化合物用过酸如过氧乙酸、过氧苯甲酸、间氯过氧苯甲酸或三氟过氧乙酸等氧化，可在羰基旁边插入一个氧原子生成相应的酯，其中三氟过氧乙酸是最好的氧化剂。这类氧化剂的特点是反应速率快，反应温度一般在10~40℃之间，产率高。 3.Beckmann 重排 肟在酸如硫酸、多聚磷酸以及能产生强酸的五氯化磷、三氯化磷、苯磺酰氯、亚硫酰氯等作用下发生重排，生成相应的取代酰胺，如环己酮肟在硫酸作用下重排生成己内酰胺： 反应机理 在酸作用下，肟首先发生质子化，然后脱去一分子水，同时与羟基处于反位的基团迁移到缺电子的氮原子上，所形成的碳正离子与水反应得到酰胺。 迁移基团如果是手性碳原子，则在迁移前后其构型不变，例如： 反应实例 4.Birch还原
详细有机化学常见反应机理
常见的有机反应机理 Arbuzov 反应 亚磷酸三烷基酯作为亲核试剂与卤代烷作用，生成烷基膦酸二烷基酯和一个新的卤代烷： 卤代烷反应时，其活性次序为：R'I >R'Br >R'Cl。除了卤代烷外，烯丙型或炔丙型卤化物、a-卤代醚、a- 或b-卤代酸酯、对甲苯磺酸酯等也可以进行反应。当亚酸三烷基酯中三个烷基各不相同时，总是先脱除含碳原子数最少的基团。 本反应是由醇制备卤代烷的很好方法，因为亚磷酸三烷基酯可以由醇与三氯化磷反应制得： 如果反应所用的卤代烷 R'X 的烷基和亚磷酸三烷基酯 (RO)3P 的烷基相同（即 R' = R），则 Arbuzov 反应如下： 这是制备烷基膦酸酯的常用方法。 除了亚磷酸三烷基酯外，亚膦酸酯 RP(OR')2和次亚膦酸酯 R2POR' 也能发生该类反应，例如： 反应机理 一般认为是按 S N2 进行的分子内重排反应： 反应实例
Arndt-Eister 反应 酰氯与重氮甲烷反应，然后在氧化银催化下与水共热得到酸。 反应机理 重氮甲烷与酰氯反应首先形成重氮酮（1），（1）在氧化银催化下与水共热，得到酰基卡宾（2），（2）发生重排得烯酮（3），（3）与水反应生成酸，若与醇或氨（胺）反应，则得酯或酰胺。 反应实例 Baeyer----Villiger 反应 反应机理 过酸先与羰基进行亲核加成，然后酮羰基上的一个烃基带着一对电子迁移到-O-O-基团中与羰基碳原子直接相连的氧原子上，同时发生O-O键异裂。因此，这是一个重排反应 具有光学活性的3---苯基丁酮和过酸反应，重排产物手性碳原子的枸型保持不变，说明反应属于分子内重排：
不对称的酮氧化时，在重排步骤中，两个基团均可迁移，但是还是有一定的选择性，按迁移能力其顺序为： 醛氧化的机理与此相似，但迁移的是氢负离子，得到羧酸。 反应实例 酮类化合物用过酸如过氧乙酸、过氧苯甲酸、间氯过氧苯甲酸或三氟过氧乙酸等氧化，可在羰基旁边插入一个氧原子生成相应的酯，其中三氟过氧乙酸是最好的氧化剂。这类氧化剂的特点是反应速率快，反应温度一般在 10~40℃之间，产率高。 Beckmann 重排 肟在酸如硫酸、多聚磷酸以及能产生强酸的五氯化磷、三氯化磷、苯磺酰氯、亚硫酰氯等作用下发生重排，生成相应的取代酰胺，如环己酮肟在硫酸作用下重排生成己内酰胺： 反应机理 在酸作用下，肟首先发生质子化，然后脱去一分子水，同时与羟基处于反位的基团迁移到缺电子的氮原子上，所形成的碳正离子与水反应得到酰胺。
常见的缩合反应类型
缩合反应 condensation (reaction) 两个或多个有机分子相互作用后以共价键结合成一个大分子，同时失去水或其他比较简单的无机或有机小分子的反应。其中的小分子物质通常是水、氯化氢、甲醇或乙酸等。缩合反应可以是分子间的，也可以是分子内的。 在多官能团化合物的分子内部发生的类似反应则称为分子内缩合反应。 缩合反应可以通过取代、加成、消除等反应途径来完成。 多数缩合反应是在缩合剂的催化作用下进行的，常用的缩合剂是碱、醇钠、无机酸等。 缩合作用是非常重要的一类有机反应，在有机合成中应用很广，是由较小分子合成较大分子有机化合物的重要方法。 有时两个有机化合物分子互相作用成一个较大的分子而并不放出简单分子，也称缩合。 常用于氨基酸合成 常见的缩合反应类型 ①羟醛缩合反应 为醛、酮或羧酸衍生物等羰基化合物在羰基旁形成新的碳-碳键，从而把两个分子结合起来的反应。这些反应通常在酸或碱的催化作用下进行。一个羰基化合物在反应中生成烯醇或烯醇负离子后进攻另一个羰基的碳原子，从而生成新的碳-碳键。最简单的例子是乙醛的羟醛缩合反应： ②克莱森缩合反应
含有α-活泼氢的酯类在醇钠、三苯甲基钠等碱性试剂的作用下，发生缩合反应形成β-酮酸酯类化合物，称为克莱森缩合反应，反应可在不同的酯之间进行，称为交叉酯缩合；也可将本反应用于二元羧酸酯的分子内环化反应，这时反应又称为迪克曼反应(Dieckmann reaction)。例如，乙酸乙酯在乙醇钠作用下生成乙酰乙酸乙酯： ③苯偶姻缩合反应 芳香族醛在氰化钾作用下发生两分子缩合，生成苯偶姻类化合物： ④偶姻缩合反应 羧酸酯与钠发生双分子还原，生成偶姻类化合物。如以适当的链状二元羧酸酯为原料，通过这个反应，使发生分子内偶姻缩合，能制得中环化合物： ⑤曼尼希反应 醛或酮与甲醛和二级胺或一级胺在弱酸性条件下发生氨甲基化反应。应用这个反应可在很温和的条件下合成一些复杂的、原仅天然存在的有机含氮化合物。例如，用等摩尔的丁二醛、3-戊酮二酸和甲胺的稀溶液，在35℃、pH＝5的条件下缩合，生成托品酮： ⑥维蒂希反应 醛或酮与维蒂希试剂发生缩合，是合成烯烃的重要方法。 ⑦乌尔曼缩合反应 卤代芳烃在铜粉(或氯化亚铜、氧化铜、硫酸铜、醋酸铜等)存在下与芳胺反应，生成高一级芳胺。当卤代芳烃有吸电子基团和芳胺有给电子基团，则有利于反应进行。除芳胺外，其他的亲核试剂如酚、硫酚等也能参与本反应。可利用本法由芳胺制备高一级的芳胺。
缩合剂种类及工作原理
库化合物制备中的缩合反应及缩合剂 库化合物制备中常用到的反应是胺化反应，常见的胺化反应即酸和胺发生反应，如下图： 但有时这种反应难以发生，需要加入缩合剂（coupling agents ），以促进反应进行，大致反应原理如下： 常见的缩合剂种类如下表：
下面简单介绍这些缩合剂各自的特点。 1.HBTU因其反应的产率较高而被广泛应用。它需要在水溶性的环境下进行反应，所以 若反应的中间产物是水溶性的，则要避免使用HBTU。下图是其副反应： 2. DMC DMC不需要水溶性的环境，所以当存在水溶性的中间体或产物时可优先考虑它，同时它适用于有空间位阻的羧酸的缩合反应。但它的缺点是每批之间的重现性不够好，同时当它参加的不是第一步反应时最好避免使用。下面是其反应的副产物： 3. HOBT它的使用相对较少。主要原因是它很容易分解。 4.HATU与HBTU相比，它的活性更高，当一些胺的反应活性不够时，可使用HATU 来加速反应。但它的价格约是HBTU的两倍。 5.DCC DCC会产生一种不溶于有机溶剂的副产物（但溶于醇类）。另外DCC会引起外 消旋作用，故不可用于手性化合物的制备。同时，DCC自身会重组生成一种副产物。它主要和其他缩合剂组合来使用。下图是它产生的不溶于有机溶剂的副产物： 6. CDI CDI可形成相对较稳定的中间体，同时对位阻较小的胺有一定的选择性。（shows selectivity towards less sterically hindered amines.），它可以在无水DMF和DMA中制备得到，且可以当作储备液来稀释酸（even be used as a stock solution to dilute acids.），CDI对workup没有要求，所以对水溶性的中间体和产物来说，它是个很好的缩合剂。下图是CDI的反应机理：