《酸催化的缩合反应》PPT课件.ppt
酸碱催化的缩合反应,1.化合物分子失去一个带负电荷的原子或基团。例如:,2.不饱和化合物加上一个质子：,一、形成碳正离子的方法：,-H2O,二、伯、仲、叔正碳离子的稳定性：,碳正离子的反应：消去一个氢原子形成烯烃（如醇的E1消去）。重排成较稳定的正碳离子。与负离子及其它碱性分子结合(如SNI反应）。和烯烃加成形成一个较大的碳正离子。从烷烃夺走一个负氢离子。,3.1.1 烯烃的自身缩合反应,例如：异丁烯用60%硫酸或磷酸处理，得到2,2,4-三甲基戊烯-1和2,2,4-三甲基戊烯-2混合物。,-,例2：目前工业上制备高级汽油2,2,4-三甲基戊烷（异辛烷）就是在酸催化下，用异丁烯和异丁烷反应。,芳烃的烷基化(Friedel-Crafts反应),1、催化剂：（1）常用的路易斯酸催化剂的活性次序为：A1C13FeCl3SbCl5SnCl4BF3TiCl4ZnCl2,一、反应试剂,（2）常用的质子酸的活性次序为：HFH2S04P2O5H3P04,2、常用的烷基化剂有卤化烃、烯、醇、醚、酯,（1）卤代烷作烷基化试剂,例1 1-溴代-1-苯基丙酮在三氯化铝催化下与苯反应生成1,1-二苯基丙酮。,卤代烷的活性次序：,相同卤素，不同烷基时：相同烷基，不同卤素时：,叔卤代烷 仲卤代烷 伯卤代烷,RF RCl RBr RI,(2)烯烃作烷基化试剂,工业上大量生产烷基苯时，常用烯烃作为烷基化试剂。如在三氯化铝催化下，利用廉价易得的乙烯、丙烯与苯反应，合成重要的工业原料乙苯、异丙苯等。,(3)醇作烷基化试剂 醇在酸催化下容易形成碳正离子，因此也常用作烷基化试剂，用醇作烷基化试剂时，在很多情况下，硫酸、三氟化硼和一些有机酸是较为常用的催化剂。,双酚A是制造环氧树脂、聚砜、聚碳酸酯等的重要原料。,返回,（4）羰基化合物做烷基化试剂,催化剂,酚醛树脂,(5)其他试剂作烷基化试剂,环氧化合物作烷基化试剂,对Lewis酸敏感的化合物可用高氯酸银做催化剂，在碳酸钙存在下进行,二、烷基化反应的特点,当所用的烷基化剂的烷基含有三个或三个以上的碳原子 进行烷基化反应时，烷基往往发生异构化；烷基化反应不易停留在一元取代物的阶段，容易得到多 烷基取代苯；烷基化反应是一个可逆反应，因此在反应中常常发生歧 化反应；当环上连有强吸电子基时(如硝基、磺酸基、酰基和氰 基等)一般不发生反应；,返回,烷基化反应的特点分析：,当引入的烷基为三个碳以上时,引入的烷基会发生碳链异构现象,原因：反应中的活性中间体碳正离子发生重排，产生更稳定的碳正离子后，再进攻苯环形成产物。,一级碳正离子,二级碳正离子,烷基化反应不易停留在一元阶段,通常在反应中有多烷基苯生成,所以，采用苯过量，可控制多取代而以一取代为主。,可逆反应，存在速度控制和平衡控制,反应限制：苯环上已有NO2、-SO3H、-COOH、-COR等(拉电子)取代基时，烷基化反应不再发生。原因:R+是弱亲电试剂，而这些取代基都是强吸电子基，降低了苯环上的电子云密度，使亲电取代不易发生。所以硝基苯可用作烷基化反应的溶剂。,间位在热力学上是稳定的,三、芳烃的酰基化反应,试剂：RCOX 或 RCOOCOR 催化剂：无水AlCl3 等,例如：,酰基化反应的特点：产物纯、产量高(因酰基不发生异构化，也不发生多元取代).反应限制：苯环上已有NO2、-SO3H、-COOH、-COR等取代基时，酰基化反应不再发生.酰基化反应所需催化剂的量比烷基化反应所需催化剂的量多.,或-芳基取代的羧酸可以进行分子内酰化，是制备四氢萘酮衍生物的常用方法。分子内的酰化反应，在建立环状体系方面特别有价值，这些反应常用二元酸的酸酐为酰化剂，如：,3.1.3 醛酮的酸催化缩合一、醛酮自身缩合 用酸处理醛酮，通过烯醇化，发生自身缩合。酸的作用是：提高C=O亲核加成的活性,酸催化羰基化合物烯醇化加成，再与另一分子醛酮,?,例：丙酮在硫酸催化下，缩合最终得均三甲苯,在自缩合中，若酮为不对称酮或只含一个-H的不对称酮，则产物单一;若不对称酮，反应总是发生在取代基较多的-C上（平衡控制）。得到的加成产物易脱水。,1.定义：含有-活泼氢的醛酮和甲醛及一个胺同时反应，醛酮的 一个-活泼氢被一个胺甲基取代，称为胺甲基化反应或 Mannich反应，简称曼氏反应,3.1.4 曼尼希（Mannish）反应（胺甲基化反应）,胺甲基,例：,2.反应通式：,曼氏盐,3.反应条件：,（1）反应介质：酸性。反应一般在水、醇或醋酸溶液中进行，通常混合物中加入少量盐酸（或用胺的盐酸盐）（2）醛：最常用的是甲醛，也可用其他醛（3）胺：胺一般用二级胺，如二甲胺，六氢吡啶等（如用一级胺，胺甲 基化反应后氮上还有氢，可再发生反应）。（4）含有-活泼氢的化合物：A.除醛酮外，羧酸、酯、硝基、腈的-H以及炔烃、芳香环系 的活泼氢（如酚的邻、对位）均可发生此反应。B.当用不对称酮进行反应时，氨甲基化反应总是发生在取代程度较高的-C上。因为在酸性条件下，含取代基较多的烯醇化比取代基较少的烯醇稳定。,不对称酮进行氨甲基化反应例,反应主要发生在取代程度较高的-C上。,4.满氏盐（碱）的性质,，不饱和羰基化合物,用Mannich碱或盐作为迈克尔加成反应的受体 很多，不饱和羰基化合物是通过Mannich碱或盐制备的。Mannich碱经加热即得，不饱和羰基化合物，并马上与碳负离子发生共轭加成（邢上册519）。,+,例1,应用例2：阿托品的合成,鲁滨逊的方法（1917）,维尔斯泰特的方法（1896）以环庚酮为原料，经历21步，托品酮总收率0.75%。,3.5 烯胺及其烷基化,1.制备：至少含一个的醛酮与钟胺缩合生成烯胺（，不饱和胺）,2.反应特点：A.反应活性 醛酮B.由环仲胺制备的烯胺较脂肪仲胺制备的烯胺稳定。常用环仲胺制备烯胺C.反应可逆，烯胺水解可还原为醛酮和仲胺,3.结构特点：,上电子密度大，可作为亲核试剂与卤代烃、酰卤、酸酐、卤代的醛、酮、羧酸及其酯、共轭醛、酮、羧酸及其酯、睛发生反应。,3.合成应用：,与醛酮碱催化烃化相比，烯胺烃化有以下特点：,1.烯胺烃化条件温和，不需要碱催化剂，可避免醛酮碱中自缩合2.烯胺烃化优先发生在取代少的上，只得到单烷基化的产物；醛酮碱催化烃化常得混合物（二烷基化和氧烷基化的产物)3.烯胺与，不饱和醛酮发生Micheal加成后，再进行Robinson关环，增环的区域选择性与醛酮碱催化下发生Micheal加成再进行Robinson关环不同。故可根据需要选择不同合成方法。,例2:,
