《QQ有机总结》
【本质】其实是羰基的亲和加成,她的亲核试剂是一种由醛或酮自生成生的碳负离子,体现了α-H的酸性。
【注】从反应机理看出,醛要进行羟醛缩合必须有α-H,否则无法产生碳负离子亲核试剂。当有一个α-H一般停留在脱水的前一步,形成α羟基醛。其实羟醛缩合反应,只要控制温度就可以停留在羟醛产物。
【例】
OH-2CH3CH2CH2CHOCHOCH3CH2CH2CHCH2CH3?OH-2CH3CH2CH2CHO6℃~8℃CH3CH2CHCHCHOOHCH2CH3CH3H3CCHCHCCH3OHCH3CHO2H3CCHCHOCH3OH-
②酸催化下的羟醛缩合 【机理】 HCH2CHOH+H+++H2CCHOHH2C-CHOH+稀醇式H3CCHOH++H2C-CHOHH2CH3CCHHCOHOH+-H+提供活化羰基HCHCH3CCHOHOH亲核试剂H+CH3CHCHCHO-H2O
【本质】在酸催化反应中,亲核试剂实际上就是醛的稀醇式。
【注】酸的作用除了促进稀醇式的生成外,还可以提供活化羰基的醛分子。此外,在酸的条件下,羟醛化合物更容易脱水生成α、β不饱和醛(酮),因为酸是脱水的催化剂。
(2)酮的缩合反应 【例】
OOH-CH3H3CCH3COHCH2COCH32H3C
第 31 页 共 82 页
《QQ有机总结》
OOAl[OC(CH3)3]3100℃ 二甲苯
(3)分子内缩合
【注】分子内缩合,一般是形成稳定的五、六圆环,因为五、六圆环更稳定。 【例】
H-H3CH3CCCH3-OHOCCH3OOO-OH-OO
(4)交叉的羟醛缩合
【描述】两种同时有α-H的醛(酮),可发生交叉羟醛缩合,产物是混合物。 【注】①一般的羟醛缩合反应,最好是一个有α-H的醛(酮),和一个没有α-H的醛(酮)反应。
【例】
OCH3CHOOH3CCH3+OCHOOH-?CHOO+C2H5CHOCH3
【注】②跟酸碱催化的卤代一样,当脂肪酮有两个不同的烃基的时候,碱催化缩合一般优先发生在取代较少的α碳上,酸催化缩合发生在取代较多的α碳上。但这种反应的选择性不高,常常得到混合物。
【例】
OH3CCH3OH-C6H5CHCHOCC2H5+OHCC6H5H+C6H5CHCH3OCCCH3
第 32 页 共 82 页
《QQ有机总结》
【注】③如果用体积较大的碱,如二异丙基氨基锂(LDA)作缩合催化剂,使之基本上进攻体积较小的一侧。
【例】
OH3COOHCH31)CH3CHO/LDAH3C2)H+/H2OLDA=LiN[CH(CH3)2]2
5、醛(酮)的氧化
(1)Tollens,吐伦试剂
【描述】氢氧化银溶液氨溶液,被称为吐伦试剂。
Ag(NH3)2OHRCHO?RCOOH
(2)Fehling,菲林试剂
【描述】碱性氢氧化铜溶液用酒石酸盐熔合,称为菲林试剂。
Cu(OH)2/NaOHRCHO?RCOOH
(3)拜耶尔-维立格(Baeyer-Villiger)氧化 【描述】酮被过氧酸氧化成脂。
ORCR1RCOOOHORCOR1
【机理】
ORCR1OHRC+OOHCH3RCR1OOOCCH3+HOOCOOR1OCH3RCOR1O+O-C+HOCCH3
【注】
①不对称酮进行拜耶尔-维立格氧化时,会有两种可能,这主要看迁移基团的迁移难度,芳基>叔烃基>伯烃基>甲基。
②醛也可发生拜耶尔-维立格氧化反应,但因优先迁移基团是氢,所以主要产物是羧酸,相当于醛被过氧酸氧化。
【例】
第 33 页 共 82 页
《QQ有机总结》
OCH3OOCH3PhCOOOHCHCl3
6、醛(酮)的还原 (1)催化氢化
RCHOH2NiH2RCOOHROR1ROHR1Pt
【注】很多基团都可以催化氢化,如碳碳双键、碳碳三键、硝基、氰基……,所以选择催化氢化还原羰基的时候,要看好化合物是否还有其他可以催化氢化的基团。
(2)用LiAlH4、NaBH4还原
RO(R1)H1)LiAlH4+ROH2)H2O,H(R)H1RO(R1)H1)NaBH4+ROH2)H2O,H(R)H1
【特点】NaBH4还原醛、酮的过程与LiAlH4类似,但它的还原能力不如LiAlH4的强。也正因如此,NaBH4具有较高的选择性,即NaBH4对醛、酮的还原不受脂基、羧基、卤基、氰基、硝基等基团的干扰,而这些基团都能被LiAlH4还原。
(3)①麦尔外因-彭多夫(Meerwein-Ponndorf)还原
RO(R1)H(CH3)2CHOH[(CH3)2CHO]3AlRO(R1)H
【机理】
第 34 页 共 82 页
《QQ有机总结》
[(H3C)2HCO]AlOR1RHOCH3CH3OAl[OCH(CH3)2]R1CRHO+H3CCCH3OAl[OCH(CH3)2]R1CRHH3CRCHOHCHOHR1+H3C+[(CH3)2CHO]3Al
②欧芬脑(Oppenauer)氧化
ROH(R1)HRO(R1)H(CH3)2CO[(CH3)2CHO]3Al
【注】麦尔外因-彭多夫还原的逆反应,就是欧芬脑氧化。
【特点】麦尔外因-彭多夫还原和欧芬脑氧化,他们都具有高度的选择性,对双键、叁键或者其他易被还原或易被氧化的官能团都不发生作用。
【例】
OPhCHCHCPh麦尔外因-彭多夫PhCHCHOHCHPh
(4)双分子还原
OH3CCCH3Mg苯H+H3CCH3CH3CCCH3H+H3CCH3OCCH3CCH3OHOHOMg苯H+OHOHH+O
【特点】双分子还原的产物是邻二醇,可以在酸的作用下发生频哪醇重排。 (5)克莱门森(Clemmensen)还原
ORCR1Zn-Hg浓HCl,?RCH2R1
【特点】羰基还原成亚甲基
【注】不适用α、β不饱和醛(酮),双键对其有影响。
第 35 页 共 82 页