Aldol(羟醛缩合)反应——有活性α氢的醛、酮、羧酸和酯等,与羰基化合物亲核加成,得到α-羟基醛或酸的反应机理,反应案例和经验

文摘   2024-11-24 18:37   上海  

Aldol羟醛缩合反应是醛酮在碱性条件下得到烯醇盐和另一个羰基化合物缩合得到β-羟基醛酮的反应。是我们从小分子合成大分子的重要手段之一,是基础有机化学考试中合成题目的必考知识点!

羟醛缩合反应会生成一根新的C-C键,将两分子羰基化合物连缀为一体,使得碳链大为增长,因此这个反应在合成里相当重要的链增长反应。

经典的古老aldol反应

通过羟醛负离子的aldol反应

羟醛缩合的产物的特征:一定是一个β-羟基醛酮,或者是进一步脱水之后的α,β-不饱和醛酮。在合成题目里,但凡在目标分子中看到这样的结构特征,多半儿就可以利用羟醛缩合反应进行制备。

反应机理

aldol反应、最早是由Charles Adolphe Wurtz于Alexander Borodin等人、在19世纪后半双方独立发现的。经典典条件是利用硫酸等Bronsted酸,或如质子溶剂+乙醇钠等Bronsted碱的条件下得到的(下图所示古老经典的aldol反应机理)。

羟醛缩合过程中,新生成的C-C键如下图中红色所示,一定处于β-羟基醛酮的羟基旁侧, 或着干脆就是α,β-不饱和醛酮双键所处的位置:

显而易见,经典的aldol反应会有诸多不足,比如副产物复杂。这么多年化学研究人员进行了很多很多尝试,并且不断地改善

1957年Zimmerman与Traxler一起提出了aldol的六元环过渡态模型。该反应过渡态以取代基之间的立体位阻最小为基准,通过金属介导形成「椅式六员环结构」,通过这个过渡态,可以准确推断产物的立体选择性,一直沿用至今。

反应案例

逆合成学习

做逆合成分析时,我们可以反其道而行之,从这两个位置把β-羟基醛酮或者α,β-不饱和醛酮切开分成两块儿,各自恢复 成反应前羰基化合物的结构,大致就可以推断出合成所需的原料:

例:请以苯及不超过三碳的化合物为原料合成如下分子。

  • 目标分子看起来是个醇,没有羰基,似乎与羟醛缩合并无关系。但很多时候,结合其它的反应,我们可以把看似不相干的结构转化为 β-羟基醛酮或是α,β-不饱和醛酮,进而利用羟醛缩合去延展碳链。

    当前的目标分子中最显眼的就是醇羟基。而合成醇,我们前面介绍过,一种很重要的方法就是利用羰基化合物与格氏试剂的亲核加成反应, 一方面得到羟基,另一方面也可以增长碳链:

    格氏试剂又来自于卤代烃溴乙烷,不超过两碳,满足原料要求。至于我们推出的这个酮,碳原子数目依然很多,还需要继续往下分析,把它 倒推成碳链更短的分子。当前结构中已经出现羰基了,和羟醛缩合的产品相比,其实就少了一根C=C双键。而我们也知道,C-C单键是可以由 双键还原得到的,因此这里如果我们逆推出一根双键,得到的结构刚好就可以满足羟醛缩合产物的特征:

    注意上头这个不饱和酮,我们控制条件进行催化氢化,刚好可以保证双键还原而酮羰基保留。

    现在既然已经推出了α,β-不饱和酮,毫无疑问,我们又可以利用羟醛缩合反应了,它应当来自于苯甲醛与丙酮的交叉缩合。丙酮满足原料要求, 而苯甲醛可以通过苯的Gattermann-Koch反应制备:

    到这儿,逆合成分析结束,我们的思路也整个儿完成。连缀起来,大致如下图所示:

综上所述,羟醛缩合是我们在合成中延长碳链的一种强有力的武器。与羰基有关的目标分子,在进行某些特定结构转化后,往往就能与羟醛缩合关联起来。

反应经验

Aldol反应是一个常用,重要且繁琐复杂体系的反应,并非只言片语就讲完,收藏公众号,标星关注期待后续的分享。

文章内容来自书本和互联网。

添加微信 邀你入群和大佬学习

钯催化偶联历史文章

钯催化的偶联反应——概述绪论

钯催化的插羰反应的反应机理和经验分享

钯催化的偶联反应——Stille(施蒂勒)反应有机锡化合物和卤代烃偶联反应的机理,反应案例和经验分享

钯催化的偶联反应——Buchwald_Hartwig 反应偶联反应的机理和经验分享

钯催化的偶联反应——Sonogashira coupling偶联反应的机理和经验分享

钯催化的偶联反应——Mizoroki-Heck偶联反应的机理和经验分享

钯催化的偶联反应——Suzuki-Miyaura偶联反应的机理和经验分享

钯催化的氰化反应——芳香卤代烃 与KCN或 Zn(CN)2在 钯催化剂 作用 氰基取代 的反应机理,反应案例和反应经验

Negishi(根岸)偶联反应——镍/钯 催化有机锌试剂和卤代物或磺酸酯(芳基,烯基,炔基和酰基)交叉偶联的反应机理,案例和经验

历史文章


争议与希望的国产新冠特效药阿兹夫定片——阿兹夫定的合成路线合成方法 分享学习

2300元一盒的辉瑞新冠口服药—Paxlovid(帕克洛维)——(PF-07321332)的合成路线

千金藤素 可以抑制新冠病毒复制15393倍的特效药?——分享千金藤素的化学合成路线和NMR数据

研发130年的白血病活命神药:格列卫Glivec(甲磺酸伊马替尼)合成路线 《我不是药神》的主角药物

复旦研究生自制猫传腹新药:GS-441524牟利达1000 多万,被刑拘!!GS-441524分子介绍!

能根治丙肝的药:夏帆宁 (Harvoni)合成路线研究  曾经1片美国卖7820元,印度卖28块神药

机理分享


氨基的保护——13种常用保护基介绍,保护基的选择经验,使用范围,引入条件,脱去条件总结分享

硝基的还原成胺——硝基制备胺的七种方法,分享反应机理和反应案例,反应经验

Demethylation(脱甲基)反应——甲基芳基醚去甲基化反应机理、反应案例、反应经验

TEMPO的催化氧化反应——选择性的氧化伯醇到醛酮的反应机理,反应案例,反应经验

DIBAL-H(二异丁基氢化铝)的还原反应

Arndt-Eistert(阿恩特-艾斯特尔特)反应 ——羧酸碳链增长的重要方法,反应机理,案例,反应经验

Barbier(巴比尔)反应——有机金属试剂与羰基化合物加成增加碳的反应机理,反应案例与反应案例

Dess-Martin(戴斯马丁)氧化反应——醇氧化成醛酮的方法,反应试剂制备,反应机理,反应案例和反应经验分享

硝基的还原成胺——硝基制备胺的七种方法,分享反应机理和反应案例,反应经验

Curtius(柯提斯)重排反应——羧酸生成酰基叠氮化物 再亲核重排为异氰酸酯 水解制备胺 的反应机理,反应案例和反应经验分享

肟化反应——醛酮与盐酸羟胺合成肟的反应机理,反应经验和反应经验 及 肟 在合成上的应用

乌洛托品HMTA(六亚甲四胺)——化合物介绍及参与的人名反应Sommelet反应,Delépine反应,Duff酰化反应总结整理


合成经验分享

常见 溶剂洗脱剂 展开剂 的极性 顺序表 及极性分享

1H 13C 19F NMR核磁常见杂质化学位移表  收藏分享

LC-MS解析——基础以及常见问题分享

有机合成中常见的环状化合物——中英文对照

有机化学 英文缩写 总结:缩写+全称+应用+结构

分享 有机合成老手的宝贵经验

医药外包的CRO、CMO、CDMO、CSO公司的差异、现状和发展

《剧毒化学品目录》——实验安全经验分享

有机合成操作经验分享 记得收藏


化学资源分享

ChemDraw  化学人/科研人必备软件 分享

10款手机APP推荐介绍——助力有机化学合成学习和工作

Origin 2022 化学人/科研人必备软件 分享

MestReNova14 化学人/科研人必备软件 分享

资料分享——March’s Advanceddranic Chemistay高等有机反应、机制和结构(第八原版)pdf

资料分享——刑其毅裴伟伟《基础有机化学(第四版)》PDF+课后习题答案PDF

资料分享——刑其毅裴伟伟《基础有机化学(第三版)》PDF+课后习题答案PDF


小化实验室
化学就是微观的物理,小化实验室,分享有机合成反应中的机理,案例和经验!交流化学咨询及合成路线!让我们互相交流,互相学习,互相成长!
 最新文章