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向羰基加成—碳链延长的常见方法

有机物分子中凡与官能团直接相连的碳原子称α-碳原子,与α-碳原子连接的氢原子称α-氢原子。一定条件下含有α-氢原子的醛能与另一分子醛发生加成反应,其反应实质是一个α-氢原子加在另一分子醛的羰基氧上,其余部分加在对方的羰基碳上(从而延长碳链)。

氢亲氧,天经地义。何况是受过相邻官能团委屈的氢。

因产物为β-羟基醛,该类反应被称作羟醛缩合,例如乙醛分子间加成:

CH3-CO-H+H×C×H2-CO-H → CH3-CH(OH×)-C×H2-CO-H(后一个乙醛的α-H向前一个乙醛的羰基氧加成)

【例一】2-甲基丙醛(A)和2-甲基丁醛(B)的混合物发生羟醛缩合,写出可能的产物的名称。

答:四种,分别为A+B、B+A、A+A、B+B。

3-羟基-2,2,4-三甲基戊醛

3-羟基-2,4-二甲基-2-乙基己醛

3-羟基-2,4-二甲基-2-乙基戊醛

3-羟基-2,2,4-三甲基己醛

【例二】现欲利用羟醛缩合制备季四戊醇C(CH2OH)4,最后一步反应是关于醛基的氧化还原反应,则基本有机原料是______、______。

答:甲醛、乙醛

(前面的总反应是碱性条件下乙醛的三个α-H向三个甲醛加成,产物为C(CH2OH)3CHO。该产物中的醛基来自乙醛,三个羟基来自三个甲醛。最后一步是该醛基加氢还原。)

以上被加成者为羰基,加成物则除羰基的α-H外还可能是HCN、炔钠、Grignard试剂等。

【例三】炔钠(NaC≡CR)可与羰基发生加成反应。写出NaC≡CCH3与CO2发生加成(后再水解)的产物的结构简式,并命名。

答:C2H5C≡CCOOH    2-戊炔酸

【例四】烷基卤化镁(RMgX)被称为Grignard试剂,它可与羰基向羰基加成—碳链延长的常见方法发生加成反应生成化合物向羰基加成—碳链延长的常见方法,后者水解转化为醇向羰基加成—碳链延长的常见方法

现欲由Grignard法制一种叔醇3-甲基-3-己醇,原料是某种酮和某种Grignard试剂。请写出所有可能的各组原料的结构简式。

答:C2H5CH2COC2H5+CH3MgX

C2H5CH2COCH3+C2H5MgX

CH3COC2H5+C2H5CH2MgX

【例五】HCHO、HCN和CO2都可作为原料给有机物分子的碳链增加一个C原子。现以乙醇为主要原料,简要说明如何使它变成C3化合物(如丙醛、丙酸、丙腈等)。

(1)用HCHO:

(2)用HCN:

(3)用CO2

答:(1)用HCHO:乙醇氧化成乙醛,再与甲醛发生羟醛缩合生成β-羟基丙醛。

(2)用HCN:乙醇氧化成乙醛,再与HCN发生加成,生成α-羟基丙腈。或乙醇被取代生成溴乙烷,再与NaCN取代生成丙腈

(3)用CO2:乙醇被取代生成溴乙烷,后者与镁生成Grignard试剂,再与CO2作用并水解变成丙酸。

(责任编辑:化学自习室)
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