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裴伟伟
羟醛缩合反应在有机化学中的应用
故羟醛缩合从机理上讲,是碳负离子对羰基碳的亲核加成。烯醇负离子具有两位反应性能,一种是碳负离子进行亲核加成,另一种是氧负离子进行亲核加成。一般来说,碳负离子的亲核性能强,氧负离子的碱性强,故在亲核反应是,主要是碳负离子作为亲核试剂去进攻。
羟醛缩合反应的分类及应用:
另外当发生的是不对称的羟醛缩合反应时,一般有两种反应进行定向缩合。
一种是将底物酮转变成烯醇的形式进行反烯醇负离子应,如Mukaiyama反应,即三甲基氯硅烷与烯醇形成硅醚,把烯醇的双键固定,分离后再与醛或酮反应。
或者用LDA将不对称酮大部分转变成动力学控制的烯醇负离子,再用三甲基氯硅烷分离。
另一种是有机小分子的不对称催化反应,催化剂的选择至关重要,选择合适的催化剂可以大大提高反应的选择性。对于反应所使用的催化剂,根据其所具有的酸碱活性中心,可分为酸性催化剂、碱性催化剂、酸 碱催化剂。
常用的酸性催化剂有(VO)2P2O

7、α-VOPO

4、铌酸和MFI沸石等。在酸性催化剂的阳离子活性中心醛羰基活化形成烯醇正碳离子从而发生缩合反应。

羟醛缩合反应中经常采用的碱性催化剂,其包括碱性化合物(碱金属或碱土金属的氧化物、氢氧化物、碳酸氢盐、碳酸盐和羧酸盐)、有机胺类化合物以及阴离子交换树脂等。羟醛缩合反应所选用的碱性催化剂,可以是弱碱(如碳酸钠、碳酸氢钠、醋酸钠),也可以是强碱(如氢氧化钠、氢氧化钙、氢化钠、醇钠等)。前者一般用于活性较大的醛之间的缩合,产物多为β 羟基化合物;后者则用于活性较小、空间位阻大的醛或酮之间的缩合,且反应多在非质子极性溶剂中进行。
酸 碱催化剂同时具有酸性碱性活性中心,如一些二元氧化物或者水滑石等,适用于气相羟醛缩合反应,也可用于液相羟醛缩合反应,近年来随着其相关研究的发展,酸 碱催化剂在羟醛缩合反应中的应用越来越受到重视。Ai在用各种氧化物催化气相羟醛缩合反应的研究过程中,发现催化剂的活性和选择性是由催化剂的酸碱平衡所决定的,认为羟醛缩合反应主要是由碱性活性中心催化的,同时需要有酸性活性中心促进缩合反应的进行。
但是如果催化剂中所含酸性氧化物比例过高,会降低催化剂的碱性,导致催化剂失活,如何合理选择酸碱活性中心的数目比例是应用两性催化剂的关键。
参考文献:
①刑其毅,裴伟伟,徐瑞秋,基础有机化学(第三版),北京:高等教育出版社,2005.12.
②谭露璐,钱君律,伍艳辉,羟醛缩合催化剂研究进展,化学工业与工程,2006,23(1).
③宗水珍,α-碳负离子在羟醛缩合反应中的作用,常熟高专学报,1999,13(2)
④杨炳君,关于羟醛缩合反应问题的几点体会,安徽科技,1999,2。

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