交叉羥醛縮合

有機合成中套用最多的是交叉羥醛縮合，即利用兩個不同的醛或酮進行混合羥醛縮合反應，可得到α，β-不飽和醛酮。

基本介紹

• 中文名：交叉羥醛縮合
• 外文名：Clareson-schmidt condensation reaction
• 別名：克萊森-斯密特縮合反應

背景知識

羥醛縮合：具有α-H的醛或酮，在鹼催化下生成碳負離子，然後碳負離子作為親核試劑對醛或酮進行親核加成，生成β－羥基醛，β－羥基醛受熱脫水生成α-β不飽和醛或酮。在稀鹼或稀酸的作用下，兩分子的醛或酮可以互相作用，其中一個醛（或酮）分子中的α-氫加到另一個醛（或酮）分子的羰基氧原子上，其餘部分加到羰基碳原子上，生成一分子β-羥基醛或一分子β-羥基酮。這個反應叫做羥醛縮合或醇醛縮合。通過醇醛縮合，可以在分子中形成新的碳碳鍵，並增長碳鏈。

交叉羥醛縮合定義

有機合成中套用最多的是交叉羥醛縮合，即利用兩個不同的醛或酮進行混合羥醛縮合反應，可得到α，β-不飽和醛酮。如果兩反應物都有活潑的α-氫，將得到四種混合產物，若產物難以分離，這就沒有多大的利用價值。一些不帶α-氫原子的醛、酮不發生羥醛縮合反應（如HCHO、RCCHO、RCCOCR等），可它們能夠同帶有α-氫原子的醛、酮發生交叉羥醛縮合，其中主要是苯甲醛和甲醛的反應。並且產物種類減少，可以主要得到一種縮合產物，產率高。反應完成之後的產物中，必然是原來帶有α-氫原子的醛基被保留。在反應時始終保持不含α-氫原子的甲醛過量，便能得單一產物。

典型反應——克萊森-斯密特縮合反應

芳香醛與含有α-氫原子的醛、酮在鹼催化下所發生的羥醛縮合反應，脫水得到產率很高的α，β-不飽和醛、酮，這一類型的反應，叫做克萊森-斯密特（Claisen-Schmidt）縮合反應。在鹼催化下，苯甲醛也可以和含有α-氫原子的脂肪酮或芳香酮發生縮合。另外，還有些含活潑亞甲基的化合物，例如丙二酸、丙二酸二甲酯、α-硝基乙酸乙酯等，都能與醛、酮發生類似於羥醛縮合的反應。為了解決這個問題，一般是使其中一種不含有活潑的α氫。

機理

機理即為羥醛縮合的機理。羥醛縮合反應歷程，以乙醛為例說明如下：

第一步，鹼與乙醛中的α-氫結合，形成一個烯醇負離子或負碳離子：

第二步是這個負離子作為親核試劑，立即進攻另一個乙醛分子中的羰基碳原子，發生加成反應後生成一個中間負離子（烷氧負離子）。

第三步，烷氧負離子與水作用得到羥醛和OH。

稀酸也能使醛生成羥醛，但反應歷程不同。酸催化時，首先因質子的作用增強了碳氧雙鍵的極化，使它變成烯醇式，隨後發生加成反應得到羥醛。

生成物分子中的α-氫原子同時被羰基和β-碳上羥基所活化，因此只需稍微受熱或酸的作用即發生分子內脫水而生成，α，β-不飽和醛。

凡是α-碳上有氫原子的β-羥基醛、酮都容易失去一分子水。這是因為α-氫比較活潑，並且失水後的生成物具有共軛雙鍵，因此比較穩定。

重要套用

丙烯醛的製備

丙烯醛是一種最簡單的不飽和醛, 化學性質活 潑, 是一種重要的有機化工中間體。最大的市場套用是製備動物飼料添加劑蛋氨酸, 還可合成 甲基吡啶、吡啶、戊二醛、甘油和丙烯酸等重要的化 工產品, 此外還可作為合成 1,3-丙二醇(1,3-PDO) 的 重要原料。(1,3-PDO) 是生產聚對苯二甲酸丙二酯 (PTT) 的主要原料之一, 也可用作合成增塑劑、洗滌 劑、防腐劑、乳化劑的原料, PTT 纖維性能優異, 極 具市場前景, 但卻嚴重受制於 1,3-PDO 生產量少價 高, 因此 1,3-PDO 生產技術的研究開發已成為當前 的一個熱點。以下介紹甲醛乙醛氣相法製備丙烯醛
甲醛水溶液和稍 微過量的乙醛通過管式反應器中的催化劑床層, 反 應溫度 300～320 ℃, 收率以甲醛計約65%, 以乙醛計為75%。

苄叉丙酮的製備

在苯甲醛和丙酮的交叉羥醛縮合反應中，通過改變反應物的投料比可得到兩種不同產物：苯甲醛和丙酮的交叉羥醛縮合反應中，得到苄叉丙酮。