Aldol反應

Aldol反應（Aldol Reaction)即羥醛縮合/醇醛縮合反應。

分子間的羥醛縮合經常被用來合成一些β-羥基化合物，如1，3-丙二醇、1，3-丁二醇和新戊二醇等。其可作為進一步生產香料、藥物等多聚物或聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)和聚對苯二甲酸丙二醇酯(PTT)等高聚物的單體；縮合脫水產物α，β-不飽和醛氧化得到相應的可廣泛用作精細化工生產原料的羧酸，如2，2-二羥甲基丙酸可用作水性氨脂擴鏈劑以及製備聚酯、光敏樹脂和液晶，2-甲基-2-戊烯酸是具有水果香味的食用香料，可廣泛用於食品加工業和其它日化香精產業；此外，α，β-不飽和醛完全氫化時得到飽和伯醛，可用作溶劑或製造洗滌劑、增塑劑。

基本介紹

• 中文名：羥醛縮合/醇醛縮合反應
• 外文名：Aldol Reaction
• 簡稱：Aldol反應
• 用途：合成β-羥基化合物等

反應的機理

羥醛縮合反應是指含有活性α氫原子的化合物如醛、酮、羧酸和酯等，在催化劑的作用下與羰基化合物發生親核加成，得到α-羥基醛或酸。有α氫原子的化合物如醛、酮、羧酸和酯分子中，由於羰基的吸電子誘導作用以及碳氧雙鍵和α碳上碳氫σ鍵之間的σ-π超共軛效應，使得α碳上氫上的電子云密度較低，具有較強的酸性和活性。

aldol反應機理

羥醛縮合反應既可以在酸催化下反應，也可以在鹼催化下反應。

在酸催化下，羰基轉變成烯醇式，然後烯醇對質子化的羰基進行親核加成，得到質子化的β-羥基化合物。由於α氫同時受兩個官能團的影響，其化學性質活潑，在經質子轉移、消除可得α，β-不飽和醛酮或酸酯。

在鹼性催化劑下，首先生成烯醇負離子，然後烯醇負離子再對羰基發生親核加成，加成產物再從溶劑中奪取一個質子生成β-羥基化合物。得到的β-羥基化合物在鹼作用下可失水生成α，β-不飽和醛酮或酸酯。

故羥醛縮合從機理上講，是碳負離子對羰基碳的親核加成。烯醇負離子具有兩位反應性能，一種是碳負離子進行親核加成，另一種是氧負離子進行親核加成。一般來說，碳負離子的親核性能強，氧負離子的鹼性強，故在親核反應是，主要是碳負離子作為親核試劑去進攻。

反應的分類

羥醛縮合反應可分為自身縮合和交叉縮合。

自身縮合可以是分子間的，也可以是分子內的。醛分子間的自身縮合平衡常數較大，故反應可順利進行，反應條件也較溫和，故可用於合成特定的醛。酮分子間的自身縮合平衡常數很小，故需要採用特殊的方法是反應向右推動，如加入催化劑、強鹼環境，或是用索氏提取器分離產物。一般來說，此類反應的產率較低，套用不多。

當分子內既有羰基又有烯醇負離子時，可發生分子內的羥醛縮合反應，得到關環產物。特別是合成五、六元環時，反應順利，產率較高。該反應被廣泛用於製備α，β-不飽和環酮。

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。為了解決這個問題，一般是使其中一種不含有活潑的α氫。

另外當發生的是不對稱的羥醛縮合反應時，一般有兩種反應進行定向縮合。一種是將底物酮轉變成烯醇的形式進行反烯醇負離子應，如Mukaiyama反應，即三甲基氯矽烷與烯醇形成矽醚，把烯醇的雙鍵固定，分離後再與醛或酮反應。或者用LDA將不對稱酮大部分轉變成動力學控制的烯醇負離子，再用三甲基氯矽烷分離。另一種是有機小分子的不對稱催化反應，催化劑的選擇至關重要，選擇合適的催化劑可以大大提高反應的選擇性。對於反應所使用的催化劑，根據其所具有的酸鹼活性中心，可分為酸性催化劑、鹼性催化劑、酸鹼催化劑。

除了醛酮外，其他含有活潑α氫的化合物也能形成碳負離子，從而與醛酮的羰基發生親核加成。如：Perkin反應，即在鹼性催化劑的作用下，芳香醛與酸酐在相應的羧酸鈉（鉀）鹽存在下生成α，β-不飽和芳香酸。如：Knoevenagel反應和Darzen反應。

常用的催化劑

常用的酸性催化劑有（VO）₂P₂O₇、α-VOPO₄、鈮酸和MFI沸石等。在酸性催化劑的陽離子活性中心醛羰基活化形成烯醇正碳離子從而發生縮合反應。

羥醛縮合反應中經常採用的鹼性催化劑，其包括鹼性化合物（鹼金屬或鹼土金屬的氧化物、氫氧化物、碳酸氫鹽、碳酸鹽和羧酸鹽）、有機胺類化合物以及陰離子交換樹脂等。羥醛縮合反應所選用的鹼性催化劑，可以是弱鹼（如碳酸鈉、碳酸氫鈉、醋酸鈉），也可以是強鹼（如氫氧化鈉、氫氧化鈣、氫化鈉、醇鈉等）。前者一般用於活性較大的醛之間的縮合，產物多為β 羥基化合物;後者則用於活性較小、空間位阻大的醛或酮之間的縮合，且反應多在非質子極性溶劑中進行。

酸鹼催化劑同時具有酸性鹼性活性中心，如一些二元氧化物或者水滑石等，適用於氣相羥醛縮合反應，也可用於液相羥醛縮合反應，近年來隨著其相關研究的發展，酸 鹼催化劑在羥醛縮合反應中的套用越來越受到重視。Ai在用各種氧化物催化氣相羥醛縮合反應的研究過程中，發現催化劑的活性和選擇性是由催化劑的酸鹼平衡所決定的，認為羥醛縮合反應主要是由鹼性活性中心催化的，同時需要有酸性活性中心促進縮合反應的進行。但是如果催化劑中所含酸性氧化物比例過高，會降低催化劑的鹼性，導致催化劑失活，如何合理選擇酸鹼活性中心的數目比例是套用兩性催化劑的關鍵。