作业帮甲醛能否发生羟醛缩合反应,为什么?
来源：学生作业帮助网 编辑：作业帮 时间：2024/05/05 11:37:19
甲醛能否发生羟醛缩合反应,为什么?
甲醛能否发生羟醛缩合反应,为什么?
甲醛能否发生羟醛缩合反应,为什么?
羟醛缩合 具有α-Ｈ的醛,在碱催化下生成碳负离子,然后碳负离子作为亲核试剂对醛酮进行亲核加成,生成β－羟基醛,β－羟基醛受热脱水成不饱和醛.
在稀碱或稀酸的作用下,两分子的醛或酮可以互相作用,其中一个醛（或酮）分子中的α-氢加到另一个醛（或酮）分子的羰基氧原子上,其余部分加到羰基碳原子上,生成一分子β-羟基醛或一分子β-羟基酮.这个反应叫做羟醛缩合或醇醛缩合（aldolcondensation）.通过醇醛缩合,可以在分子中形成新的碳碳键,并增长碳链.
羟醛缩合反应历程,以乙醛为例说明如下：
第一步,碱与乙醛中的α-氢结合,形成一个烯醇负离子或负碳离子：
第二步是这个负离子作为亲核试剂,立即进攻另一个乙醛分子中的羰基碳原子,发生加成反应后生成一个中间负离子（烷氧负离子）.
第三步,烷氧负离子与水作用得到羟醛和OH.
稀酸也能使醛生成羟醛,但反应历程不同.酸催化时,首先因质子的作用增强了碳氧双键的极化,使它变成烯醇式,随后发生加成反应得到羟醛.
生成物分子中的α-氢原子同时被羰基和β-碳上羟基所活化,因此只需稍微受热或酸的作用即发生分子内脱水而生成,α,β-不饱和醛.
凡是α-碳上有氢原子的β-羟基醛、酮都容易失去一分子水.这是因为α-氢比较活泼,并且失水后的生成物具有共轭双键,因此比较稳定.
除乙醛外,由其他醛所得到的羟醛缩合产物,都是在α-碳原子上带有支链的羟醛或烯醛.羟醛缩合反应在有机合成上有重要的用途,它可以用来增长碳链,并能产生支链.
具有α-氢的酮在稀碱作用下,虽然也能起这类缩合反应,但由于电子效应、空间效应的影响,反应难以进行,如用普通方法操作,基本上得不到产物.一般需要在比较特殊的条件下进行反应.例如：丙酮在碱的存在下,可以先生成二丙酮醇,但在平衡体系中,产率很低.如果能使产物在生成后,立即脱离碱催化剂,也就是使产物脱离平衡体系,最后就可使更多的丙酮转化为二丙酮醇,产率可达70％～80％.二丙酮醇在碘的催化作用下,受热失水后可生成α,β-不饱和酮.
在不同的醛、酮分子间进行的缩合反应称为交叉羟醛缩合.如果所用的醛、酮都具有α-氢原子,则反应后可生成四种产物,实际得到的总是复杂的混合物,没有实用价值.一些不带α-氢原子的醛、酮不发生羟醛缩合反应（如HCHO、RCCHO、ArCHO、RCCOCR、ArCOAr、ArCOCR等）,可它们能够同带有α-氢原子的醛、酮发生交叉羟醛缩合,其中主要是苯甲醛和甲醛的反应.并且产物种类减少,可以主要得到一种缩合产物,产率也较高.反应完成之后的产物中,必然是原来带有α-氢原子的醛基被保留.在反应时始终保持不含α-氢原子的甲醛过量,便能得单一产物.芳香醛与含有α-氢原子的醛、酮在碱催化下所发生的羟醛缩合反应,脱水得到产率很高的α,β-不饱和醛、酮,这一类型的反应,叫做克莱森-斯密特（Claisen-Schmidt）缩合反应.在碱催化下,苯甲醛也可以和含有α-氢原子的脂肪酮或芳香酮发生缩合.另外,还有些含活泼亚甲基的化合物,例如丙二酸、丙二酸二甲酯、α-硝基乙酸乙酯等,都能与醛、酮发生类似于羟醛缩