

乙酸乙酯(CH?COOCH?CH?)因其結(jié)構(gòu)中含有反應(yīng)性的酯基(-COO-)和具有相對酸性的α-氫原子,在有機(jī)合成中扮演著極其重要的中間體角色。其主要的反應(yīng)類型包括:
1. 克萊森縮合及其變體:
* 自身克萊森縮合: 這是乙酸乙酯經(jīng)典的反應(yīng)。在乙醇鈉等強(qiáng)堿作用下,一個(gè)乙酸乙酯分子的α-碳失去質(zhì)子形成碳負(fù)離子(烯醇負(fù)離子),該碳負(fù)離子親核進(jìn)攻另一分子乙酸乙酯的羰基碳。經(jīng)過加成和消除乙氧基,終生成乙酰乙酸乙酯(CH?COCH?COOEt),一種重要的β-二羰基化合物(β-酮酸酯)。
* 交叉克萊森縮合: 乙酸乙酯可以與另一個(gè)含有α-氫的酯(如丙酸乙酯、乙酯)在堿作用下發(fā)生交叉縮合,生成混合的β-酮酸酯(如CH?COCH(CH?)COOEt或CH?COCH(Ph)COOEt)。
* 迪克曼縮合: 當(dāng)二元羧酸的二乙酯分子內(nèi)發(fā)生克萊森縮合時(shí),形成環(huán)狀的β-酮酸酯。例如,己二酸二乙酯在堿作用下主要生成五元環(huán)產(chǎn)物(2-氧代環(huán)戊烷甲酸乙酯)。
2. 酯基的水解:
* 酸性水解: 在酸催化(如稀硫酸、鹽酸)下加熱回流,乙酸乙酯水解生成乙酸和乙醇。
* 堿性水解(皂化): 在水溶液中加熱,乙酸乙酯水解生成乙酸鈉和乙醇。這是將酯轉(zhuǎn)化為相應(yīng)羧酸鹽的標(biāo)準(zhǔn)方法。
3. 酯基的還原:
* 強(qiáng)還原劑(如LiAlH?): 乙酸乙酯被還原生成兩分子的乙醇(CH?CH?OH)。這是將酯還原為伯醇的重要方法。
* 溫和還原劑(如DIBAL-H): 在低溫下控制反應(yīng),可以選擇性地將酯還原為醛(CH?CHO),但乙酸乙酯還原得到的不穩(wěn)定,通常需要立即用于下一步反應(yīng)或原位捕獲。
4. 酯基的親核取代(氨解/醇解):
* 氨解: 與氨反應(yīng)生成(CH?CONH?)和乙醇。這是制備酰胺的途徑之一。
* 醇解(酯交換): 在酸或堿催化下,與另一種醇(如、異丙醇)反應(yīng),生成新的酯(如、乙酸異丙酯)和乙醇。用于改變酯的部分。
5. 與有機(jī)金屬試劑的反應(yīng):
* 與格氏試劑(Grignard Reagent)反應(yīng): 乙酸乙酯與2當(dāng)量的格氏試劑(RMgX)反應(yīng)。當(dāng)量加成生成酮(RCOCH?),但酮活性更高,會立即與第二當(dāng)量格氏試劑加成,終水解得到叔醇(R?C(OH)CH?)。這是合成具有兩個(gè)相同的叔醇的重要方法。
6. α-氫的化:
* 在強(qiáng)堿(如LDA, NaH)作用下,乙酸乙酯的α-碳去質(zhì)子化形成烯醇負(fù)離子。該親核試劑可以與鹵代烴(R-X)發(fā)生SN2反應(yīng),在α-位引入,生成α-取代乙酸乙酯(RCH?COOEt或 RCHCOOEt)。這些產(chǎn)物可以進(jìn)一步水解、脫羧得到取代乙酸,或用于其他轉(zhuǎn)化。
7. 作為狄爾斯-阿爾德反應(yīng)中的親雙烯體(較弱):
* 雖然活性不如酯等缺電子烯烴,但乙酸乙酯的酯基使其雙鍵具有一定的親電性,可以作為親雙烯體參與狄爾斯-阿爾德反應(yīng),與共軛雙烯(如環(huán)戊二烯)加成,生成環(huán)狀產(chǎn)物。
總結(jié)來說,乙酸乙酯的價(jià)值在于:
* 通過克萊森縮合(尤其是自身縮合)構(gòu)建乙酰乙酸乙酯這一極其多能的合成砌塊,用于酮、酸等的合成。
* 通過水解或還原,作為提供乙酸基、乙醇基的來源。
* 通過α-化引入側(cè)鏈,合成更復(fù)雜的羧酸衍生物。
* 通過與格氏試劑反應(yīng)合成特定結(jié)構(gòu)的叔醇。
這些反應(yīng)類型使得乙酸乙酯成為構(gòu)建碳鏈、引入官能團(tuán)、合成復(fù)雜分子(如天然產(chǎn)物、分子)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)中不可或缺的中間體。
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