knoevenagel缩合反应

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1、Knoevenagel缩合反应文献综述1.摘要Knoevenagel缩合反应是有机化学中较常见的一个反应。本文在综合大量文献的成果基础上，简述了这一反应，分析了其可能的反应机理和影响反应进行的动力学、热力学因素，列举了此反应在有机合成方面的广泛应用，对Knoevenagel缩合反应的研究提出了新的展望。2.正文2.1反应简述Knoevenagel缩合反应（脑文格反应；克诺维纳盖尔缩合反应；柯诺瓦诺格缩合反应；克脑文盖尔缩合反应），又称Knoevenagel反应：含有活泼亚甲基的化合物与醛或酮在弱碱催化下，发生失水缩合生成α,β-不饱和羰基化合物及其类似物。图1

2、Knoevenagel缩合反应通式Z基是吸电子基团，一般为-CHO、-COR、-COOR、-COOH、-CN、-NO2等基团。两个Z基团可以相同，也可以不同。-NO2基团的吸电子能力很强，有一个就足以产生活泼氢。常用的碱性催化剂有哌啶、吡啶、喹啉和其他一级胺、二级胺等。常用的活泼亚甲基化合物有丙二酸二乙酯、米氏酸、乙酰乙酸乙酯、硝基甲烷和丙二酸等，但事实上任何含有能被碱除去氢原子的C-H键化合物都能发生此反应。反应一般在苯或甲苯中进行，同时将产生的水分离出去，此法所用温度较低，产率高。Knoevenagel反应是对Perkin反应的改进，将酸酐改为活泼亚甲基化

3、合物。由于活泼氢的存在，使得弱碱作用下，能产生足够浓度的碳负离子进行亲核加成。弱碱的使用避免了醛酮的自身缩合，因此除芳香醛外，酮和脂肪醛均能进行反应，扩大了适用范围。Knoevenagel反应是制备α,β-不饱和化合物的常用方法之一。2.2发现历史这个反应最早是由德国化学家亚瑟·汉斯（ArthurHantzsch）发现的，1885年，他用乙酰乙酸乙酯、苯甲醛和氨反应，发现生成了对称的缩合产物2,6-二甲基-4-苯基-1,4-二氢吡啶-3,5-二甲酸二乙酯，也生成了少量的2,4-二乙酰基-3-苯基戊二酸二乙酯，这是有关Knoevenagel反应的最早纪录。[1]

4、1894年，德国化学家EmilKnoevenagel从多个方面对这一反应作了进一步研究，他发现任何一级和二级胺都可以促进反应进行；反应可以分步进行；而且丙二酸酯可以代替乙酰乙酸乙酯作为活性的亚甲基化合物。[2]两年之后，Knoevenagel又开始了对这个反应的研究，他发现，在室温或0℃时，苯甲醛与过量乙酰乙酸乙酯在催化量的哌啶作用下，会生成双加成物2,4-二乙酰基-3-苯基戊二酸二乙酯。他的一个助手重复了这个实验，在冷却一步上消耗了更少的时间，结果发现得到的产物与之前的产物不同，这次的产物是缩合产物苄叉乙酰乙酸乙酯与上述双加成物的混合物。进一步的研究又发现，

5、如果使用等摩尔的苯甲醛和乙酰乙酸乙酯，将反应温度控制在0°C，那么两者之间的反应便可以定量生成缩合产物苄叉乙酰乙酸乙酯，而基本上不产生加成物。[6]这便是现今所看到的Knoevenagel反应的雏形，缩合产物苄叉（或烷叉）乙酰乙酸乙酯也被称为Knoevenagel产物。但实际上，Claisen等早在十余年前就已经通过其他方法得到该类型的化合物了[3]，只不过Knoevenagel所用的方法和条件更温和一些而已。此后的研究表明，如果用原始反应条件处理苄叉乙酰乙酸乙酯，又可得到双加成物，从而证实了苄叉乙酰乙酸乙酯是双加成物生成过程中的中间产物。2.3反应机理Kno

6、evenagel是由碱催化的缩合反应，类似于羟醛缩合反应。根据所用碱种类的不同，可以有两种可行的机理。2.3.1亚胺—亲核加成机理该观点认为反应历程中，醛或酮先与胺缩合为亚胺，然后再与失去α氢的活泼碳负离子加成，最后再消去形成双键。以哌啶催化下醛与乙酰乙酸乙酯的反应为例：图2亚胺—亲核加成机理这个机理与Knoevenagel最初提出的机理（图3）有些类似。在Knoevenagel发现这个反应之前，就已知苯甲醛可以与两分子的哌啶缩合，生成苄叉二哌啶缩氨醛。而且苄叉二哌啶缩氨醛与乙酰乙酸乙酯在乙醇中作用时，可以高产率得到下图中的最终产物双加成物。[4]因此Knoe

7、venagel认为，反应的机理应是胺与醛先缩合为缩氨醛，受乙酰乙酸乙酯进攻，产生β-氨基二羰基化合物中间产物，然后消除哌啶得到α,β-不饱和羰基化合物，并最后与另一分子乙酰乙酸乙酯进行Michael加成，得最终的双加成产物。图3Knoevenagel提出的机理2.3.1Hann–Lapworth机理该观点认为，首先是乙酰乙酸乙酯与醛在碱作用下羟醛加成为β-羟基二羰基化合物中间产物，然后再消除水得到缩合产物。仍以哌啶催化下醛与乙酰乙酸乙酯的反应为例：图4Hann–Lapworth机理上述两种机理中的中间产物β-氨基二羰基化合物[5]和β-羟基二羰基化合物[6]都

8、已从不同的反应中分离出来。一般认为，当