烯醇、烯醇負離子與α-碳化學

羥醛縮合(aldol condensation)

羥醛縮合就是在羥醛反應末尾再多走一步:β-羥基羰基化合物失去一分子水,生成共軛烯酮(即α,β-不飽和醛或酮)。'縮合' 是化學家對「兩塊拼到一起並排出一個小分子」這類反應的稱呼——這裡排出的是水。結果是一根 C=C 雙鍵正好緊挨著 C=O,兩者彼此共軛。

為什麼水這麼容易離去?因為這個β-羥基羰基化合物在新生的 OH 和羰基之間有一個酸性的α-氫。鹼拿走這個α-質子,生成的碳負離子把β位上的氫氧根(此時充當離去基團)推出去,同時形成 C=C——這是一種 E1cb 式的消除。驅動力是共軛烯酮額外的穩定性:讓新雙鍵與羰基共軛會降低能量,所以脫水在熱力學上是有利的,尤其在加熱時。

縮合在它的交叉版本和定向版本中大放異彩。兩個不同羰基之間的交叉羥醛只有在一個搭檔沒有α-氫(因而只能當親電試劑)、另一個是良好的烯醇源時才乾淨——例如苯甲醛(無α-氫)加一個酮。若分子內進行,羥醛縮合可以關環,是製造五元環和六元環的經典手段。烯酮產物本身又是一個出發點:它是共軛加成中的邁克爾受體,也是羅賓遜環化的種子。

苯甲醛(PhCHO,無α-氫)與丙酮在鹼作用下反應,脫水後得到亞苄基丙酮 Ph-CH=CH-CO-CH3——這是一個交叉羥醛縮合。加熱把水趕走,固定下共軛烯酮。

交叉羥醛縮合:一個搭檔沒有α-氫,所以產物乾淨。

兩個都帶α-氫的羰基之間若不加控制地做交叉羥醛,會得到四種產物的混合物,一團糟。要讓它有用,就得讓一個搭檔沒有α-氫可選,或先用 LDA 生成單一烯醇負離子(定向羥醛)。

又稱
crossed aldol condensationdirected aldol醇醛缩合交叉羟醛缩合