烯醇、烯醇負離子與α-碳化學
羥醛反應(aldol reaction)
/ AL-dol /
羥醛反應是把兩個羰基分子連接在一起的主力反應。一個分子被變成烯醇負離子(或烯醇),成為碳親核試劑;另一個分子保留完整的羰基,充當親電試劑。第一個分子那個親核的α-碳去攻擊第二個分子的羰基碳,於是出現一根新的碳-碳鍵。產物裡同時含有一個醇(來自被攻擊的羰基)和一個醛或酮(原來那個)——這正是它被叫做 'aldol'(aldehyde 醛 + alcohol 醇 的縮合詞)的原因。
在鹼性條件下一步步看:氫氧根拿走一個α-氫生成烯醇負離子;烯醇負離子的碳端攻擊第二個分子的羰基碳,就像任何親核加成那樣,打開 C=O 的π鍵,把負電荷放到氧上;最後這個烷氧負離子從水中搶一個質子,變成中性的醇。結果是一個β-羥基羰基化合物:β-碳上帶一個羥基,羰基依然保留。這個反應也能用酸催化、經由烯醇進行。
為什麼這很重要?因為自然界和實驗室都要從小碳骨架搭出大碳骨架,而羥醛反應正是在α-β結合處縫合它們的首要工具。最簡單的情形是一個醛和它自己反應;更強大的情形是交叉羥醛(兩個不同的搭檔)和分子內羥醛(用來關環)。新生成的β-羥基羰基化合物常常接著脫水變成共軛烯酮——那個後續步驟就是羥醛縮合。
兩分子乙醛(CH3CHO)在稀鹼中反應,生成 3-羥基丁醛 CH3-CH(OH)-CH2-CHO。一個乙醛變成了烯醇負離子(親核試劑),另一個提供被攻擊的羰基。
羥醛產物是β-羥基羰基化合物——同一分子裡有醇也有羰基。
普通的羥醛反應停在β-羥基羰基化合物(屬於加成)。只有當這個產物脫水變成烯酮時,才得到羥醛縮合——加成和縮合是兩個不同的階段。
又稱
另見