原甲酸三甲酯和醛反应机理

如题所述

本文章通过分析反应,剖析在此过程中表现出来的有机化学反应机理,同时分析反应的条件和试剂的作用,从而帮助读者梳理有机化学的学习要点,掌握有机化学反应的规律。

本文题目选自《演习で学ぶ有机反応机构》

题目:

通过观察反应物和产物,我们可以发现,该反应是醛与醇反应生成缩醛的反应。由上次的分析可得,该反应机理应如下

A:通过质子化激活羰基。

B:向活化的羰基中加成MeOH。

C:质子转移。

D:通过氧上的孤对电子消除水。

E:加成MeOH并质子化以形成二甲基缩醛。

那么,现在我们唯一的问题就是,HC(OMe)3这个试剂的作用是什么。

在有机化学中,我们把甲酸的水合物叫做原甲酸,即HC(OH)3。原甲酸中的羟基被烷氧基取代后称为原甲酸酯。

在此处,原甲酸三甲酯可以和反应中生成的水反应,减少体系中水的含量,从而使反应向右

进行,提高该反应的产率。原甲酸三甲酯与水反应的机理如下

F:原甲酸三甲酯作为水的清除剂,以使平衡向产品侧进行。质子化随后消除MeOH。

G:加成水。

H:质子转移。

I:消除MeOH,然后去质子化形成HCOOMe。

原甲酸酯除了上述的作用,还有以下的用途:

作烷基化试剂,很将烷基转移到各种醇羟基上,如Johnson–Claisen重排反应
作为甲酰化试剂
烯醇硅醚或酮的烯醇盐可以与原甲酸酯原位生成的碳正离子反应,生成β-缩醛基酮类化合物(这两个一时间没有想到比较好的例子,知道的可以在评论区补充一下)
本题来自文献

Baker, R.; Cooke, N. G.; Humphrey, G. R.; Wright, S. H. B.; Hirshfield, J.

J. Chem. Soc., Chem. Commun. 1987, 1102.

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第1个回答  2022-12-01
由醛转变为缩醛反应是一个醛与醇在酸性条件下反应生成缩醛的反应。有机合成者常用该反应来保护醛基。
反应机理
A:醛羰基得到一个质子活化
B:甲醇氧的孤对电子进攻活化了的羰基
C:质子迁移
D:在甲氧基孤对电子的推动下消去一分子水
E:一分子甲醇加成,然后脱去一个质子形成二甲基缩醛
F:原甲酸三甲酯得到一个质子活化,然后脱去一分子甲醇
G:与前面反应中的副产物水反应来消耗掉一分子水,这样能使反应向正反应方向进行
H:质子迁移
I:消去一分子甲醇后,再脱掉一个质子生成了甲酸甲酯
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