Сложноэфирная конденсация Кляйзена — Органическая химия для олимпиад

Сложноэфирная конденсация Кляйзена

8 заданий

Механизм и движущая сила

linkОпора

Конденсация Кляйзена похожа на альдольную реакцию (урок 282), но у сложного эфира есть уходящая группа (урок 258). Поэтому после присоединения енолята к группе C=O второй молекулы алкоксид-ион уходит, и получается β-кетоэфир. Реакция обратима, и её доводит до конца депротонирование продукта.

Как найти продукт конденсации Кляйзена

  1. Донор — α-атом сложного эфира \(\ce{RCH2COOEt}\), который этилат натрия превращает в енолят.
  2. Акцептор — группа C=O второй молекулы; из тетраэдрического интермедиата уходит этилат-ион.
  3. Продукт \(\ce{RCH2CO-CH(R)-COOEt}\) — β-кетоэфир: группы C=O и COOEt разделены одним атомом.
  4. Движущая сила: этилат-ион отрывает кислый атом водорода между двумя группами C=O, поэтому нужен целый эквивалент основания, а затем подкисление.
  5. Сложный эфир \(\ce{R2CHCOOEt}\) с одним α-атомом водорода с этилатом натрия не конденсируется: у продукта нет кислого атома водорода. Для него нужны более сильные основания (трифенилметилнатрий, LDA).
  6. Основание согласуют с эфиром: этилат — для этиловых эфиров, метилат — для метиловых; иначе пойдёт переэтерификация.
Две молекулы этилацетата дают ацетоуксусный эфир
Две молекулы этилацетата дают ацетоуксусный эфир

Примеры

1. Этилпропаноат. Две молекулы этилпропаноата с этилатом натрия после подкисления дают этил-2-метил-3-оксопентаноат.

α-Атом одной молекулы атакует C=O другой
α-Атом одной молекулы атакует C=O другой

2. Метилфенилацетат. Две молекулы метилфенилацетата с метилатом натрия после подкисления дают метил-3-оксо-2,4-дифенилбутаноат.

Метиловый эфир конденсируют с метилатом натрия
Метиловый эфир конденсируют с метилатом натрия

errorВ альдоле остаётся OH, в продукте Кляйзена — C=O

В альдольной реакции кислород акцептора остаётся в виде группы OH, а в конденсации Кляйзена он остаётся в группе C=O, а уходит алкоксид-ион. Продукт Кляйзена — β-кетоэфир.

edit_noteПопробуйте сами

Что даст этилбутаноат с этилатом натрия (затем кислота)?

expand_moreПоказать решение

Этил-2-этил-3-оксогексаноат.

Смешанная конденсация и кетоны

Два разных сложных эфира дают один продукт, если один из них не может быть донором, то есть не имеет α-атомов водорода. Кетон со сложным эфиром тоже даёт один продукт: кетон кислее и становится донором, а эфир — акцептором. Так получают 1,3-дикарбонильные соединения, которые затем легко алкилируются.

Как провести смешанную конденсацию

  1. Акцептор без α-атомов водорода — этилбензоат, этилформиат, диэтилкарбонат или диэтилоксалат; его берут в избытке.
  2. Кетон со сложным эфиром: енолят кетона (он кислее) служит донором, эфир — акцептором, и получается 1,3-дикарбонильное соединение.
  3. Кетон с этилформиатом даёт α-формилкетон (гидроксиметиленкетон), с диэтилкарбонатом — β-кетоэфир, с диэтилоксалатом — α,γ-дикетоэфир.
  4. 1,3-Дикарбонильный продукт алкилируют действием этилата натрия и алкилгалогенида по атому углерода между группами C=O.
\[\ce{CH3COOC2H5 + (C2H5O)2CO ->[NaOEt] CH2(COOC2H5)2 + C2H5OH}\]

Примеры

1. Формилирование. Циклогексанон с этилформиатом в присутствии этилата натрия даёт 2-(гидроксиметилен)циклогексанон.

Этилформиат — только акцептор
Этилформиат — только акцептор

2. Диэтилкарбонат. Этилацетат с диэтилкарбонатом \(\ce{(C2H5O)2CO}\) в присутствии этилата натрия даёт диэтилмалонат: у карбоната нет α-атомов водорода, и он служит только акцептором.

3. Диэтилоксалат. Ацетон с диэтилоксалатом в присутствии этилата натрия даёт этил-2,4-диоксопентаноат.

Кетон — донор, оксалат — акцептор
Кетон — донор, оксалат — акцептор

errorДонором становится самый кислый партнёр

Из двух партнёров енолят даёт тот, у которого α-атом водорода кислее: кетон (\(pK_a\) 19), а не сложный эфир (25). Эфир становится акцептором.

edit_noteПопробуйте сами

Что даст пропиофенон с диэтилкарбонатом в присутствии гидрида натрия?

expand_moreПоказать решение

Этил-2-метил-3-оксо-3-фенилпропаноат.

push_pinГлавное

Енолят сложного эфира атакует карбонил второй молекулы; из тетраэдрического интермедиата уходит алкоксид — получается β-кетоэфир. Равновесие невыгодно; его сдвигает депротонирование продукта (\(pK_a\) 11) алкоксидом, поэтому нужен целый эквивалент основания и кислотная обработка, а у эфира должно быть два α-H. Основание — тот же алкоксид, что в эфире. Смешанная конденсация однозначна, если акцептор без α-H: бензоат, формиат, карбонат, оксалат. Кетон с эфиром даёт 1,3-дикарбонильное соединение: енолят кетона — донор, эфир — акцептор.

Закрепите теорию: 8 заданий с проверкой и подсказками, урок зачитывается от 70 %.

Органическая химия для олимпиад · репетитор-кузьмин.рф
© 2026. Курс органической химии для подготовки к региональному и заключительному этапам Всероссийской олимпиады школьников и к перечневым олимпиадам первого уровня.