有机合成中羟醛缩合反应的重要性及固体碱催化剂的应用

有机合成中羟醛缩合反应的重要性及固体碱催化剂的应用

醇醛缩合是有机合成中重要的碳链增长反应，是碳阴离子与羰基碳进行亲核加成反应，可以形成新的碳碳键，增长碳链。一个分子的烯醇根离子与另一个分子的羰基进行亲核加成，生成β-羟基醛或酮（醇醛加成反应）。含有α氢原子的β-羟基醛或酮容易脱水生成较稳定的共轭双键结构α,β-不饱和醛或酮（醇醛缩合反应）。

有机与无机固体碱催化剂

醇醛缩合反应中常用的碱性催化剂有碱金属化合物（无机碱）和有机胺化合物（有机碱），不同的碱度强度也适用于不同底物的缩合。强碱：适用于活性较低、空间位阻较大的醛酮间的缩合，反应多在极性非质子溶剂中进行。弱碱：适用于活性较高的醛间的缩合，产物多为β-羟基化合物。

（部分无机及有机固体碱催化剂列表）

无机固体碱：固体碱金属化合物

醇醛缩合制备羟基醛的反应中常采用碱金属化合物催化剂，所得产物经加氢精制可得到二醇甚至多元醇，例如在乙醛自缩合得到3-羟基丁醛的反应中，采用强碱催化剂，可将粗品催化加氢得到1,3-丁二醇。

负载型碱金属化合物也是制备双功能催化剂的常用方法，例如甲基丙烯酸甲酯（MMA）通常由丙酸甲酯（MP）与甲醛（FA）经醇醛缩合反应生成，该反应的催化剂通常采用碱金属化合物与酸性位点相结合形成双功能催化剂（如Cs-Nb/Al2O3；Cs-P/SiO2），可提高反应效率。

有机固体碱：固体胺化合物

有机胺化合物是另一类广泛应用于醇醛缩合反应的碱性催化剂，例如甲醛与异丁醛缩合生成羟基新戊醛，常用三乙胺作为缩合催化剂，缩合产物经加氢可得到新戊二醇。

有机固体碱催化剂主要有叔胺阴离子交换树脂和负载有机胺基的二氧化硅。该类固体碱避免了传统催化剂怕水等缺点，可以催化水溶液中甲醛和丁醛的醇醛缩合反应。阴离子交换树脂是一种新型固体碱催化剂，但由于其耐温性较差，在溶剂中易溶胀、破膜，因此在一些高温醇醛缩合反应中，多选择将有机胺负载在无机载体上，如二氧化硅。