羟醛缩合，也叫做醇醛缩合（aldolcondensation），是指在稀碱或稀酸的作用下，含α-氢的醛（ ）可以发生自身 加成反应 ，生成β-基醛（酮）的反应。通过羟醛缩合，分子中形成了新的碳碳键，延长了碳链。
缩合反应 一般采用碱 催化 ，如 氢氧化钠 、 氢氧化钾 、 醇钠 、 2-甲基-2-丙醇 铝等。由两分子相同的醛缩合制备不饱和醛是最简单的羟醛缩合。
基本简介
具有α-H的醛，在稀碱催化下生成 碳负离子 ，然后碳负离子作为 亲核试剂 对醛酮进行亲核加成，生成β-羟基醛，β-羟基醛受热脱水成不饱和醛。
在稀碱或稀酸的作用下，两分子的醛或酮可以互相作用，其中一个醛（或酮）分子中的α-氢加到另一个醛（或酮）分子的羰基氧原子上，其余部分加到羰基 碳 上，生成一分子β- 羟基 醛或一分子β-羟基酮。这个反应叫做羟醛缩合或醇醛缩合（aldol 缩合反应 ）。通过醇醛缩合，可以在分子中形成新的碳碳键，并增长碳链。
反应历程
羟醛缩合反应历程，以 乙醛 为例说明如下：
第一步，碱与乙醛中的α-氢结合，形成一个 烯醇 阴离子 或负碳离子：
第二步是这个负离子作为 亲核试剂 ，立即进攻另一个乙醛分子中的羰基碳原子，发生 加成反应 后生成一个中间负离子（烷氧负离子）。
第三步，烷氧负离子与水作用得到羟醛和OH。
稀酸也能使醛生成羟醛，但反应历程不同。酸 催化 时，首先因 质子 的作用增强了 一水碳酸钠 双键 的 极化 ，使它变成烯醇式，随后发生加成反应得到羟醛。
生成物分子中的α-氢原子同时被 羰基 和β-碳上 羟基 所 活化 ，因此只需稍微受热或酸的作用即发生分子内脱水而生成，α，β-不饱和醛。
凡是α-碳上有氢原子的β-羟基醛、酮都容易失去一分子水。这是因为α-氢比较活泼，并且失水后的生成物具有共轭双键，因此比较稳定。
除 乙醛 外，由其他醛所得到的羟醛缩合产物，都是在α- 碳 上带有支链的羟醛或烯醛。羟醛缩合反应在 有机合成 上有重要的用途，它可以用来增长碳链，并能产生支链。
反应机理
羟醛缩合从机理上讲，是 碳负离子 对 羰基碳 的亲核加成。醛或酮分子中的 羰基 结构使α-碳原子上的氢原子具有较大的活性，在酸性 催化剂 作用下，羰基氧原子 质子化 ，增强了羰基的诱导作用促进α-氢 离解 生成 烯醇 。
酸 催化 的反应机理：
在碱性催化剂作用下α 碳原子失去氢原子形成碳负离子 共振 杂化物，达到平衡后生成烯醇盐。
碱催化的反应机理：
烯醇盐紧接着与另一分子醛或酮的羰基进行亲核加成，形成新的碳碳单键，得到β-羟基醛或酮。由于α 氢原子比较活泼，含有α 氢原子的β 羟基醛或酮容易失去一分子水形成具有更加稳定共轭 双键 结构的α,β 不饱和醛或酮。
酸催化的脱水机理：
催化剂
对于两种不同醛或酮间的交叉缩合，由于非 催化 过程副反应多，导致选择性不高。需通过催化过程使得目的产物的选择性达到工业应用的要求。对于反应所使用的催化剂，根据其所具有的酸碱活性中心，可分为酸性催化剂、碱性催化剂、 酸碱催化剂 。
1、酸性催化剂
常用的酸性催化剂有(VO)₂P₂O₇、 铌酸 和MFI 沸石 等。在酸性催化剂的 阳离子 活性中心(Brnsted中心或Lewis中心),醛 羰基 活化 形成 烯醇 正碳离子从而发生 缩合反应 。酸催化的烯醇 酮平衡可表示为已有的研究发现， 催化剂 表面酸性活性中心的种类、数目和分布都会影响其催化性能，适宜的酸强度能有效促进气相羟醛缩合反应过程中正碳离子的形成，提高反应活性。
Tanner等使用(VO)2P2O7和α VOHPO4的磷酸钒 氧化物 作 催化 剂，对 丙酮 的自缩合、丙酮与甲醛的交叉缩合进行了研究，表明对于该反应磷酸钒催化剂的酸性活性中心具有较好的催化能力， 羰基 结构 基团 在其表面迅速完成了 质子化 和亲核加成的反应过程。
Paulis等使用铌酸(Nb2O5·nH2O)作为 催化剂 ，进行丙酮气相羟醛缩合反应，发现反应产物种类与催化剂酸性中心的的酸强度和酸度密切相关。研究表明，铌酸催化剂表面的bRnsted酸性中心酸强度较强，在催化 缩醛 和 缩酮 的反应中，具有很好的催化活性，选择性和稳定性。
Dumitriu等将具有不同酸性的MFI 沸石 用于低碳醛的气相羟醛缩合反应，通过改变催化剂中Si与Fe3+的比例，调节Brnsted酸性中心的酸强度和酸度，结果发现表面酸强度的增强，可以促进低碳醛气相羟醛缩合反应的进行，提高反应转化率。
2、碱性 催化剂
羟醛缩合反应中经常采用的碱性催化剂，其包括碱性化合物( 碱金属 或 碱土金属 的 氧化物 、 氢氧化物 、 碳酸氢盐 、 碳酸根 和 羧酸盐 )、 有机胺 类化合物以及 阴离子交换树脂 等。实际工业应用中，羟醛缩合反应所选用的碱性催化剂，可以是 弱碱 (如 碳酸钠 、 碳酸氢钠 、 乙酸钠 ),也可以是 强碱 (如 氢氧化钠 、 石灰乳 、 氢化钠 、 醇钠 等)。前者一般用于活性较大的醛之间的缩合，产物多为β- 羟基化合物 ；后者则用于活性较小、空间位阻大的醛或酮之间的缩合，且反应多在非 质子 极性 溶剂 中进行。
碱金属化合物 催化 剂常用于羟醛缩合制备 羟基 醛的反应中，得到的产物经过加氢纯化可以得到 二醇 乃至 多元醇 ，例如 乙醛 自缩合得到的 3-羟基丁醛 的反应，选择苛性钠 水溶液 作为催化剂，粗产品催化加氢可得到1,3-丁二醇。同样的，甲醛和 丁醛 交叉缩合生成2,2-二羟 甲基 丁醛，选择 碳酸钠 和 氢氧化钠 混合溶液作为催化剂可以减少副反应，提高反应选择性。
Lopez等分别采用NaBEA、KF/ 铝矾土 和La2O3 固体催化剂 ，对 苯甲醛 和 苯乙酮 的羟醛缩合反应中催化剂失活机理进行了研究。试验表明，反应过程中产生的 苯甲酸 会大大降低反应过程中 质子 氢的转移 速率 ，而胺的加入对其速率影响较小，因此认为 催化 剂的碱性活性中心能够有效催化反应，而催化剂的失活也与碱性活性中心的损耗相关。 有机胺 类化合物是羟醛缩合反应中广泛应用的另一类碱性催化剂。例如甲醛和 异丁醛 缩合生成 羟基 新 正戊醛 的反应，多使用 三乙胺 作为缩合催化剂，缩合产物经 氢化 得到 新戊二醇 。甲醛和 丁醛 在三乙胺催化作用下缩合然后氢化，则生成高纯度的羟 2-碘-2-甲基丙烷 。专利报导了一种有机胺盐类缩合催化剂，用于羟醛缩合制1,3-丙二醇的过程。
阴离子交换树脂 是新兴的碱性 催化剂 。传统的 碱金属 氢氧化物 溶液(如 氢氧化钠 、 氢氧化钾 )作为催化剂，存在催化剂难于回收，容易腐蚀设备，生成液需要中和分离，反应工艺复杂、生产周期长等缺点，而阴离子交换树脂在保持催化活性的基础上克服了上述缺点，得到越来越多研究人员的关注。
工业上2,2 二羟 甲基 丙酸的生产主要以甲醛、 丙醛 为原料，在 无机化合物 碱或 有机碱 催化 作用下，经羟醛缩合反应生成2,2 二羟甲基丙醛，再用 过氧化氢 氧化得到。最新研究表明，在 固定床 反应器 中，选用 硅烷 化碱性 阴离子交换树脂 催化剂 ，反应效果的好坏取决于球状催化剂比表面的大小、活性 基团 的多少、 吸附 脱附速度的快慢等。催化剂以固体形式存在，避免了用 碱液 作催化剂的一系列问题，同时也保证了反应转化率和选择性。
工业上合成2-甲基- 2-戊烯 醛也普遍使用 氢氧化钠 水溶液 作催化剂，产率在80%左右，但是NaOH水溶液会腐蚀实验设备且产物不易分离。唐斯萍等研究了以阴离子交换树脂作催化剂， 丙醛 双分子缩合制备2- 甲基 2-戊烯醛的新工艺，目标产物2-甲基-2-戊烯醛的产率可以达到93.54%。
国内也有不少关于 阴离子交换树脂 应用于羟醛缩合反应的报道。 欧植泽 等通过试验筛选出三丁胺 胺化 强碱性阴离子交换树脂作为 相转移催化剂 ，催化合成 苄叉丙酮 ，在优化反应条件下， 苄[biàn] 叉丙酮的 收率 可达98%,且催化剂可重复使用。胡微等选择强碱性 苯乙烯 系季 铵[ǎn] 型离子交换树脂作为催化剂，用 丙酮 与甲醛缩合制得乙 酰[xiān] 乙醇 ，再在 草酸 存在下脱水得到 甲基乙烯酮 。石秀敏等研制筛选出适合于 催化蒸馏 法制 双丙酮醇 的新型 阴离子 催化剂，即大孔型强碱性苯乙烯阴离子 没药树 ，催化活性和选择性都很高。
化学反应
羟醛缩合反应是一个重要的有机化学反应，它在 有机合成 中有着广泛的应用。羟醛缩合反应是指含有活性α-氢原子的化合物如醛、酮、 羧酸 和酯[zhǐ]等，在 催化剂 的作用下与 羰基化合物 发生亲核加成，得到β-羟基醛酮或酸，或进一步脱水得到α,β-不饱和醛酮或酸酯的反应。① 分子间的羟醛缩合经常被用来合成一些β- 羟基化合物 ，如1，3-丙二醇、1，3- 1,4-丁二醇 和新 戊二醇 等。其可作为进一步生产香料、药物等多聚物或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、 聚对苯二甲酸丁二酯 (PBT)和聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)等 均聚物 的 单体 ；缩合脱水产物α，β-不饱和醛氧化得到相应的可广泛用作精细化工生产原料的 羧酸 ，如2，2-二羟甲基丙酸可用作水性氨脂 扩链剂 以及制备 聚酯 、 光敏树脂 和 液晶 ，2- 甲基 2-戊烯酸是具有水果香味的食用香料，可广泛用于 食品加工 和其它 国产日化品牌 香精产业；此外，α，β-不饱和醛完全 氢化 时得到饱和伯醛，可用作 溶剂 或制造 洗洁精 、 塑化剂 。
其他反应
具有α-氢的酮在稀碱作用下，虽然也能起这类 缩合反应 ，但由于 电子效应 、空间效应的影响，反应难以进行，如用普通方法操作，基本上得不到产物。一般需要在比较特殊的条件下进行反应。例如： 丙酮 在碱的存在下，可以先生成 双丙酮醇 ，但在平衡体系中，产率很低。如果能使产物在生成后，立即脱离 碱催化剂 ，也就是使产物脱离平衡体系，最后就可使更多的丙酮转化为二丙酮醇，产率可达70%～80%。二丙酮醇在碘的 催化 作用下，受热失水后可生成α，β-不饱和酮。
交叉羟醛缩合：在不同的醛、酮分子间进行的 缩合反应 称为交叉羟醛缩合。如果所用的醛、酮都具有α-氢原子，则反应后可生成四种产物，实际得到的总是复杂的 混合物 ，没有实用价值。一些不带α-氢原子的醛、酮不发生羟醛缩合反应，可它们能够同带有α-氢原子的醛、酮发生交叉羟醛缩合，其中主要是 苯甲醛 和甲醛的反应。并且产物种类减少，可以主要得到一种缩合产物，产率也较高。反应完成之后的产物中，必然是原来带有α-氢原子的 醛基 被保留，在反应时始终保持不含α-氢原子的甲醛过量，便能得单一产物。
克莱森-斯密特缩合：（Claisen-Schmidt）。芳香醛与含有α-氢原子的醛、酮在碱 催化 下所发生的羟醛缩合反应，脱水得到产率很高的α，β-不饱和醛、酮，这一类型的反应，叫做克莱森-斯密特（Claisen-Schmidt）缩合反应。在碱催化下， 苯甲醛 也可以和含有α-氢原子的 脂肪酮 或芳香酮发生缩合。另外，还有些含活泼 CH2 的化合物，例如 丙二酸 、 丙二酸二甲酯 、α-硝基 乙酸乙酯 等，都能与醛、酮发生类似于羟醛缩合的反应。主要原因均是强吸电子基团对于α-H的活化。使之易成为 氢离子 而脱离， 乙酰乙酸乙酯 和 丙二酸二乙酯 在 有机合成 上的应用也与之有关。