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羟醛缩合是有机化学中的一种重要反应，它涉及两个羰基化合物在碱性条件下结合形成新的碳碳键。反应首先产生羟醛产物，然后在适当条件下可以脱水形成α,β-不饱和羰基化合物。这个反应在有机合成中有着广泛的应用。
羟醛缩合的第一步是烯醇负离子的形成。在碱性条件下，氢氧根离子夺取羰基化合物α位碳原子上的酸性氢，形成共振稳定的烯醇负离子。这个负离子具有两种共振结构，负电荷可以分布在氧原子和碳原子上，这种共振稳定性使得烯醇负离子成为良好的亲核试剂。
第二步是亲核进攻过程。形成的烯醇负离子作为亲核试剂，进攻另一个羰基化合物的羰基碳原子。在这个过程中，烯醇负离子的负电荷攻击羰基碳，同时羰基的π键断裂，电子对转移到氧原子上，形成醇盐负离子中间体，并建立了新的碳碳键。
第三步是质子化过程，形成最终的羟醛产物。醇盐负离子中间体从溶剂分子（通常是水）中获得一个质子，负电荷被中和，形成羟基。这样就得到了含有羟基和醛基的羟醛化合物，完成了羟醛加成反应。这个产物可以进一步发生脱水反应。
最后一步是脱水缩合过程。羟醛产物在加热条件下容易发生消除反应，脱去一个水分子。在这个过程中，羟基和相邻碳原子上的氢被消除，形成碳碳双键，得到α,β-不饱和羰基化合物。这种化合物具有共轭体系，在有机合成中非常有用。整个羟醛缩合反应就此完成。