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第七章氧化反應(yīng)藥物合成技術(shù)第七章氧化反應(yīng)藥物合成技術(shù)1在藥物合成中,借助氧化反應(yīng)可以得到種類(lèi)繁多的化合物,如醇、醛、酮、羧酸、酚、醌、環(huán)氧化合物等含氧化合物,以及脫氫的不飽和烴類(lèi)、芳香化合物等。氧化反應(yīng)是在氧化劑或氧化催化劑存在下實(shí)現(xiàn)的,氧化劑種類(lèi)很多,特點(diǎn)各異,一種氧化劑往往可以與多種不同的基團(tuán)發(fā)生反應(yīng),而同一種基團(tuán)也可以被多種氧化劑氧化,同時(shí)氧化過(guò)程往往伴隨很多副反應(yīng),因此,在藥物合成中,選擇符合要求的合適的氧化劑是非常重要的。返回在藥物合成中,借助氧化反應(yīng)可以得到種類(lèi)繁多的化合物,2一、氧化反應(yīng)的概念氧化反應(yīng)(oxidationreaction)是一類(lèi)最常用的有機(jī)化學(xué)反應(yīng)。廣義氧化反應(yīng)對(duì)以共價(jià)鍵結(jié)合的有機(jī)化合物來(lái)說(shuō),可視為碳原子周?chē)碾娮拥拿芏冉档停刺荚友趸瘧B(tài)升高的反應(yīng)。習(xí)慣上的有機(jī)合成化學(xué)的氧化反應(yīng)是指狹義概念的氧化,即指有機(jī)物分子中氧原子的增加、氫原子的消除、或與兩者有關(guān)。也可以理解為有機(jī)化合物中插入氧原子,或?qū)⒐倌軋F(tuán)轉(zhuǎn)化為高氧化態(tài)。

一、氧化反應(yīng)的概念氧化反應(yīng)(oxidationr3狹義:加氧去氫廣義:電子轉(zhuǎn)移,使C上電子云降低一、氧化反應(yīng)的概念

返回本節(jié)狹義:加氧去氫一、氧化反應(yīng)的概念返回本節(jié)4二、氧化反應(yīng)的類(lèi)型

根據(jù)反應(yīng)所采用的氧化劑及操作方法不同,氧化反應(yīng)可以分為化學(xué)氧化、催化氧化以及生物氧化?;瘜W(xué)氧化是指在氧化劑的直接作用下完成的氧化反應(yīng)。

催化氧化是指在催化劑存在下,使用空氣或氧氣實(shí)現(xiàn)的氧化反應(yīng)。生物氧化是指用微生物進(jìn)行的氧化反應(yīng)。

返回本節(jié)二、氧化反應(yīng)的類(lèi)型根據(jù)反應(yīng)所采用的氧化劑及操5

(一)高錳酸鉀

一、錳化合物

高錳酸鉀是一種強(qiáng)氧化劑,高錳酸鉀在堿性、中性或酸性中均能發(fā)生氧化作用,所以應(yīng)用范圍較廣,但由于介質(zhì)的pH不同,其氧化性能也不同。

(一)高錳酸鉀一、錳化合物高錳6

在中性或堿性介質(zhì)中,錳由MnO4-被還原為MnO2;在酸性介質(zhì)中,錳由MnO4-被還原為Mn2+:

一、錳化合物

(一)高錳酸鉀

在中性或堿性介質(zhì)中,錳由MnO4-被還原為7

(二)活性二氧化錳

對(duì)活性二氧化錳的活性有一定的要求,一般市售的二氧化錳的活性很小或沒(méi)有活性,不能應(yīng)用。

氧化劑二氧化錳有兩種,即二氧化錳和硫酸的混合物以及活性二氧化錳。

一、錳化合物

(二)活性二氧化錳對(duì)活性二氧化錳的活8一般是新鮮制備,而且使用過(guò)量較多,反應(yīng)時(shí)間又長(zhǎng),所以經(jīng)常使用的是二氧化錳與硫酸的混合物。(二)活性二氧化錳

返回一、錳化合物

一般是新鮮制備,而且使用過(guò)量較多,反應(yīng)時(shí)9

(一)鉻酸鹽

二、鉻化合物

在酸性中鉻酸鹽均為重鉻酸鹽,其中用的最多的是重鉻酸鈉,它可在各種濃度的硫酸中使用,具有強(qiáng)氧化性能,其反應(yīng)式如下:(一)鉻酸鹽二、鉻化合物在酸性10(一)鉻酸鹽

在中性或堿性條件下,重鉻酸鈉的氧化性能較弱,反應(yīng)式為:二、鉻化合物

(一)鉻酸鹽在中性或堿性條件下,重鉻酸鈉的氧化性11將三氧化鉻加到過(guò)量的吡啶(質(zhì)量比為三氧化鉻:吡啶=1:10)中即生成三氧化鉻-吡啶配合物吡啶溶液,它可以氧化伯、仲醇為醛酮,效果很好,對(duì)酸敏感的官能團(tuán)沒(méi)有影響。(二)三氧化鉻-吡啶配合物(Collins試劑)

也可將三氧化鉻吡啶配合物從吡啶中分離出來(lái),干燥后再溶于二氯甲烷中使用,這樣組成的溶液稱(chēng)為Collins試劑。它是使伯、仲醇氧化成醛、酮最普通的方法。二、鉻化合物

將三氧化鉻加到過(guò)量的吡啶(質(zhì)量比為三氧化鉻:12(二)三氧化鉻-吡啶配合物(Collins試劑)缺點(diǎn)在于該試劑很易吸潮,很不穩(wěn)定,不易保存,需要在無(wú)水條件下進(jìn)行反應(yīng);同時(shí)為了加快和反應(yīng)完全,需用相當(dāng)過(guò)量的試劑(≧五倍理論用量);另外配制時(shí)容易失火等。鉻化合物還有鉻酰氯等。二、鉻化合物

返回本節(jié)(二)三氧化鉻-吡啶配合物(Collins試劑)13

(一)鹵素

三、含鹵氧化劑

含鹵氧化劑很多,最常用的是氯氣、次氯酸鹽,其次是溴和碘及其含氧化合物。

氯氣價(jià)廉很早就被用作氧化劑,使用時(shí)多通入水或堿性水溶液,起氧化作用的實(shí)際上是次氯酸或次氯酸鹽。

(一)鹵素三、含鹵氧化劑含鹵氧化劑很多14氯氣氧化后生成鹽酸,容易處理,但在氧化過(guò)程中常常伴有氯化反應(yīng)。溴的氧化性與氯相似,但氧化能力比氯較弱。溴為液體,可溶于四氯化碳、氯仿、二硫化碳或冰醋酸中,配制成一定濃度的溶液使用方便,但價(jià)格較貴。(一)鹵素

三、含鹵氧化劑

氯氣氧化后生成鹽酸,容易處理,但在氧化過(guò)程中常15次鹵酸本身不穩(wěn)定,易分解,但它的鹽較穩(wěn)定,通常將它制成次鹵酸鹽保存。次鹵酸鹽用得最多的是次氯酸鹽,即把氯氣通入堿性溶液中即可。次鹵酸鹽是一種氧化劑,可以使醇類(lèi)氧成相應(yīng)的醛、酮。因此,凡具有[CH3CH(OH)-]構(gòu)造的醇會(huì)先被氧化成乙醛或甲基酮,再進(jìn)行鹵仿反應(yīng)。(二)次鹵酸鹽

含鹵化合物還有其它的氧化劑,如過(guò)碘酸、碘-羧酸銀等也常用。三、含鹵氧化劑

返回本節(jié)次鹵酸本身不穩(wěn)定,易分解,但它的鹽較穩(wěn)16

(一)過(guò)氧化氫

四、其它氧化劑

過(guò)氧化氫俗稱(chēng)雙氧水,是比較溫和的氧化劑,其最大的優(yōu)點(diǎn)是反應(yīng)后本身轉(zhuǎn)變?yōu)樗?,無(wú)殘留物。但雙氧水不穩(wěn)定,只能在低溫下使用,需要嚴(yán)格控制工藝條件。市售的雙氧水濃度常是3%或30%,近年來(lái),由于高能燃料的需要,含量90%更濃的過(guò)氧化氫已有出售。但這些產(chǎn)品切不可與可燃物接觸,以免發(fā)生燃燒,爆炸事故。

(一)過(guò)氧化氫四、其它氧化劑過(guò)氧化氫俗17

(二)有機(jī)過(guò)氧酸

分子中具有過(guò)氧鍵,通式可用RCOOOH表示結(jié)構(gòu)的羧酸稱(chēng)為有機(jī)過(guò)氧酸,簡(jiǎn)稱(chēng)過(guò)酸,其酸性比相應(yīng)的羧酸弱。

四、其它氧化劑

(二)有機(jī)過(guò)氧酸分子中具有過(guò)氧鍵18常用的有機(jī)過(guò)氧酸有:過(guò)氧甲酸、過(guò)氧乙酸、過(guò)氧三氟乙酸、過(guò)氧間氯苯甲酸等,其中過(guò)氧三氟乙酸的酸性和氧化性最強(qiáng),間氯過(guò)氧苯甲酸最穩(wěn)定。過(guò)氧苯甲酸和過(guò)氧鄰苯二甲酸是結(jié)晶性化合物,可在惰性溶劑(如乙醚、氯仿)中進(jìn)行反應(yīng),是制備環(huán)氧化物合物的常用的氧化劑。過(guò)氧酸的性質(zhì)不穩(wěn)定,一般是現(xiàn)用現(xiàn)配,久置易分解,如有雜質(zhì)存在時(shí),有加速分解作用。在使用或配制過(guò)程中,容易發(fā)生爆炸,故特別注意安全防護(hù)。由于過(guò)酸能形成分子內(nèi)氫鍵,因此比相應(yīng)的酸易于揮發(fā)。(二)有機(jī)過(guò)氧酸

四、其它氧化劑

常用的有機(jī)過(guò)氧酸有:過(guò)氧甲酸、過(guò)氧乙酸19四醋酸鉛一種選擇性很強(qiáng)的氧化劑,它可由鉛丹(,有毒)與含少量醋酐的冰醋酸加熱制得。四醋酸鉛的化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定,遇水立即分解。所以,用四醋酸鉛作氧化劑的反應(yīng),多數(shù)在無(wú)水有機(jī)溶劑如冰醋酸、氫仿、二氯甲烷、硝基苯、已腈等中進(jìn)行。四醋酸鉛除用于芐位烴基的氧化外,還可用于羰基烴基化的氧化、鄰二醇的氧化、一元醇的選擇性氧化等。(三)四醋酸鉛四、其它氧化劑

四醋酸鉛一種選擇性很強(qiáng)的氧化劑,它可由鉛丹(20二甲基亞砜[,DMSO]是實(shí)驗(yàn)室常用的一種極性非質(zhì)子溶劑,它又是一種很有用的選擇性氧化劑,它無(wú)色無(wú)臭微苦,吸濕性的液體,它能氧化伯、仲醇及磺酸酯成相應(yīng)的羰基化合物。(四)二甲基亞砜(DMSO)及其類(lèi)似物

四、其它氧化劑

二甲基亞砜[,DMS21高鐵氰化鉀和三氯化鐵、Tollen試劑都是較弱的氧化劑。又稱(chēng)六氰合鐵酸鉀,赤血鹽鉀。高鐵氰酸根配離子在反應(yīng)過(guò)程中得到一個(gè)電子,自身還原成亞鐵氰酸配離子。(五)高鐵氰化鉀(赤血鹽)

四、其它氧化劑

高鐵氰化鉀和三氯化鐵、Tollen試劑都是較弱22高鐵氰化鉀的氧化,多用于酚的氧化偶合、吲哚衍生物的合成、季銨鹽和酰肼化合物的氧化等。(五)高鐵氰化鉀(赤血鹽)

四、其它氧化劑

返回高鐵氰化鉀的氧化,多用于酚的氧化偶合、吲哚衍生物23一、烴類(lèi)化合物的氧化反應(yīng)

一、脂肪烴的氧化二、含烯烴的化合物的氧化三、芐位烴基的氧化四、羧酸α-活性烴基的氧化五、稀丙位烴基的氧化

一、烴類(lèi)化合物的氧化反應(yīng)一、脂肪烴的氧化24一、烴類(lèi)化合物的氧化(一)脂肪烴的氧化

烷烴分子中,碳碳鍵和碳?xì)滏I都是結(jié)合得比較牢固的共價(jià)鍵,在一般條件下不易被氧化,這是由于在催化劑的作用下,初期形成的氧化產(chǎn)物總是比原料更易被氧化,但在高溫高壓或適當(dāng)催化劑的作用下可以使它發(fā)生部分氧化,生成各種含氧衍生物(如醇、醛、酸等)。一、烴類(lèi)化合物的氧化(一)脂肪烴的氧化烷烴分子中25(二)含烯鍵化合物的氧化

1.烯鍵環(huán)氧化(1)含烯鍵的羰基(與烯鍵共軛)化合物環(huán)氧化:當(dāng)α,β-不飽和羰基化合物中碳碳雙鍵與羰基相共軛時(shí),一般在堿性條件下用過(guò)氧化氫或叔丁基過(guò)氧化氫(t-BuOOH)使之環(huán)氧化。一、烴類(lèi)化合物的氧化反應(yīng)

(二)含烯鍵化合物的氧化1.烯鍵環(huán)氧化一、烴類(lèi)化合物的26(1)含烯鍵的羰基(與烯鍵共軛)化合物環(huán)氧化一、烴類(lèi)化合物的氧化反應(yīng)

(1)含烯鍵的羰基(與烯鍵共軛)化合物環(huán)氧化一、烴類(lèi)化合物的27(2)不與羰基共軛的烯鍵環(huán)氧化:

①過(guò)氧化氫或過(guò)氧化氫烷(或名烷基過(guò)氧醇)作氧化劑在過(guò)渡金屬配合物的催化下,用過(guò)氧化氫或過(guò)氧化氫烷作氧化劑,加入的催化劑是過(guò)渡金屬配合物,這些金屬配合物包括由釩、鉬、鎢、鉻、錳和鈦所構(gòu)成的配合物。對(duì)于非官能化烯鍵的環(huán)氧化最有效的催化劑是和Salen-錳配合物。以作催化劑時(shí),常用過(guò)氧化氫烷作氧化劑。一、烴類(lèi)化合物的氧化反應(yīng)

(2)不與羰基共軛的烯鍵環(huán)氧化:①過(guò)氧化氫或過(guò)28反應(yīng)常在烴類(lèi)溶劑中進(jìn)行(或烯烴本身兼作溶劑),醇或酮作溶劑有抑制反應(yīng)的傾向。(2)不與羰基共軛的烯鍵環(huán)氧化:

一、烴類(lèi)化合物的氧化反應(yīng)

反應(yīng)常在烴類(lèi)溶劑中進(jìn)行(或烯烴本身兼作溶劑),29當(dāng)有腈(或腈基)存在下雙鍵環(huán)的氧化,由于堿性過(guò)氧化氫在腈存在時(shí)可使富電子雙鍵發(fā)生環(huán)氧化。這種氧化劑的特點(diǎn)是:該試劑不和該試劑不和酮發(fā)生Baeyer-Villiger反應(yīng)。這一特點(diǎn)常用來(lái)使一些非共軛不飽和酮中的雙鍵環(huán)氧化。(2)不與羰基共軛的烯鍵環(huán)氧化:

一、烴類(lèi)化合物的氧化反應(yīng)

當(dāng)有腈(或腈基)存在下雙鍵環(huán)的氧化,由于堿性過(guò)氧30在非共軛不飽和酮中的雙鍵是富電子的,不和堿性過(guò)氧化氫作用,而用過(guò)氧酸時(shí),則會(huì)發(fā)生Baeyer-Villiger氧化。所以本試劑可方便地對(duì)這一結(jié)構(gòu)的雙鍵環(huán)氧化。(2)不與羰基共軛的烯鍵環(huán)氧化:

一、烴類(lèi)化合物的氧化反應(yīng)

在非共軛不飽和酮中的雙鍵是富電子的,不和堿性過(guò)31(2)不與羰基共軛的烯鍵環(huán)氧化:

一、烴類(lèi)化合物的氧化反應(yīng)(2)不與羰基共軛的烯鍵環(huán)氧化:一、烴類(lèi)化合物的氧化反應(yīng)32②有機(jī)過(guò)氧酸為環(huán)氧化劑

(2)不與羰基共軛的烯鍵環(huán)氧化:

一、烴類(lèi)化合物的氧化反應(yīng)

②有機(jī)過(guò)氧酸為環(huán)氧化劑(2)不與羰基共軛的烯鍵環(huán)氧化:一33過(guò)氧酸氧化烯鍵,首先生成環(huán)氧化合物,但若反應(yīng)條件選擇不當(dāng),會(huì)進(jìn)一步反應(yīng)生成鄰二醇的酰基衍生物,再在堿的作用下,形成鄰二醇。酸性弱的過(guò)氧酸如三個(gè)芳香過(guò)氧酸(過(guò)氧苯甲酸、單過(guò)氧鄰苯二甲酸和間氯過(guò)氧苯甲酸)較適合于合成環(huán)氧化合物。(2)不與羰基共軛的烯鍵環(huán)氧化:

一、烴類(lèi)化合物的氧化反應(yīng)

過(guò)氧酸氧化烯鍵,首先生成環(huán)氧化合物,但若反應(yīng)條件342.烯鍵氧化成1,2-二醇

(1)氧化成順式1,2-二醇:①高錳酸鉀作氧化劑油酸的全羥基化一、烴類(lèi)化合物的氧化反應(yīng)

2.烯鍵氧化成1,2-二醇(1)氧化成順式1,2-二醇:油35

在烯烴全羥基化中用高錳酸鉀氧化烯鍵是應(yīng)用較廣泛的方法。反應(yīng)反應(yīng)條件十分重要,常規(guī)的反應(yīng)條件是用水或含水有機(jī)溶劑(丙酮、乙醇或叔丁醇等)作溶劑,加計(jì)算量低濃度(1%~3%)的高錳酸鉀,在堿性條件下(pH為12以上),低溫反應(yīng)。否則會(huì)引起雙鍵斷裂,生成羧酸。由于不飽和酸在堿性溶液中溶解,所以本法對(duì)不飽和酸的全羥基化最為適合,收率也高。高錳酸鉀過(guò)量或者濃度提高都對(duì)進(jìn)一步氧化有利。一、烴類(lèi)化合物的氧化反應(yīng)

在烯烴全羥基化中用高錳酸鉀氧化烯鍵是應(yīng)用較廣泛的36②碘和羧酸銀為氧化劑(Woodward法)

由1mol碘和2mol醋酸銀或苯甲酸銀所組成的試劑,稱(chēng)為Prevost試劑,該試劑可氧化烯鍵成1,2-二醇,產(chǎn)物結(jié)構(gòu)隨反應(yīng)條件不同而異,當(dāng)有水存在時(shí)(Woodward反應(yīng)),得到順式1,2-二醇的單酯,水解得順式的1,2-二醇;而在無(wú)水條件下(Prevost反應(yīng))則得到反式1,2-二醇的雙酯化合物。一、烴類(lèi)化合物的氧化反應(yīng)

②碘和羧酸銀為氧化劑(Woodward法)由37

該試劑的價(jià)值在于它的專(zhuān)一性,反應(yīng)條件溫和。游離碘在所用的條件下,不影響分子中的其他敏感基團(tuán)。

②碘和羧酸銀為氧化劑(Woodward法)

一、烴類(lèi)化合物的氧化反應(yīng)

該試劑的價(jià)值在于它的專(zhuān)一性,反應(yīng)條件溫和。游38(2)氧化成反式1,2-二醇

①過(guò)氧酸為氧化劑,過(guò)氧酸氧化烯鍵可生成環(huán)氧化合物,亦可形成1,2-二醇,這主要取決于反應(yīng)條件。如環(huán)已烯用過(guò)氧甲酸溶液氧化,生成的環(huán)氧化合物立即與甲酸作用得反式單酯,經(jīng)水解得反式二醇。如:一、烴類(lèi)化合物的氧化反應(yīng)

(2)氧化成反式1,2-二醇①過(guò)氧酸為氧化劑,過(guò)氧39(2)氧化成反式1,2-二醇

②Prevost反應(yīng),以碘和羧酸銀試劑,在無(wú)水條件下,和烯鍵作用可獲得反式1,2-二醇的雙羧酸酯,此反應(yīng)為Prevost反應(yīng)。

生成的二酯水解得反式1,2-二醇。本反應(yīng)條件溫和,不會(huì)影響其它敏感基團(tuán)。一、烴類(lèi)化合物的氧化反應(yīng)

(2)氧化成反式1,2-二醇②Prevost反應(yīng),403.烯鍵的斷裂氧化

(1)用高錳酸鉀氧化最常用和最簡(jiǎn)單的將烯鍵斷裂氧化成羰基化合物或羧酸的方法是高錳酸鉀法,如:一、烴類(lèi)化合物的氧化反應(yīng)

3.烯鍵的斷裂氧化(1)用高錳酸鉀氧化一、烴類(lèi)化合物的氧41(2)用臭氧氧化分解用臭氧氧化分解這也是一個(gè)氧化斷裂烯鍵的常用方法。一、烴類(lèi)化合物的氧化反應(yīng)

(2)用臭氧氧化分解用臭氧氧化分解這也是一個(gè)42(三)芐位烴基的氧化

1.氧化生成醇和酯鉛鹽對(duì)芐位C-H鍵的酯化作用低于CAN

一、烴類(lèi)化合物的氧化反應(yīng)

(三)芐位烴基的氧化1.氧化生成醇和酯鉛鹽對(duì)芐位C-H43(三)芐位烴基的氧化

1.氧化生成醇和酯硝酸鈰銨對(duì)芳烴的芐位C-H鍵氧化有較好選擇性一、烴類(lèi)化合物的氧化反應(yīng)

(三)芐位烴基的氧化1.氧化生成醇和酯硝酸鈰銨對(duì)芳44(三)芐位烴基的氧化

1.氧化生成醇和酯LTA是一個(gè)溫和的氧化劑,且有很好的選擇性

。一、烴類(lèi)化合物的氧化反應(yīng)

(三)芐位烴基的氧化1.氧化生成醇和酯LTA是一個(gè)溫和的45(三)芐位烴基的氧化

1.氧化生成醇和酯

以上所用的氧化劑都需要在無(wú)水的AcOH介質(zhì)中進(jìn)行反應(yīng),某些芳環(huán)化合物的結(jié)構(gòu)中芐位碳原子上只有一個(gè)氫原子,則可以選擇較強(qiáng)的氧化劑,且僅獲得相應(yīng)的單一的氧化物。

一、烴類(lèi)化合物的氧化反應(yīng)

(三)芐位烴基的氧化1.氧化生成醇和酯462.氧化生成醛

(1)硝酸鈰銨(CAN)-甲苯氧化劑

一、烴類(lèi)化合物的氧化反應(yīng)

(三)芐位烴基的氧化

2.氧化生成醛(1)硝酸鈰銨(CAN)-甲苯氧化劑一、烴47(2)CrO3-Ac3O氧化劑

將芳環(huán)上甲基氧化成相應(yīng)的芳香醛二醋酐衍生物。該反應(yīng)中,過(guò)量的醋酐與醛基成酯的速度大于氧化的速度。這是制備芳香醛的方法之一。一、烴類(lèi)化合物的氧化反應(yīng)

(2)CrO3-Ac3O氧化劑將芳環(huán)上甲基48(3)鉻酰氯作氧化劑

Etard反應(yīng)

一、烴類(lèi)化合物的氧化反應(yīng)

(3)鉻酰氯作氧化劑Etard反應(yīng)一、烴類(lèi)化合物的氧化反493.氧化形成酮

一、烴類(lèi)化合物的氧化反應(yīng)

3.氧化形成酮一、烴類(lèi)化合物的氧化反應(yīng)504.氧化形成羧酸

很多強(qiáng)氧化劑可氧化芐位甲基成相應(yīng)的芳烴甲酸,常用的氧化劑有Na2Cr2O7、KMnO4、CrO3和稀硝酸等。

一、烴類(lèi)化合物的氧化反應(yīng)

4.氧化形成羧酸很多強(qiáng)氧化劑可氧化芐位甲基成51(四)羰基α-活性烴基的氧化

1.形成α-羥酮

羰基α位的活性烴基可被氧化成α-羥酮。反應(yīng)先在α位上引入乙酰氧基(即形成酯),再經(jīng)水解生成α-羥酮,可用下式表示:

一、烴類(lèi)化合物的氧化反應(yīng)

(四)羰基α-活性烴基的氧化

1.形成α-羥酮52如3-乙酰氧基孕甾-11,20-二酮在BF3存在時(shí),可被氧化成3,21-二乙酰氧基孕甾-11,20-二酮,其收率過(guò)86%。(四)羰基α-活性烴基的氧化

1形成α-.羥酮

一、烴類(lèi)化合物的氧化反應(yīng)

如3-乙酰氧基孕甾-11,20-二酮在BF3存在時(shí)53(四)羰基α-活性烴基的氧化

2.形成1,2-二羰基化合物只有當(dāng)羰基鄰位僅有一個(gè)可氧化的烴基,或者兩個(gè)亞甲基處于相似(或?qū)ΨQ(chēng))的位置時(shí),這類(lèi)氧化才有合成意義一、烴類(lèi)化合物的氧化反應(yīng)

(四)羰基α-活性烴基的氧化

2.形成1,2-二羰基54(四)羰基α-活性烴基的氧化

2.形成1,2-二羰基化合物一、烴類(lèi)化合物的氧化反應(yīng)

(四)羰基α-活性烴基的氧化

2.形成1,2-二羰基55(五)烯丙位烴基的氧化

1.用二氧化硒氧化一、烴類(lèi)化合物的氧化反應(yīng)

(五)烯丙位烴基的氧化

1.用二氧化硒氧化一、烴類(lèi)化合物56案例:例抗腫瘤藥喜樹(shù)堿的合成(五)烯丙位烴基的氧化

1.用二氧化硒氧化

一、烴類(lèi)化合物的氧化反應(yīng)

案例:例抗腫瘤藥喜樹(shù)堿的合成(五)烯丙位烴基的氧化

1.57案例分析:當(dāng)化合物中有多個(gè)烯丙位烴基存在時(shí),氧化的選擇規(guī)則是:

①氧化雙鍵碳上取代基較多一邊的烯丙位烴基,并且產(chǎn)物總是以E-烯丙基醇或醛為主。②在不違背上述規(guī)則條件下,氧化順序是。當(dāng)烯烴中有兩個(gè)亞甲基時(shí),則兩個(gè)都被氧化,得兩氧化產(chǎn)物的混合物。③當(dāng)上述兩規(guī)則有矛盾時(shí),常遵循規(guī)則①。④末端雙鍵在氧化時(shí),常會(huì)發(fā)生烯丙位重排,羥基引入末端。(五)烯丙位烴基的氧化

1.用二氧化硒氧化

一、烴類(lèi)化合物的氧化反應(yīng)

案例分析:當(dāng)化合物中有多個(gè)烯丙位烴基存在時(shí),氧化的選擇規(guī)則是58(五)烯丙位烴基的氧化

2.用CrO3-呲啶配合物(Collins試劑)和鉻的其它配合物氧化一、烴類(lèi)化合物的氧化反應(yīng)

(五)烯丙位烴基的氧化

2.用CrO3-呲啶配合物(Col59二、醇類(lèi)的氧化(一)伯醇、仲醇的氧化

1.伯、仲醇被氧化成醛、酮

2.醇被氧化成羧酸(二)二元醇的氧化

1.1,2-二醇的氧化

2.1,3-二醇的氧化

3.1,n-二醇的氧化(n≥4)二、醇類(lèi)的氧化(一)伯醇、仲醇的氧化60(一)伯醇、仲醇的氧化

1.伯、仲醇被氧化成醛、酮

(1)用鉻的化合物氧化

二、醇類(lèi)的氧化(一)伯醇、仲醇的氧化

1.伯、仲醇被氧化成醛、酮(1)用611.伯、仲醇被氧化成醛、酮

用作氧化醇的鉻化合物是鉻酐、重鉻酸鹽、鉻酐-呲啶配合化合物(Collins試劑)、氯鉻酸呲啶鹽(PCC)等,這些試劑都需要在酸性條件下進(jìn)行反應(yīng),它們是使伯醇氧化成醛,仲醇氧化成酮的最普通的氧化方法。二、醇類(lèi)的氧化1.伯、仲醇被氧化成醛、酮用作氧化醇的鉻化合物621.伯、仲醇被氧化成醛、酮

(2)用錳的化合物氧化二、醇類(lèi)的氧化1.伯、仲醇被氧化成醛、酮(2)用錳的化合物氧化二、醇類(lèi)63案例:抗抑郁藥鹽酸齊美定的中間體3-吡啶基-4-溴苯基甲酮的制備1.伯、仲醇被氧化成醛、酮

二、醇類(lèi)的氧化案例:抗抑郁藥鹽酸齊美定的中間體3-吡啶基-4-溴苯基甲酮的64案例分析:抗抑郁藥鹽酸齊美定的中間體3-吡啶基-4-溴苯基甲酮的制備中用二氧化錳氧化醇為酮,有較好的收率,但由于吡啶環(huán)的影響,反應(yīng)需要加熱回流10h.1.伯、仲醇被氧化成醛、酮

二、醇類(lèi)的氧化案例分析:抗抑郁藥鹽酸齊美定的中間體3-吡啶基-4-溴苯基甲651.伯、仲醇被氧化成醛、酮

還有就是利尿藥鹽酸西氯他寧的中間體的制備使用了活性二氧化錳。

二、醇類(lèi)的氧化1.伯、仲醇被氧化成醛、酮還有就是利尿藥鹽酸661.伯、仲醇被氧化成醛、酮

(3)用碳酸銀氧化二、醇類(lèi)的氧化1.伯、仲醇被氧化成醛、酮(3)用碳酸銀氧化二、醇類(lèi)的氧671.伯、仲醇被氧化成醛、酮

(4)用二甲基亞砜(DMSO)氧化

二、醇類(lèi)的氧化1.伯、仲醇被氧化成醛、酮(4)用二甲基亞砜(DMSO)氧681.伯、仲醇被氧化成醛、酮

(5)Oppenauer氧化法二、醇類(lèi)的氧化1.伯、仲醇被氧化成醛、酮(5)Oppenauer氧化法691.伯、仲醇被氧化成醛、酮

案例:二、醇類(lèi)的氧化1.伯、仲醇被氧化成醛、酮案例:二、醇類(lèi)的氧化701.伯、仲醇被氧化成醛、酮

案例分析:

Oppenauer氧化法已被廣泛地應(yīng)用于甾醇的氧化,特別是將烯丙位的仲醇氧化成可被氧化成α,β-不飽和酮,對(duì)其他基團(tuán)無(wú)影響,但在甾醇氧化反應(yīng)中常常有雙鍵的移位,以生成α,β位的共軛酮。分子中含有不飽和鍵或其他對(duì)酸敏感的官能團(tuán)的化合物,用此法較為合適。反應(yīng)必須在無(wú)水的介質(zhì)中進(jìn)行,避免叔丁醇鋁或異丙醇鋁水解,導(dǎo)致反應(yīng)失敗。二、醇類(lèi)的氧化1.伯、仲醇被氧化成醛、酮案例分析:Oppe712.醇被氧化成羧酸

二、醇類(lèi)的氧化2.醇被氧化成羧酸二、醇類(lèi)的氧化72(二)二元醇的氧化

1.1,2-二醇的氧化

二、醇類(lèi)的氧化(二)二元醇的氧化

1.1,2-二醇的氧化二、醇類(lèi)的氧化732.1,3-二醇的氧化

二、醇類(lèi)的氧化2.1,3-二醇的氧化二、醇類(lèi)的氧化74(二)二元醇的氧化

3.1,n-二醇的氧化(n≥4)

二、醇類(lèi)的氧化返回(二)二元醇的氧化

3.1,n-二醇的氧化(n≥4)二、醇75(一)醛的氧化

1.醛被氧化成酸

三、醛、酮的氧化(一)醛的氧化

1.醛被氧化成酸三、醛、酮的氧化76(一)醛的氧化

2.Dakin反應(yīng)

三、醛、酮的氧化(一)醛的氧化

2.Dakin反應(yīng)三、醛、酮的氧化77(二)酮的氧化

三、醛、酮的氧化(二)酮的氧化三、醛、酮的氧化78(二)酮的氧化

案例分析:環(huán)己酮,在中性和弱堿性條件下氧化成1,1′-二羥基雙環(huán)己基過(guò)氧化物衍生物,而在酸性條件,如HCl的催化下,生成另一種氧化物1-羥基-1′-氫過(guò)氧雙環(huán)己基過(guò)氧化物。

三、醛、酮的氧化返回本節(jié)(二)酮的氧化案例分析:環(huán)己酮,在中性和弱堿性79四、芳烴的氧化(一)芳烴的氧化開(kāi)環(huán)(二)氧化成醌(三)芳環(huán)酚羥基化四、芳烴的氧化(一)芳烴的氧化開(kāi)環(huán)80四、芳烴的氧化(一)芳烴的氧化開(kāi)環(huán)芳烴基芐位碳?xì)滏I易被氧化,但當(dāng)芳環(huán)上連有供電基團(tuán),如氨基、羥基時(shí),苯環(huán)易被氧化,故這類(lèi)氧化反應(yīng)對(duì)苯的衍生物沒(méi)有合成意義。而稠環(huán)和稠雜環(huán)被氧化時(shí),被氧化的常是苯環(huán),故用高錳酸鉀可合成某些鄰二甲酸或雜環(huán)鄰二甲酸。如:四、芳烴的氧化(一)芳烴的氧化開(kāi)環(huán)芳烴基芐位碳?xì)滏I易被氧化81四、芳烴的氧化(二)氧化成醌另外許多氧化劑都可將芳烴氧化成醌,在選擇不同氧化劑時(shí),要與所氧化的芳烴的氧化態(tài)相適應(yīng)。大致的原則是芳烴的氧化態(tài)越高,則選擇的氧化劑強(qiáng)度(或氧化能力)應(yīng)越弱和越溫和,這樣才能得到收率較好的醌。當(dāng)芳環(huán)上連有供電子基團(tuán)(如氨基、羥基)時(shí),芳環(huán)易被氧化成醌類(lèi)化合物。如維生素E中間體的制備:四、芳烴的氧化(二)氧化成醌另外許多氧化劑都可將芳烴氧化成82四、芳烴的氧化(三)芳環(huán)酚羥基化

Elbs氧化是在芳環(huán)上引入酚羥基的主要方法,即過(guò)二硫酸鉀在冷堿溶液中氧化酚類(lèi),在原有酚羥基的鄰對(duì)位引入酚羥基,反應(yīng)一般發(fā)生在酚羥基的對(duì)位,對(duì)位有取代基時(shí),則在鄰位氧化,例如:四、芳烴的氧化(三)芳環(huán)酚羥基化Elbs氧化是在芳環(huán)上引83四、芳烴的氧化在酸催化下,用過(guò)氧化物(如過(guò)氧化氫、過(guò)氧化醚、過(guò)氧酸、過(guò)氧碳酸酯)將芳烴氧化成酚,也叫酚羥基化反應(yīng)。如在三氟化硼存在下,過(guò)氧化三氟乙酸是氧化芳烴較為有效的試劑,它能將均三甲苯氧化成2,4,6-三甲基苯酚,將甲苯氧化成鄰甲苯酚,但用于氧化苯時(shí),僅得少量的酚。如:(三)芳環(huán)酚羥基化四、芳烴的氧化在酸催化下,用過(guò)氧化物(如過(guò)氧化氫、過(guò)氧化醚84一、催化氧化

催化氧化就是在催化劑存在下,用空氣或氧氣對(duì)有機(jī)化合物進(jìn)行氧化的反應(yīng)。為了提高催化氧化的選擇性并加快反應(yīng)速度,常選用適宜的催化劑。催化氧化分為液相催化氧化和氣相催化氧化兩大類(lèi)。液相催化氧化時(shí),將空氣或氧氣通入作用物與催化劑的溶液或懸浮液中反應(yīng)。氣相催化氧化時(shí),將作用物在400℃~600℃汽化,與空氣或氧氣混合后,通過(guò)灼熱的催化劑使它們反應(yīng)。一、催化氧化催化氧化就是在催化劑存在85第四節(jié)、催化氧化一、催化氧化二、生物氧化第四節(jié)、催化氧化一、催化氧化86(一)液相催化氧化液相催化氧化常用的催化劑:鈷鹽(醋酸鈷、丁酸鈷、環(huán)烷酸鈷等)、錳鹽(醋酸錳等)、銅鹽、鉑-炭、氧化鉻等。

液相催化氧化中,由于只使用空氣或氧氣及少量催化劑,不消耗化學(xué)氧化劑,所以比化學(xué)氧化法經(jīng)濟(jì)。其反應(yīng)溫度較氣相催化氧化低,一般在100℃~200℃之間,反應(yīng)壓力亦不太高。

液相催化氧化的選擇性也較好,可使反應(yīng)停留在中間階段,因此常用于制備有機(jī)過(guò)氧化物和機(jī)酸。一、催化氧化(一)液相催化氧化液相催化氧化常用的催化劑:液相87(一)液相催化氧化對(duì)硝基苯乙酮是合成氯霉素的重要中間體,它是由對(duì)硝基乙苯經(jīng)液相空氣氧化制得。一、催化氧化(一)液相催化氧化對(duì)硝基苯乙酮是合成氯霉素的重要88該反應(yīng)分為三個(gè)階段

1.開(kāi)始反應(yīng)階段(亦稱(chēng)誘導(dǎo)期)

該階段主要是生成對(duì)硝基乙苯-α-游離基(1)。游離基的形成需要能量。因此,在開(kāi)始反應(yīng)階段需將對(duì)硝基乙苯加熱,以供給能量使產(chǎn)生游離基,加入催化劑硬脂酸鈷有利于加速游離基的產(chǎn)生并降低反應(yīng)溫度。

(一)液相催化氧化一、催化氧化

該反應(yīng)分為三個(gè)階段

1.開(kāi)始反應(yīng)階段(亦稱(chēng)誘導(dǎo)期)892.連鎖反應(yīng)階段

游離基與氧分子反應(yīng)生成對(duì)硝基乙苯-α-過(guò)氧游離基。對(duì)硝基乙苯-α-過(guò)氧游離基(2)再與另一分子對(duì)硝基乙苯作用生成對(duì)硝基乙苯-α-氫過(guò)氧化物(3),后者重復(fù)上述反應(yīng),使連鎖反應(yīng)連續(xù)地進(jìn)行下去。

一、催化氧化2.連鎖反應(yīng)階段游離基與氧分子反應(yīng)生成對(duì)硝基乙903.氫過(guò)氧化物分解階段

在連鎖反應(yīng)階段生成的氫過(guò)氧化物在催化劑作用下分解,生成對(duì)硝基苯乙酮。這樣,由于氫過(guò)氧化物不斷地生成和分解,使連鎖反應(yīng)連續(xù)不斷地進(jìn)行。

在上述反應(yīng)系統(tǒng)中,若游離基相互結(jié)合就會(huì)使連鎖反應(yīng)中斷。一、催化氧化3.氫過(guò)氧化物分解階段在連鎖反應(yīng)階段生成的氫913.氫過(guò)氧化物分解階段

使連鎖反應(yīng)中斷的因素主要有一些抑制劑、氧化副產(chǎn)物以及反應(yīng)器壁等,須加以注意。一、催化氧化3.氫過(guò)氧化物分解階段使連鎖反應(yīng)中斷的因素主要有92液相催化氧化促進(jìn)劑:液相催化氧化均屬于這樣的游離基反應(yīng),對(duì)于有些誘導(dǎo)期特別長(zhǎng)的反應(yīng),除使用催化劑外,往往需要再加入少量促進(jìn)劑。用作促進(jìn)劑的化合物有兩類(lèi),一類(lèi)是有機(jī)含氧化合物,如三聚乙醛、乙醚或甲乙酮等;另一類(lèi)是溴化物,包括無(wú)機(jī)和有機(jī)溴化物,如溴化銨、溴乙烷,四溴化碳等。(一)液相催化氧化一、催化氧化液相催化氧化促進(jìn)劑:(一)液相催化氧化一、催化氧化93(二)氣相催化氧化

氣相催化氧化多用于一些易被氣化的化合物的氧化,而且要求原料和產(chǎn)品有足夠的熱穩(wěn)定性,不易被分解或深度氧化。氣相催化氧化常用的催化劑有釩和鎳等過(guò)渡金屬氧化物,銀、鈀等貴金屬。一、催化氧化

(二)氣相催化氧化氣相催化氧化多用于一些易被氣化94反應(yīng)大致分為以下5個(gè)步驟:

反應(yīng)物在催化劑表面的擴(kuò)散;反應(yīng)物在催化劑表面吸附;被吸附的反應(yīng)物發(fā)生氧化反應(yīng),并釋放出熱量;氧化產(chǎn)物自催化劑表面脫附;脫附的產(chǎn)物由催化劑表面擴(kuò)散到流體相并帶走熱量。(二)氣相催化氧化

一、催化氧化反應(yīng)大致分為以下5個(gè)步驟:反應(yīng)物在催化劑表面的擴(kuò)散;(二95氣相催化氧化反應(yīng)通常是在列管式固定床或流化床中進(jìn)行的。反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。為了維持反應(yīng)的適宜溫度,反應(yīng)器內(nèi)必須有足夠的傳熱裝置,以便及時(shí)移走氧化反應(yīng)釋放出的巨大熱量。(二)氣相催化氧化

一、催化氧化氣相催化氧化反應(yīng)通常是在列管式固定床或流化床中進(jìn)行的96(二)氣相催化氧化

糠酸是重要的有機(jī)合成中間體,采用氣相催化氧化法生產(chǎn)。工業(yè)生產(chǎn)中,鑒于氧化銀價(jià)格貴,采用含有氧化銅的氧化銀作催化劑,通入空氣進(jìn)行。反應(yīng)中,氧化銀起氧化作用后被還原成銀,銀接著被氧化銅氧化再生成氧化銀,而被還原生成的氧化亞銅由空氣氧化再生成氧化銅。這樣氧化銀可重復(fù)使用,節(jié)省了銀。

一、催化氧化(二)氣相催化氧化糠酸是重要的有機(jī)合成中間97二、生物氧化利用微生物對(duì)有機(jī)化合物進(jìn)行氧化的反應(yīng)稱(chēng)為生物氧化。其實(shí)質(zhì)是利用微用物代謝所產(chǎn)生的酶為催化劑的催化氧化。酶是生物體內(nèi)產(chǎn)生的一類(lèi)蛋白質(zhì),它具有特殊的催化功能;生物體內(nèi)進(jìn)行的許多化學(xué)變化如氧化、還原、水解、酯化、縮合等,都是在酶的作用下進(jìn)行的,酶被稱(chēng)為“生物催化劑”。二、生物氧化利用微生物對(duì)有機(jī)化合物進(jìn)行氧化的反應(yīng)98生物氧化和一般的發(fā)酵生產(chǎn)有所不同,其發(fā)酵的產(chǎn)物一般不是目的產(chǎn)物,而只是利用微生物的酶對(duì)底物的某一部位進(jìn)行特定的化學(xué)反應(yīng)來(lái)獲得一定的產(chǎn)物。整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程,微生物的生長(zhǎng)和氧化完全可以分開(kāi),一般先進(jìn)行菌種的培養(yǎng)的,在菌生長(zhǎng)過(guò)程中累積氧化所需要的酶,然后利用這些酶來(lái)改造分子的某一部位。需了解各種菌產(chǎn)酶的最適條件,并盡可能地誘導(dǎo)生產(chǎn)所需要的酶而抑制不需要的酶。返回二、生物氧化

生物氧化和一般的發(fā)酵生產(chǎn)有所不同,其發(fā)酵的產(chǎn)物一般99生物氧化具有明顯的特點(diǎn):高度的專(zhuān)一性與選擇性;具有高收率、高質(zhì)量和低成本;改善生產(chǎn)環(huán)境。二、生物氧化生物氧化具有明顯的特點(diǎn):二、生物氧化100雖然酶是溫和條件下進(jìn)行反應(yīng)的高效催化劑,但由于酶的特點(diǎn)使生物氧化存在一些問(wèn)題。酶只能和底物作用一次,生產(chǎn)能力低,生產(chǎn)周期長(zhǎng)。產(chǎn)品的提取、分離、精制較麻煩。固定化酶技術(shù)的應(yīng)用可以解決一些問(wèn)題。二、生物氧化雖然酶是溫和條件下進(jìn)行反應(yīng)的高效催化劑,但由于酶的特點(diǎn)使生物101生物氧化的關(guān)鍵:

是選擇專(zhuān)屬性高的微生物和控制適宜的發(fā)酵條件。包括選擇各種微生物自身適宜的培養(yǎng)基、發(fā)酵進(jìn)行前對(duì)發(fā)酵罐、培養(yǎng)基、空氣過(guò)濾器及有關(guān)設(shè)備必須進(jìn)行蒸汽滅菌、增加氧氣的供給并使其均勻分散,保證微生物生長(zhǎng)及生物氧化的需要,提高轉(zhuǎn)化率、選擇最適宜發(fā)酵溫度、pH值、選擇最佳接種時(shí)機(jī)及接種量。此外,根據(jù)需要還需補(bǔ)料(加糖、通氨等)以調(diào)節(jié)發(fā)酵過(guò)程于最佳范圍。二、生物氧化生物氧化的關(guān)鍵:二、生物氧化102由于微生物幾乎對(duì)甾體分子中的每個(gè)位置上的碳原子都能進(jìn)行各類(lèi)不同程度的氧化,所以生物氧化較多的用于甾體藥物的制備。另外,生物氧化現(xiàn)已越來(lái)越多地用于抗生素、氨基酸、有機(jī)酸、核酸、維生素和甾體激素等的合成中。二、生物氧化

由于微生物幾乎對(duì)甾體分子中的每個(gè)位置上的碳原子都能103維生素C的合成也使用了生物氧化。其中“二步發(fā)酵法”是我國(guó)研究出的新方法。D-山梨糖醇用黑醋菌氧化,可生成L-山梨糖,再用假單胞菌氧化而得到2-酮-L-古龍?zhí)撬幔笳呓?jīng)酸處理烯酵化、內(nèi)脂化轉(zhuǎn)變?yōu)榫S生素C。二、生物氧化維生素C的合成也使用了生物氧化。其中“二步發(fā)酵法”104維生素C的合成二、生物氧化返回維生素C的合成二、生物氧化返回105一、選擇題(一)單項(xiàng)選擇題(二)多項(xiàng)選擇題二、簡(jiǎn)答題三、完成下列反應(yīng)方程式四、寫(xiě)出下列反應(yīng)的主要試劑目標(biāo)檢測(cè)

一、選擇題目標(biāo)檢測(cè)

106

(一)單項(xiàng)選擇題

目標(biāo)檢測(cè)

1.在什么介質(zhì)中KMnO4的氧化能力最強(qiáng)

A.HCl

B.AcOH

C.H2OD.NaOH

一、選擇題2.用20%KMnO4(酸性水溶液)氧化烯烴得到的主要產(chǎn)物是

A.順式二醇B.α-羥酮C.羧酸D.反式二醇

3.3.5一三甲苯用CAN和50%AcOH發(fā)生氧化反應(yīng),通常生成物中有多少個(gè)醛基

A.1

B.2

C.3

D.0

4.用臭氧氧化烯鍵使之?dāng)嗔训姆椒ㄗ畲蟮膬?yōu)點(diǎn)是

A.氧化能力強(qiáng)B.無(wú)危險(xiǎn)性

C.臭氧反應(yīng)后本身無(wú)副產(chǎn)物D.反應(yīng)速度快查看答案(一)單項(xiàng)選擇題目標(biāo)檢測(cè)1.在什么介質(zhì)中KMnO4的氧107

(一)單項(xiàng)選擇題

5.過(guò)氧酸使含烯鍵化合物環(huán)氧化,得到的產(chǎn)物是

A.順式加成物B.反式加成產(chǎn)物

C.隨條件而定D.多種產(chǎn)物混合物

6.氧化成羧酸,可選擇作氧化劑的是

A.堿性B.C.氧化物D.7.活性的特點(diǎn)中沒(méi)有的是

A.選擇性好B.反應(yīng)條件溫和

C.叔胺不會(huì)放氧化

D.氧化能力強(qiáng)

8.醇類(lèi)與丙酮、異丙醇鋁、甲苯反應(yīng)生成反應(yīng)中氫的接受體是

A.醇類(lèi)B.丙酮C.異丙醇鋁D.甲苯;目標(biāo)檢測(cè)

查看答案(一)單項(xiàng)選擇題5.過(guò)氧酸使含烯鍵化合物108

(一)單項(xiàng)選擇題

9.1,2一二醇氧化常導(dǎo)致C-C鍵的斷裂,下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是

A.所有類(lèi)型的1,2-二醇均能被四乙酸鉛氧化

B.過(guò)碘酸對(duì)三元醇或多元醇,只要2個(gè)羥基處于相鄰位置的2個(gè)C上,都可氧化

C.鉻酸僅將1,2-二醇氧化成相應(yīng)的羰基化合物

D.1,2-二醇在四乙醋鉛的作用下,生成相應(yīng)的小分子醛或酮10.醛易被氧化成羧酸,下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是

A.高錳酸鉀在酸性溶液中能氧化芳香醛或羧酸

B.新制備的氧化銀適于醛的氧化,不影響其他易氧化基團(tuán)如雙鍵

C.有機(jī)過(guò)氧酸與芳香醛反應(yīng),只能將醛基氧化為羥基

D.利用堿熔融法也可使醛醛氧化成羧酸

目標(biāo)檢測(cè)

查看答案(一)單項(xiàng)選擇題9.1,2一二醇氧化常導(dǎo)109

(二)多項(xiàng)選擇題

1.羰基α位活性烴基用SeO2氧化成相應(yīng)的1,2-二羰基化合物。下例情況下才有合成意義的是

A.羰基鄰位有兩個(gè)處于相似的位置

B.羰基鄰位有兩個(gè)處于對(duì)稱(chēng)的位置

C.羰基鄰位僅有一個(gè)可氧化的羥基

D.沒(méi)有要求;E.上述都要求2.DMSO-Ac2O和DMSO-DCC法氧化醇類(lèi)比較,特點(diǎn)在于

A.毒性小B.副產(chǎn)物難處理C.不加其他溶劑

D.適用于位阻小的羥基氧化E.適用于位阻大的羥基氧化

3.稀硝酸氧化伯醇為羧酸的特點(diǎn)有

A.價(jià)廉B.反應(yīng)液中無(wú)殘?jiān)麮.副反應(yīng)少

D.無(wú)環(huán)境問(wèn)題E.反應(yīng)液中有殘?jiān)?/p>

目標(biāo)檢測(cè)

查看答案(二)多項(xiàng)選擇題1.羰基α位活性烴基用S110

(二)多項(xiàng)選擇題4.酮的氧化產(chǎn)物依賴(lài)于所應(yīng)用的氧化劑,下列說(shuō)法正確的是

A.有機(jī)過(guò)氧酸氧化酮生成相應(yīng)的酯或內(nèi)酯化合物

B.可使酮羰基鄰位的甲基或亞甲基氧化生成α-酮醛或α-雙酮的衍生物

C.稀可將環(huán)酮氧化成二元酸

D.對(duì)苯基溴代苯乙酮以DMSO氧化,生成對(duì)苯基苯乙酮醛

E.上述說(shuō)法都不對(duì)

目標(biāo)檢測(cè)

查看答案(二)多項(xiàng)選擇題4.酮的氧化產(chǎn)物依賴(lài)于所應(yīng)用111

二、簡(jiǎn)答題

1.什么是氧化反應(yīng)?在一個(gè)有機(jī)反應(yīng)中,怎樣判斷氧化還原的發(fā)生?

2.活性二氧化錳的制法、氧化特點(diǎn)及使用條件?應(yīng)用范圍?

3.-吡啶類(lèi)氧化劑都有哪些配制方法?主要用途是什么?

4.催化氧化反應(yīng)的特點(diǎn)及其應(yīng)用價(jià)值?試舉例說(shuō)明目標(biāo)檢測(cè)

二、簡(jiǎn)答題1.什么是氧化反應(yīng)?在一個(gè)有機(jī)反應(yīng)112

三、完成下列反應(yīng)方程式

目標(biāo)檢測(cè)

CH2OHMO2(1)(2),120min80CH3H3CCAN/50%AcOHCH3OCPhHCH2SeO2(3)三、完成下列反應(yīng)方程式目標(biāo)檢測(cè)CH2OHMO2(113

三、完成下列反應(yīng)方程式

目標(biāo)檢測(cè)

OHOHPb(OAc)4(4)HOAcSeO2C2H5(5)三、完成下列反應(yīng)方程式目標(biāo)檢測(cè)OHOHPb(OA114四、合成下列化合物,并寫(xiě)出簡(jiǎn)單的工藝過(guò)程目標(biāo)檢測(cè)

1.苯乙酸

2.6-溴-2萘乙酸

3.對(duì)硝基苯甲醛四、合成下列化合物,并寫(xiě)出簡(jiǎn)單的工藝過(guò)程目標(biāo)檢測(cè)1.苯115

第六章氧化反應(yīng)目標(biāo)檢測(cè)參考答案

一、選擇題(一)單選題1.A2.C3.A4.C5.A6.B7.D8.B9.C10.C

(二)多選題1.ABC2.ABCD3.ABE4.ABCD

返回1234返回5678

返回910返回123返回4第六章氧化反應(yīng)目標(biāo)檢測(cè)參考答案一、選擇題(116

二、簡(jiǎn)答題

1.答即指有機(jī)物分子中氧原子的增加、氫原子的消除、或與兩者有關(guān)。也可以理解為有機(jī)化合物中插入氧原子,或?qū)⒐倌軋F(tuán)轉(zhuǎn)化為高氧化態(tài)。在一個(gè)有機(jī)反應(yīng)中,通過(guò)得氧或失氫來(lái)判斷氧化反應(yīng)的發(fā)生。

2.答氧化劑二氧化錳有兩種,即二氧化錳和硫酸的混合物以及活性二氧化錳。經(jīng)常使用的是二氧化錳與硫酸的混合物。反應(yīng)條件比較溫和,主要用于醇氧化成醛。選擇性氧化芐位羥基成羰基,不影響非芐位羥基。

返回第六章氧化反應(yīng)目標(biāo)檢測(cè)參考答案

二、簡(jiǎn)答題1.答即指有機(jī)物分子中氧原子的增加、117

二、簡(jiǎn)答題

3.答將三氧化鉻加到過(guò)量的吡啶(質(zhì)量比為三氧化鉻:吡啶=1:10)中即生成三氧化鉻-吡啶配合物吡啶溶液,它可以氧化伯、仲醇為醛酮,效果很好,對(duì)酸敏感的官能團(tuán)沒(méi)有影響。也可將三氧化鉻吡啶配合物從吡啶中分離出來(lái),干燥后再溶于二氯甲烷中使用,這樣組成的溶液稱(chēng)為Collins試劑。它是使伯、仲醇氧化成醛、酮最普通的方法。選擇性氧化叔胺上的甲基成甲?;?。用Saretty試劑時(shí),烯丙型和芐醇型的醇氧化成相應(yīng)的醛和酮。而對(duì)非烯丙型和非芐醇型的醇的氧化,只有多環(huán)的伯醇和仲醇效果較好。Collins試劑氧化脂肪醇和單環(huán)醇收率較高。甾胺類(lèi)的叔氨基上的二甲基,用Saretty試劑選擇氧化其中一個(gè)甲酰基,而另一個(gè)酰甲基不受影響。

返回第六章氧化反應(yīng)目標(biāo)檢測(cè)參考答案

二、簡(jiǎn)答題3.答將三氧化鉻加到過(guò)量的吡啶(質(zhì)量118

二、簡(jiǎn)答題

4.答不消耗價(jià)格較貴的化學(xué)氧化劑,反應(yīng)溫度較低,選擇性好;氧化能力有限,轉(zhuǎn)化率低,后處理操作復(fù)雜,氧化反應(yīng)器需要耐腐蝕材料,一般帶壓操作??捎糜诟邷叵虏环€(wěn)定化合物的氧化。此外,液相催化氧化的選擇性也較好,可使反應(yīng)停留在中間階段,因此常用于制備有機(jī)過(guò)氧化物和機(jī)酸。如果條件控制適宜、也可用于制備醇、醛和酮。對(duì)硝基苯乙酮是合成氯霉素的重要中間體,它是由對(duì)硝基乙苯經(jīng)液相空氣氧化制得。

返回第六章氧化反應(yīng)目標(biāo)檢測(cè)參考答案

二、簡(jiǎn)答題4.答不消耗價(jià)格較貴的化學(xué)氧化劑,反應(yīng)119

三、完成下列反應(yīng)方程式

返回(1)12345第六章氧化反應(yīng)目標(biāo)檢測(cè)參考答案

三、完成下列反應(yīng)方程式返回(1)12345第六章120(1)以鉻酸鹽為氧化劑,在中性介質(zhì)中,高溫高壓條件下,苯環(huán)側(cè)鏈末端被氧化:(2)以2-溴萘為原料,經(jīng)氯甲基化、氰化、水解得6-溴-2-萘乙酸:四、合成下列化合物,并寫(xiě)出簡(jiǎn)單的工藝過(guò)程第六章氧化反應(yīng)目標(biāo)檢測(cè)參考答案

(1)以鉻酸鹽為氧化劑,在中性介質(zhì)中,高溫高壓條件下,苯環(huán)側(cè)121第六章氧化反應(yīng)目標(biāo)檢測(cè)參考答案(3)以對(duì)硝基甲苯為起始原料,用硝酸鈰銨和50%的醋酸組成氧化劑反應(yīng)得到:第六章氧化反應(yīng)目標(biāo)檢測(cè)參考答案(3)以對(duì)硝基甲苯為起122ThankYou!ThankYou!123第七章氧化反應(yīng)藥物合成技術(shù)第七章氧化反應(yīng)藥物合成技術(shù)124在藥物合成中,借助氧化反應(yīng)可以得到種類(lèi)繁多的化合物,如醇、醛、酮、羧酸、酚、醌、環(huán)氧化合物等含氧化合物,以及脫氫的不飽和烴類(lèi)、芳香化合物等。氧化反應(yīng)是在氧化劑或氧化催化劑存在下實(shí)現(xiàn)的,氧化劑種類(lèi)很多,特點(diǎn)各異,一種氧化劑往往可以與多種不同的基團(tuán)發(fā)生反應(yīng),而同一種基團(tuán)也可以被多種氧化劑氧化,同時(shí)氧化過(guò)程往往伴隨很多副反應(yīng),因此,在藥物合成中,選擇符合要求的合適的氧化劑是非常重要的。返回在藥物合成中,借助氧化反應(yīng)可以得到種類(lèi)繁多的化合物,125一、氧化反應(yīng)的概念氧化反應(yīng)(oxidationreaction)是一類(lèi)最常用的有機(jī)化學(xué)反應(yīng)。廣義氧化反應(yīng)對(duì)以共價(jià)鍵結(jié)合的有機(jī)化合物來(lái)說(shuō),可視為碳原子周?chē)碾娮拥拿芏冉档?,即碳原子氧化態(tài)升高的反應(yīng)。習(xí)慣上的有機(jī)合成化學(xué)的氧化反應(yīng)是指狹義概念的氧化,即指有機(jī)物分子中氧原子的增加、氫原子的消除、或與兩者有關(guān)。也可以理解為有機(jī)化合物中插入氧原子,或?qū)⒐倌軋F(tuán)轉(zhuǎn)化為高氧化態(tài)。

一、氧化反應(yīng)的概念氧化反應(yīng)(oxidationr126狹義:加氧去氫廣義:電子轉(zhuǎn)移,使C上電子云降低一、氧化反應(yīng)的概念

返回本節(jié)狹義:加氧去氫一、氧化反應(yīng)的概念返回本節(jié)127二、氧化反應(yīng)的類(lèi)型

根據(jù)反應(yīng)所采用的氧化劑及操作方法不同,氧化反應(yīng)可以分為化學(xué)氧化、催化氧化以及生物氧化?;瘜W(xué)氧化是指在氧化劑的直接作用下完成的氧化反應(yīng)。

催化氧化是指在催化劑存在下,使用空氣或氧氣實(shí)現(xiàn)的氧化反應(yīng)。生物氧化是指用微生物進(jìn)行的氧化反應(yīng)。

返回本節(jié)二、氧化反應(yīng)的類(lèi)型根據(jù)反應(yīng)所采用的氧化劑及操128

(一)高錳酸鉀

一、錳化合物

高錳酸鉀是一種強(qiáng)氧化劑,高錳酸鉀在堿性、中性或酸性中均能發(fā)生氧化作用,所以應(yīng)用范圍較廣,但由于介質(zhì)的pH不同,其氧化性能也不同。

(一)高錳酸鉀一、錳化合物高錳129

在中性或堿性介質(zhì)中,錳由MnO4-被還原為MnO2;在酸性介質(zhì)中,錳由MnO4-被還原為Mn2+:

一、錳化合物

(一)高錳酸鉀

在中性或堿性介質(zhì)中,錳由MnO4-被還原為130

(二)活性二氧化錳

對(duì)活性二氧化錳的活性有一定的要求,一般市售的二氧化錳的活性很小或沒(méi)有活性,不能應(yīng)用。

氧化劑二氧化錳有兩種,即二氧化錳和硫酸的混合物以及活性二氧化錳。

一、錳化合物

(二)活性二氧化錳對(duì)活性二氧化錳的活131一般是新鮮制備,而且使用過(guò)量較多,反應(yīng)時(shí)間又長(zhǎng),所以經(jīng)常使用的是二氧化錳與硫酸的混合物。(二)活性二氧化錳

返回一、錳化合物

一般是新鮮制備,而且使用過(guò)量較多,反應(yīng)時(shí)132

(一)鉻酸鹽

二、鉻化合物

在酸性中鉻酸鹽均為重鉻酸鹽,其中用的最多的是重鉻酸鈉,它可在各種濃度的硫酸中使用,具有強(qiáng)氧化性能,其反應(yīng)式如下:(一)鉻酸鹽二、鉻化合物在酸性133(一)鉻酸鹽

在中性或堿性條件下,重鉻酸鈉的氧化性能較弱,反應(yīng)式為:二、鉻化合物

(一)鉻酸鹽在中性或堿性條件下,重鉻酸鈉的氧化性134將三氧化鉻加到過(guò)量的吡啶(質(zhì)量比為三氧化鉻:吡啶=1:10)中即生成三氧化鉻-吡啶配合物吡啶溶液,它可以氧化伯、仲醇為醛酮,效果很好,對(duì)酸敏感的官能團(tuán)沒(méi)有影響。(二)三氧化鉻-吡啶配合物(Collins試劑)

也可將三氧化鉻吡啶配合物從吡啶中分離出來(lái),干燥后再溶于二氯甲烷中使用,這樣組成的溶液稱(chēng)為Collins試劑。它是使伯、仲醇氧化成醛、酮最普通的方法。二、鉻化合物

將三氧化鉻加到過(guò)量的吡啶(質(zhì)量比為三氧化鉻:135(二)三氧化鉻-吡啶配合物(Collins試劑)缺點(diǎn)在于該試劑很易吸潮,很不穩(wěn)定,不易保存,需要在無(wú)水條件下進(jìn)行反應(yīng);同時(shí)為了加快和反應(yīng)完全,需用相當(dāng)過(guò)量的試劑(≧五倍理論用量);另外配制時(shí)容易失火等。鉻化合物還有鉻酰氯等。二、鉻化合物

返回本節(jié)(二)三氧化鉻-吡啶配合物(Collins試劑)136

(一)鹵素

三、含鹵氧化劑

含鹵氧化劑很多,最常用的是氯氣、次氯酸鹽,其次是溴和碘及其含氧化合物。

氯氣價(jià)廉很早就被用作氧化劑,使用時(shí)多通入水或堿性水溶液,起氧化作用的實(shí)際上是次氯酸或次氯酸鹽。

(一)鹵素三、含鹵氧化劑含鹵氧化劑很多137氯氣氧化后生成鹽酸,容易處理,但在氧化過(guò)程中常常伴有氯化反應(yīng)。溴的氧化性與氯相似,但氧化能力比氯較弱。溴為液體,可溶于四氯化碳、氯仿、二硫化碳或冰醋酸中,配制成一定濃度的溶液使用方便,但價(jià)格較貴。(一)鹵素

三、含鹵氧化劑

氯氣氧化后生成鹽酸,容易處理,但在氧化過(guò)程中常138次鹵酸本身不穩(wěn)定,易分解,但它的鹽較穩(wěn)定,通常將它制成次鹵酸鹽保存。次鹵酸鹽用得最多的是次氯酸鹽,即把氯氣通入堿性溶液中即可。次鹵酸鹽是一種氧化劑,可以使醇類(lèi)氧成相應(yīng)的醛、酮。因此,凡具有[CH3CH(OH)-]構(gòu)造的醇會(huì)先被氧化成乙醛或甲基酮,再進(jìn)行鹵仿反應(yīng)。(二)次鹵酸鹽

含鹵化合物還有其它的氧化劑,如過(guò)碘酸、碘-羧酸銀等也常用。三、含鹵氧化劑

返回本節(jié)次鹵酸本身不穩(wěn)定,易分解,但它的鹽較穩(wěn)139

(一)過(guò)氧化氫

四、其它氧化劑

過(guò)氧化氫俗稱(chēng)雙氧水,是比較溫和的氧化劑,其最大的優(yōu)點(diǎn)是反應(yīng)后本身轉(zhuǎn)變?yōu)樗?,無(wú)殘留物。但雙氧水不穩(wěn)定,只能在低溫下使用,需要嚴(yán)格控制工藝條件。市售的雙氧水濃度常是3%或30%,近年來(lái),由于高能燃料的需要,含量90%更濃的過(guò)氧化氫已有出售。但這些產(chǎn)品切不可與可燃物接觸,以免發(fā)生燃燒,爆炸事故。

(一)過(guò)氧化氫四、其它氧化劑過(guò)氧化氫俗140

(二)有機(jī)過(guò)氧酸

分子中具有過(guò)氧鍵,通式可用RCOOOH表示結(jié)構(gòu)的羧酸稱(chēng)為有機(jī)過(guò)氧酸,簡(jiǎn)稱(chēng)過(guò)酸,其酸性比相應(yīng)的羧酸弱。

四、其它氧化劑

(二)有機(jī)過(guò)氧酸分子中具有過(guò)氧鍵141常用的有機(jī)過(guò)氧酸有:過(guò)氧甲酸、過(guò)氧乙酸、過(guò)氧三氟乙酸、過(guò)氧間氯苯甲酸等,其中過(guò)氧三氟乙酸的酸性和氧化性最強(qiáng),間氯過(guò)氧苯甲酸最穩(wěn)定。過(guò)氧苯甲酸和過(guò)氧鄰苯二甲酸是結(jié)晶性化合物,可在惰性溶劑(如乙醚、氯仿)中進(jìn)行反應(yīng),是制備環(huán)氧化物合物的常用的氧化劑。過(guò)氧酸的性質(zhì)不穩(wěn)定,一般是現(xiàn)用現(xiàn)配,久置易分解,如有雜質(zhì)存在時(shí),有加速分解作用。在使用或配制過(guò)程中,容易發(fā)生爆炸,故特別注意安全防護(hù)。由于過(guò)酸能形成分子內(nèi)氫鍵,因此比相應(yīng)的酸易于揮發(fā)。(二)有機(jī)過(guò)氧酸

四、其它氧化劑

常用的有機(jī)過(guò)氧酸有:過(guò)氧甲酸、過(guò)氧乙酸142四醋酸鉛一種選擇性很強(qiáng)的氧化劑,它可由鉛丹(,有毒)與含少量醋酐的冰醋酸加熱制得。四醋酸鉛的化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定,遇水立即分解。所以,用四醋酸鉛作氧化劑的反應(yīng),多數(shù)在無(wú)水有機(jī)溶劑如冰醋酸、氫仿、二氯甲烷、硝基苯、已腈等中進(jìn)行。四醋酸鉛除用于芐位烴基的氧化外,還可用于羰基烴基化的氧化、鄰二醇的氧化、一元醇的選擇性氧化等。(三)四醋酸鉛四、其它氧化劑

四醋酸鉛一種選擇性很強(qiáng)的氧化劑,它可由鉛丹(143二甲基亞砜[,DMSO]是實(shí)驗(yàn)室常用的一種極性非質(zhì)子溶劑,它又是一種很有用的選擇性氧化劑,它無(wú)色無(wú)臭微苦,吸濕性的液體,它能氧化伯、仲醇及磺酸酯成相應(yīng)的羰基化合物。(四)二甲基亞砜(DMSO)及其類(lèi)似物

四、其它氧化劑

二甲基亞砜[,DMS144高鐵氰化鉀和三氯化鐵、Tollen試劑都是較弱的氧化劑。又稱(chēng)六氰合鐵酸鉀,赤血鹽鉀。高鐵氰酸根配離子在反應(yīng)過(guò)程中得到一個(gè)電子,自身還原成亞鐵氰酸配離子。(五)高鐵氰化鉀(赤血鹽)

四、其它氧化劑

高鐵氰化鉀和三氯化鐵、Tollen試劑都是較弱145高鐵氰化鉀的氧化,多用于酚的氧化偶合、吲哚衍生物的合成、季銨鹽和酰肼化合物的氧化等。(五)高鐵氰化鉀(赤血鹽)

四、其它氧化劑

返回高鐵氰化鉀的氧化,多用于酚的氧化偶合、吲哚衍生物146一、烴類(lèi)化合物的氧化反應(yīng)

一、脂肪烴的氧化二、含烯烴的化合物的氧化三、芐位烴基的氧化四、羧酸α-活性烴基的氧化五、稀丙位烴基的氧化

一、烴類(lèi)化合物的氧化反應(yīng)一、脂肪烴的氧化147一、烴類(lèi)化合物的氧化(一)脂肪烴的氧化

烷烴分子中,碳碳鍵和碳?xì)滏I都是結(jié)合得比較牢固的共價(jià)鍵,在一般條件下不易被氧化,這是由于在催化劑的作用下,初期形成的氧化產(chǎn)物總是比原料更易被氧化,但在高溫高壓或適當(dāng)催化劑的作用下可以使它發(fā)生部分氧化,生成各種含氧衍生物(如醇、醛、酸等)。一、烴類(lèi)化合物的氧化(一)脂肪烴的氧化烷烴分子中148(二)含烯鍵化合物的氧化

1.烯鍵環(huán)氧化(1)含烯鍵的羰基(與烯鍵共軛)化合物環(huán)氧化:當(dāng)α,β-不飽和羰基化合物中碳碳雙鍵與羰基相共軛時(shí),一般在堿性條件下用過(guò)氧化氫或叔丁基過(guò)氧化氫(t-BuOOH)使之環(huán)氧化。一、烴類(lèi)化合物的氧化反應(yīng)

(二)含烯鍵化合物的氧化1.烯鍵環(huán)氧化一、烴類(lèi)化合物的149(1)含烯鍵的羰基(與烯鍵共軛)化合物環(huán)氧化一、烴類(lèi)化合物的氧化反應(yīng)

(1)含烯鍵的羰基(與烯鍵共軛)化合物環(huán)氧化一、烴類(lèi)化合物的150(2)不與羰基共軛的烯鍵環(huán)氧化:

①過(guò)氧化氫或過(guò)氧化氫烷(或名烷基過(guò)氧醇)作氧化劑在過(guò)渡金屬配合物的催化下,用過(guò)氧化氫或過(guò)氧化氫烷作氧化劑,加入的催化劑是過(guò)渡金屬配合物,這些金屬配合物包括由釩、鉬、鎢、鉻、錳和鈦所構(gòu)成的配合物。對(duì)于非官能化烯鍵的環(huán)氧化最有效的催化劑是和Salen-錳配合物。以作催化劑時(shí),常用過(guò)氧化氫烷作氧化劑。一、烴類(lèi)化合物的氧化反應(yīng)

(2)不與羰基共軛的烯鍵環(huán)氧化:①過(guò)氧化氫或過(guò)151反應(yīng)常在烴類(lèi)溶劑中進(jìn)行(或烯烴本身兼作溶劑),醇或酮作溶劑有抑制反應(yīng)的傾向。(2)不與羰基共軛的烯鍵環(huán)氧化:

一、烴類(lèi)化合物的氧化反應(yīng)

反應(yīng)常在烴類(lèi)溶劑中進(jìn)行(或烯烴本身兼作溶劑),152當(dāng)有腈(或腈基)存在下雙鍵環(huán)的氧化,由于堿性過(guò)氧化氫在腈存在時(shí)可使富電子雙鍵發(fā)生環(huán)氧化。這種氧化劑的特點(diǎn)是:該試劑不和該試劑不和酮發(fā)生Baeyer-Villiger反應(yīng)。這一特點(diǎn)常用來(lái)使一些非共軛不飽和酮中的雙鍵環(huán)氧化。(2)不與羰基共軛的烯鍵環(huán)氧化:

一、烴類(lèi)化合物的氧化反應(yīng)

當(dāng)有腈(或腈基)存在下雙鍵環(huán)的氧化,由于堿性過(guò)氧153在非共軛不飽和酮中的雙鍵是富電子的,不和堿性過(guò)氧化氫作用,而用過(guò)氧酸時(shí),則會(huì)發(fā)生Baeyer-Villiger氧化。所以本試劑可方便地對(duì)這一結(jié)構(gòu)的雙鍵環(huán)氧化。(2)不與羰基共軛的烯鍵環(huán)氧化:

一、烴類(lèi)化合物的氧化反應(yīng)

在非共軛不飽和酮中的雙鍵是富電子的,不和堿性過(guò)154(2)不與羰基共軛的烯鍵環(huán)氧化:

一、烴類(lèi)化合物的氧化反應(yīng)(2)不與羰基共軛的烯鍵環(huán)氧化:一、烴類(lèi)化合物的氧化反應(yīng)155②有機(jī)過(guò)氧酸為環(huán)氧化劑

(2)不與羰基共軛的烯鍵環(huán)氧化:

一、烴類(lèi)化合物的氧化反應(yīng)

②有機(jī)過(guò)氧酸為環(huán)氧化劑(2)不與羰基共軛的烯鍵環(huán)氧化:一156過(guò)氧酸氧化烯鍵,首先生成環(huán)氧化合物,但若反應(yīng)條件選擇不當(dāng),會(huì)進(jìn)一步反應(yīng)生成鄰二醇的?;苌?,再在堿的作用下,形成鄰二醇。酸性弱的過(guò)氧酸如三個(gè)芳香過(guò)氧酸(過(guò)氧苯甲酸、單過(guò)氧鄰苯二甲酸和間氯過(guò)氧苯甲酸)較適合于合成環(huán)氧化合物。(2)不與羰基共軛的烯鍵環(huán)氧化:

一、烴類(lèi)化合物的氧化反應(yīng)

過(guò)氧酸氧化烯鍵,首先生成環(huán)氧化合物,但若反應(yīng)條件1572.烯鍵氧化成1,2-二醇

(1)氧化成順式1,2-二醇:①高錳酸鉀作氧化劑油酸的全羥基化一、烴類(lèi)化合物的氧化反應(yīng)

2.烯鍵氧化成1,2-二醇(1)氧化成順式1,2-二醇:油158

在烯烴全羥基化中用高錳酸鉀氧化烯鍵是應(yīng)用較廣泛的方法。反應(yīng)反應(yīng)條件十分重要,常規(guī)的反應(yīng)條件是用水或含水有機(jī)溶劑(丙酮、乙醇或叔丁醇等)作溶劑,加計(jì)算量低濃度(1%~3%)的高錳酸鉀,在堿性條件下(pH為12以上),低溫反應(yīng)。否則會(huì)引起雙鍵斷裂,生成羧酸。由于不飽和酸在堿性溶液中溶解,所以本法對(duì)不飽和酸的全羥基化最為適合,收率也高。高錳酸鉀過(guò)量或者濃度提高都對(duì)進(jìn)一步氧化有利。一、烴類(lèi)化合物的氧化反應(yīng)

在烯烴全羥基化中用高錳酸鉀氧化烯鍵是應(yīng)用較廣泛的159②碘和羧酸銀為氧化劑(Woodward法)

由1mol碘和2mol醋酸銀或苯甲酸銀所組成的試劑,稱(chēng)為Prevost試劑,該試劑可氧化烯鍵成1,2-二醇,產(chǎn)物結(jié)構(gòu)隨反應(yīng)條件不同而異,當(dāng)有水存在時(shí)(Woodward反應(yīng)),得到順式1,2-二醇的單酯,水解得順式的1,2-二醇;而在無(wú)水條件下(Prevost反應(yīng))則得到反式1,2-二醇的雙酯化合物。一、烴類(lèi)化合物的氧化反應(yīng)

②碘和羧酸銀為氧化劑(Woodward法)由160

該試劑的價(jià)值在于它的專(zhuān)一性,反應(yīng)條件溫和。游離碘在所用的條件下,不影響分子中的其他敏感基團(tuán)。

②碘和羧酸銀為氧化劑(Woodward法)

一、烴類(lèi)化合物的氧化反應(yīng)

該試劑的價(jià)值在于它的專(zhuān)一性,反應(yīng)條件溫和。游161(2)氧化成反式1,2-二醇

①過(guò)氧酸為氧化劑,過(guò)氧酸氧化烯鍵可生成環(huán)氧化合物,亦可形成1,2-二醇,這主要取決于反應(yīng)條件。如環(huán)已烯用過(guò)氧甲酸溶液氧化,生成的環(huán)氧化合物立即與甲酸作用得反式單酯,經(jīng)水解得反式二醇。如:一、烴類(lèi)化合物的氧化反應(yīng)

(2)氧化成反式1,2-二醇①過(guò)氧酸為氧化劑,過(guò)氧162(2)氧化成反式1,2-二醇

②Prevost反應(yīng),以碘和羧酸銀試劑,在無(wú)水條件下,和烯鍵作用可獲得反式1,2-二醇的雙羧酸酯,此反應(yīng)為Prevost反應(yīng)。

生成的二酯水解得反式1,2-二醇。本反應(yīng)條件溫和,不會(huì)影響其它敏感基團(tuán)。一、烴類(lèi)化合物的氧化反應(yīng)

(2)氧化成反式1,2-二醇②Prevost反應(yīng),1633.烯鍵的斷裂氧化

(1)用高錳酸鉀氧化最常用和最簡(jiǎn)單的將烯鍵斷裂氧化成羰基化合物或羧酸的方法是高錳酸鉀法,如:一、烴類(lèi)化合物的氧化反應(yīng)

3.烯鍵的斷裂氧化(1)用高錳酸鉀氧化一、烴類(lèi)化合物的氧164(2)用臭氧氧化分解用臭氧氧化分解這也是一個(gè)氧化斷裂烯鍵的常用方法。一、烴類(lèi)化合物的氧化反應(yīng)

(2)用臭氧氧化分解用臭氧氧化分解這也是一個(gè)165(三)芐位烴基的氧化

1.氧化生成醇和酯鉛鹽對(duì)芐位C-H鍵的酯化作用低于CAN

一、烴類(lèi)化合物的氧化反應(yīng)

(三)芐位烴基的氧化1.氧化生成醇和酯鉛鹽對(duì)芐位C-H166(三)芐位烴基的氧化

1.氧化生成醇和酯硝酸鈰銨對(duì)芳烴的芐位C-H鍵氧化有較好選擇性一、烴類(lèi)化合物的氧化反應(yīng)

(三)芐位烴基的氧化1.氧化生成醇和酯硝酸鈰銨對(duì)芳167(三)芐位烴基的氧化

1.氧化生成醇和酯LTA是一個(gè)溫和的氧化劑,且有很好的選擇性

。一、烴類(lèi)化合物的氧化反應(yīng)

(三)芐位烴基的氧化1.氧化生成醇和酯LTA是一個(gè)溫和的168(三)芐位烴基的氧化

1.氧化生成醇和酯

以上所用的氧化劑都需要在無(wú)水的AcOH介質(zhì)中進(jìn)行反應(yīng),某些芳環(huán)化合物的結(jié)構(gòu)中芐位碳原子上只有一個(gè)氫原子,則可以選擇較強(qiáng)的氧化劑,且僅獲得相應(yīng)的單一的氧化物。

一、烴類(lèi)化合物的氧化反應(yīng)

(三)芐位烴基的氧化1.氧化生成醇和酯1692.氧化生成醛

(1)硝酸鈰銨(CAN)-甲苯氧化劑

一、烴類(lèi)化合物的氧化反應(yīng)

(三)芐位烴基的氧化

2.氧化生成醛(1)硝酸鈰銨(CAN)-甲苯氧化劑一、烴170(2)CrO3-Ac3O氧化劑

將芳環(huán)上甲基氧化成相應(yīng)的芳香醛二醋酐衍生物。該反應(yīng)中,過(guò)量的醋酐與醛基成酯的速度大于氧化的速度。這是制備芳香醛的方法之一。一、烴類(lèi)化合物的氧化反應(yīng)

(2)CrO3-Ac3O氧化劑將芳環(huán)上甲基171(3)鉻酰氯作氧化劑

Etard反應(yīng)

一、烴類(lèi)化合物的氧化反應(yīng)

(3)鉻酰氯作氧化劑Etard反應(yīng)一、烴類(lèi)化合物的氧化反1723.氧化形成酮

一、烴類(lèi)化合物的氧化反應(yīng)

3.氧化形成酮一、烴類(lèi)化合物的氧化反應(yīng)1734.氧化形成羧酸

很多強(qiáng)氧化劑可氧化芐位甲基成相應(yīng)的芳烴甲酸,常用的氧化劑有Na2Cr2O7、KMnO4、CrO3和稀硝酸等。

一、烴類(lèi)化合物的氧化反應(yīng)

4.氧化形成羧酸很多強(qiáng)氧化劑可氧化芐位甲基成174(四)羰基α-活性烴基的氧化

1.形成α-羥酮

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