第六章氧化反應(yīng)1

藥物合成反應(yīng)第一章鹵化反應(yīng)第二章烴化反應(yīng)第三章?；磻?yīng)第四章縮合反應(yīng)第五章重排反應(yīng)第六章氧化反應(yīng)第七章還原反應(yīng)第八章合成設(shè)計(jì)原理聞韌主編，化學(xué)工業(yè)出版社第三版現(xiàn)在是1頁(yè)\一共有78頁(yè)\編輯于星期五一、5,5-二苯基-2,4-咪唑烷二酮鈉鹽（苯妥英鈉）的合成藥物合成反應(yīng)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)在是2頁(yè)\一共有78頁(yè)\編輯于星期五二、1.2-苯并吡喃酮-3-羧酸（香豆素-3-羧酸）的合成Knovengel反應(yīng)、水解反應(yīng)藥物合成反應(yīng)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)在是3頁(yè)\一共有78頁(yè)\編輯于星期五三、對(duì)氨基苯甲酸乙酯（苯佐卡因）的合成藥物合成反應(yīng)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)在是4頁(yè)\一共有78頁(yè)\編輯于星期五天然藥物的提取藥物的合成藥物合成再修飾現(xiàn)在是5頁(yè)\一共有78頁(yè)\編輯于星期五一滴水一桶水現(xiàn)在是6頁(yè)\一共有78頁(yè)\編輯于星期五第六章氧化反應(yīng)

Chapter6OxidationReaction主講：侯桂革現(xiàn)在是7頁(yè)\一共有78頁(yè)\編輯于星期五概述特點(diǎn)：①條件難以控制②實(shí)驗(yàn)室和工業(yè)上不同,工業(yè)上用O2

狹義：加氧去氫廣義：電子轉(zhuǎn)移，使C上電子云密度降低原子失去電子或者氧化態(tài)升高定義現(xiàn)在是8頁(yè)\一共有78頁(yè)\編輯于星期五化合價(jià)現(xiàn)在是9頁(yè)\一共有78頁(yè)\編輯于星期五化合價(jià)現(xiàn)在是10頁(yè)\一共有78頁(yè)\編輯于星期五化合價(jià)現(xiàn)在是11頁(yè)\一共有78頁(yè)\編輯于星期五常見(jiàn)的氧化劑氧氣、臭氧，雙氧水，金屬離子高錳酸鉀KMnO4、重鉻酸鉀K2Cr2O7硝酸HNO3現(xiàn)在是12頁(yè)\一共有78頁(yè)\編輯于星期五鉻酐-醋酐（CrO3-Ac2O)三氧化二鉻Cr2O3、常見(jiàn)的氧化劑鉻酐—吡啶（分子內(nèi)鹽）Collins試劑CrO3.2PyCH2Cl2二氯鉻酰（Etard，埃塔試劑、鉻酰氯）現(xiàn)在是13頁(yè)\一共有78頁(yè)\編輯于星期五二氧化硒硝酸鈰銨Ce(NH4)2(NO3)6四醋酸鉛Pb(AcO)4Ag2CO3、AgNO3常見(jiàn)的氧化劑現(xiàn)在是14頁(yè)\一共有78頁(yè)\編輯于星期五二甲基亞砜過(guò)氧酸酯過(guò)氧化物常見(jiàn)的氧化劑現(xiàn)在是15頁(yè)\一共有78頁(yè)\編輯于星期五第一節(jié)氧化反應(yīng)機(jī)理一、電子反應(yīng)機(jī)理1、親電反應(yīng)2、親核反應(yīng)二、自由基機(jī)理反應(yīng)過(guò)程中有自由基參與反應(yīng)（正電性---親---負(fù)點(diǎn)性）（負(fù)點(diǎn)性---親---正電性）（一般是其中一個(gè)反應(yīng)物轉(zhuǎn)化成自由基形式）現(xiàn)在是16頁(yè)\一共有78頁(yè)\編輯于星期五一、電子反應(yīng)機(jī)理1、親電反應(yīng)（1）、親電加成碘和濕羧酸銀氧化烯鍵成1,2-二醇的反應(yīng)屬于親電加成反應(yīng)機(jī)理?，F(xiàn)在是17頁(yè)\一共有78頁(yè)\編輯于星期五（2）、親電取代二氧化硒氧化烯丙位生成烯丙醇的反應(yīng)，為親電取代反應(yīng)機(jī)理五元環(huán)過(guò)渡態(tài)現(xiàn)在是18頁(yè)\一共有78頁(yè)\編輯于星期五（3）、親電消除兩種途徑i:鉻酸氧化醇成醛或酮的反應(yīng)，使醇羥基上的質(zhì)子和其相鄰的碳原子上的質(zhì)子被消除形成羰基，為親電消除反應(yīng)因伴隨著碳原子上的質(zhì)子消除，故堿性條件對(duì)該反應(yīng)有利?，F(xiàn)在是19頁(yè)\一共有78頁(yè)\編輯于星期五分子內(nèi)斷裂分子間斷裂兩種途徑現(xiàn)在是20頁(yè)\一共有78頁(yè)\編輯于星期五ii.SeO2選擇性脫去酮羰基的α,β-氫，得到α,β-不飽和酮，屬于親電消除反應(yīng)機(jī)理烯醇式硒酸酯β-消除現(xiàn)在是21頁(yè)\一共有78頁(yè)\編輯于星期五一、電子反應(yīng)機(jī)理2、親核反應(yīng)（負(fù)點(diǎn)性---親---正電性）（1）親核消除反應(yīng)二甲基亞砜（DMSO）氧化醇生成醛和酮的反應(yīng)屬于親核消除反應(yīng)機(jī)理親電試劑（E）活化ＤＭＳＯ，生成活性锍鹽，與醇反應(yīng)形成烷氧基锍鹽，發(fā)生消除反應(yīng)，生成醛或酮和二甲硫醚。常用的親電試劑（E）：DCC、Ac2O、(CF3CO)2O、SOCl2、(COCl)2等?，F(xiàn)在是22頁(yè)\一共有78頁(yè)\編輯于星期五活性锍鹽DCCDMSODMSO：二甲基亞砜DimethylsulfoxideDMF：N,N-二甲基甲酰胺N,N-Dimethylformamide沸點(diǎn)：149～156℃熔點(diǎn)：18℃，沸點(diǎn)：189℃現(xiàn)在是23頁(yè)\一共有78頁(yè)\編輯于星期五一、電子反應(yīng)機(jī)理2、親核反應(yīng)（負(fù)點(diǎn)性去親正電性）（2）親核加成

過(guò)氧化物氧化α,β-不飽和酮形成α,β-環(huán)氧化酮的反應(yīng)使缺電子烯鍵變成環(huán)氧，為親核加成反應(yīng)機(jī)理負(fù)點(diǎn)性正電性現(xiàn)在是24頁(yè)\一共有78頁(yè)\編輯于星期五一、電子反應(yīng)機(jī)理2、親核反應(yīng)（負(fù)點(diǎn)性去親正電性）（3）親核取代四醋酸鉛氧化羰基α-活性C-H鍵生成α-醋酸酯酮的反應(yīng)為親核取代反應(yīng)機(jī)理現(xiàn)在是25頁(yè)\一共有78頁(yè)\編輯于星期五二、自由基機(jī)理反應(yīng)過(guò)程中有自由基生成（反應(yīng)物生成自由基）1、自由基加成氧氣氧化酮羰基α-位氫成α-羥基的反應(yīng)為自由基加成機(jī)理現(xiàn)在是26頁(yè)\一共有78頁(yè)\編輯于星期五二、自由基機(jī)理2、自由基取代過(guò)氧酸酯氧化烯丙位羥基成α-烯酯——自由基取代現(xiàn)在是27頁(yè)\一共有78頁(yè)\編輯于星期五二、自由基機(jī)理3、自由基消除Fremy鹽：亞硝基過(guò)硫酸鉀

用Fremy鹽在稀堿水溶液中將酚和芳胺氧化成醌的反應(yīng)現(xiàn)在是28頁(yè)\一共有78頁(yè)\編輯于星期五氧化反應(yīng)的機(jī)理一般分以下兩種：一、電子反應(yīng)機(jī)理1、親電反應(yīng)（正電性---親---負(fù)點(diǎn)性）2、親核反應(yīng)（負(fù)點(diǎn)性---親---正電性）二、自由基機(jī)理自由基參與的氧化反應(yīng)本節(jié)小結(jié)現(xiàn)在是29頁(yè)\一共有78頁(yè)\編輯于星期五

要求能夠正確、熟練地寫(xiě)出某些氧化反應(yīng)的反應(yīng)機(jī)理（1）碘和濕羧酸銀氧化烯鍵成1,2-二醇的親電加成反應(yīng)機(jī)理。（2）鉻酸氧化醇成醛或酮的親電消除反應(yīng)機(jī)理（3）過(guò)氧化物氧化α，β-不飽和酮形成α，β-環(huán)氧化酮的親核加成反應(yīng)機(jī)理重點(diǎn)現(xiàn)在是30頁(yè)\一共有78頁(yè)\編輯于星期五

第一節(jié)烴類(lèi)的氧化第二節(jié)烴類(lèi)的氧化反應(yīng)芐位C—H鍵的氧化烯丙位活性C-H鍵的氧化羰基α-活性C-H鍵的氧化現(xiàn)在是31頁(yè)\一共有78頁(yè)\編輯于星期五芐位C—H鍵的氧化1、氧化成醛（1）硝酸鈰銨（Ce(NH4)2(NO2)6）氧化芐基成醛基（2）鉻酐-醋酐（CrO3-Ac2O)氧化芐位甲基形成醛基（3）二氯鉻酰（Etard埃塔試劑、鉻酰氯）氧化芐基成醛基2、氧化成酸或酮（1）芐位亞甲基被氧化成酮常用的氧化劑：鈰的絡(luò)合物、鉻的氧化物、鉻酸鹽等；（2）芐位甲基被氧化成芳基羧酸常用的氧化劑：高錳酸鉀、重鉻酸鉀、三氧化二鉻、稀硝酸等；（3）空氣氧化（O2)氧化成酸現(xiàn)在是32頁(yè)\一共有78頁(yè)\編輯于星期五（1）、硝酸鈰銨（Ce(NH4)2(NO2)6）CAN

芐位C—H鍵的氧化：1、氧化成醛（反應(yīng)在酸性介質(zhì)中進(jìn)行，不論有幾個(gè)甲基，最終只氧化一個(gè)）溫度現(xiàn)在是33頁(yè)\一共有78頁(yè)\編輯于星期五（2）鉻酐-醋酐（CrO3-Ac2O)氧化芐位甲基形成醛基A、硫酸或硫酸/醋酸條件B、由于生成了醛的二醋酸酯，再水解得醛，不會(huì)生成酸。芐位C—H鍵的氧化：1、氧化成醛現(xiàn)在是34頁(yè)\一共有78頁(yè)\編輯于星期五（3）二氯鉻酰（Etard，埃塔試劑，鉻酰氯）制備：HCl、H2SO4滴加到CrO3中，蒸餾除水芐位C—H鍵的氧化：1、氧化成醛現(xiàn)在是35頁(yè)\一共有78頁(yè)\編輯于星期五ArCH2+HOCrOCl2..芐位C—H鍵的氧化：1、氧化成醛現(xiàn)在是36頁(yè)\一共有78頁(yè)\編輯于星期五2．氧化成酸或酮反應(yīng)通式：（1）芐位亞甲基被氧化成酮常用的氧化劑有鈰的絡(luò)合物、鉻的氧化物、鉻酸鹽等（2）芐位甲基被氧化成芳基羧酸常用的氧化劑有高錳酸鉀、重鉻酸鉀、三氧化二鉻、稀硝酸等

芐位C—H鍵的氧化：2、氧化成酸或酮現(xiàn)在是37頁(yè)\一共有78頁(yè)\編輯于星期五87%-93%舉例（1）重鉻酸鈉（鉀）三氧化鉻芐位C—H鍵的氧化：2、氧化成酸或酮現(xiàn)在是38頁(yè)\一共有78頁(yè)\編輯于星期五芐位C—H鍵的氧化：2、氧化成酸或酮現(xiàn)在是39頁(yè)\一共有78頁(yè)\編輯于星期五（2）KMnO4為氧化劑芐位C—H鍵的氧化：2、氧化成酸或酮現(xiàn)在是40頁(yè)\一共有78頁(yè)\編輯于星期五（3）硝酸為氧化劑（稀硝酸）芐位C—H鍵的氧化：2、氧化成酸或酮現(xiàn)在是41頁(yè)\一共有78頁(yè)\編輯于星期五（4）空氣氧化（O2)在堿或鈷鹽存在下，空氣氧化可使芐位甲基氧化成羧基芐位C—H鍵的氧化：2、氧化成酸或酮現(xiàn)在是42頁(yè)\一共有78頁(yè)\編輯于星期五二、羰基α-活性C-H鍵的氧化1、生成α-羥基酮氧化劑：Pb(OAc)4

(LTA)②Hg(OAc)22、生成1,2-二羰基化合物

氧化劑：SeO2或者亞硒酸現(xiàn)在是43頁(yè)\一共有78頁(yè)\編輯于星期五二羰基α-位氧化

1形成α-位羥基酮

1、生成α-羥基酮氧化劑：Pb(OAc)4

(LTA)②Hg(OAc)2親核反應(yīng)現(xiàn)在是44頁(yè)\一共有78頁(yè)\編輯于星期五二

羰基α-位氧化

1形成α-位羥基酮

水解現(xiàn)在是45頁(yè)\一共有78頁(yè)\編輯于星期五二

羰基α-位氧化

2．形成1,2--二羰基化合物

2、生成1,2-二羰基化合物氧化劑：SeO2或者亞硒酸親核消除反應(yīng)機(jī)理現(xiàn)在是46頁(yè)\一共有78頁(yè)\編輯于星期五二

羰基α-位氧化

2．形成1,2--二羰基化合物

二氧化硒為溫和的氧化劑，反應(yīng)時(shí)一般稍過(guò)量，否則會(huì)生成醇。另外，二氧化硒有劇毒，且腐蝕皮膚，應(yīng)用范圍受到很大的限制。應(yīng)用：用于1,2-二酮的制備和α-酮酸的制備現(xiàn)在是47頁(yè)\一共有78頁(yè)\編輯于星期五現(xiàn)在是48頁(yè)\一共有78頁(yè)\編輯于星期五三、烯丙位活性C-H鍵的氧化1、SeO2/H2O/HOAc可將其氧化成醇，進(jìn)一步氧化成醛和酮。2、鉻酐—吡啶(Collins試劑，CrO3.2Py)是選擇性氧化物，可選擇則性的將烯丙位亞甲基氧化成酮，結(jié)果較好。3、有機(jī)過(guò)氧酸酯，引入酰氧基后水解成醇。現(xiàn)在是49頁(yè)\一共有78頁(yè)\編輯于星期五三烯丙位的氧化反應(yīng)1．SeO2/H2O/HOAc

1、SeO2可將烯丙位上的活性C-H氧化成相應(yīng)的醇，進(jìn)一步氧化，可生成響應(yīng)的羰基化合物，通常是醛和酮。如果得到醇，氧化產(chǎn)物需在醋酸條件下進(jìn)行，產(chǎn)物以醋酸酯形式分離，然后水解得到醇。2、當(dāng)化合物中有多個(gè)烯丙位活性C-H鍵存在時(shí)，氧化選擇性規(guī)則如下：現(xiàn)在是50頁(yè)\一共有78頁(yè)\編輯于星期五三烯丙位的氧化反應(yīng)1．SeO2/H2O/HOAc

①當(dāng)有多個(gè)烯丙位時(shí)，優(yōu)先氧化取代基多的一側(cè)的烯丙位現(xiàn)在是51頁(yè)\一共有78頁(yè)\編輯于星期五三烯丙位的氧化反應(yīng)1．SeO2/H2O/HOAc

②在①原則下，CH2＞CH3＞

CHR2主要產(chǎn)物現(xiàn)在是52頁(yè)\一共有78頁(yè)\編輯于星期五三烯丙位的氧化反應(yīng)1．SeO2/H2O/HOAc

③在①②相矛盾時(shí)，按①

④環(huán)內(nèi)雙鍵，在②前提下優(yōu)先氧化環(huán)上的烯丙位現(xiàn)在是53頁(yè)\一共有78頁(yè)\編輯于星期五（5）末端雙鍵在氧化時(shí)，常會(huì)發(fā)生烯丙位重排，羥基引入末端現(xiàn)在是54頁(yè)\一共有78頁(yè)\編輯于星期五應(yīng)用：烯丙醛的制備現(xiàn)在是55頁(yè)\一共有78頁(yè)\編輯于星期五三烯丙位的氧化反應(yīng)2酪酐—吡啶(Collins試劑)

2鉻酐—吡啶（分子內(nèi)鹽）(Collins試劑（CrO3.2Py，CH2Cl2）Collins試劑是CrO3.2Py結(jié)晶溶解在二氯甲烷中的溶液，是選擇性氧化物，對(duì)雙鍵、硫醚等不起作用，可選擇則性的將烯丙位亞甲基氧化成酮，結(jié)果較好。Collins試劑現(xiàn)在是56頁(yè)\一共有78頁(yè)\編輯于星期五有時(shí)，會(huì)發(fā)生烯丙雙鍵的移位，機(jī)理是中間體烯丙基自由基轉(zhuǎn)位，造成雙鍵移位?，F(xiàn)在是57頁(yè)\一共有78頁(yè)\編輯于星期五三烯丙位的氧化反應(yīng)3有機(jī)過(guò)氧酸酯

3有機(jī)過(guò)氧酸酯

（引入酰氧基后水解）常用的氧化劑有：過(guò)苯甲酸叔丁酯、過(guò)乙酸叔丁酯現(xiàn)在是58頁(yè)\一共有78頁(yè)\編輯于星期五得烯丙醇CuBr中間產(chǎn)物是3-苯酰氧基環(huán)己烯現(xiàn)在是59頁(yè)\一共有78頁(yè)\編輯于星期五本節(jié)小結(jié)一、芐位C—H鍵的氧化三、烯丙位活性C-H鍵的氧化二、羰基α-活性C-H鍵的氧化注意：理清楚三種氧化反應(yīng)分別需要什么氧化劑，各種氧化劑分別能把它氧化到什么程度現(xiàn)在是60頁(yè)\一共有78頁(yè)\編輯于星期五

第三節(jié)醇類(lèi)的氧化反應(yīng)伯、仲醇被氧化成醛、酮醇被氧化成羧酸1,2-二醇的氧化氧化劑：幾乎各種氧化物都能用于醇類(lèi)的氧化，包括各種金屬氧化物和鹽類(lèi)（如鉻酸及其氧化物、高錳酸鉀、二氧化錳）、硝酸、過(guò)碘酸、二甲基亞砜等?，F(xiàn)在是61頁(yè)\一共有78頁(yè)\編輯于星期五（一）、用鉻化合物為氧化劑包括：氧化鉻、重鉻酸鹽、氧化鉻-吡啶絡(luò)合物（collins試劑）、氯鉻酸吡啶嗡鹽（PCC）等

（1）、鉻酸為氧化劑H2CrO4（2）、Jones試劑:26.72gCrO3+23mlH2SO4（3）、鉻酐—吡啶絡(luò)合物（二）錳化合物的氧化（1）、高錳酸鹽作氧化劑（2）活性MnO2:新鮮制備的MnO2（三）Ag2CO3為氧化劑（四）二甲亞砜氧化法（1）、二甲亞砜—DCC（2）、DMSO-Ac2O(能氧化選擇性差、位阻大的醇)（五）Oppenauer氧化一、伯、仲醇被氧化成醛、酮現(xiàn)在是62頁(yè)\一共有78頁(yè)\編輯于星期五（一）、用鉻化合物為氧化劑包括：氧化鉻、重鉻酸鹽、氧化鉻-吡啶絡(luò)合物（collins試劑）、氯鉻酸吡啶嗡鹽（PCC）等

一.伯、仲醇被氧化成醛、酮反應(yīng)機(jī)理：親電消除反應(yīng)機(jī)理現(xiàn)在是63頁(yè)\一共有78頁(yè)\編輯于星期五

一.

伯、仲醇被氧化成醛、酮（一）鉻氧化物氧化

（1）、鉻酸為氧化劑

H2CrO4鉻酸將仲醇氧化成酮，收率很高。常用的是重鉻酸鹽或三氧化鉻的酸性水溶液，常用溶劑是醋酸?，F(xiàn)在是64頁(yè)\一共有78頁(yè)\編輯于星期五為防止反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)一步氧化，經(jīng)常在反應(yīng)體系中加入有機(jī)溶劑，如乙醚、二氯甲烷、苯等形成非均相體系并在低溫下進(jìn)行，使氧化生成的酮立即萃取進(jìn)入有機(jī)相中，避免與水相中氧化劑的長(zhǎng)時(shí)間接觸。有時(shí)還要加入一些還原劑，以除去反應(yīng)體系中的Cr5+及Cr4+?，F(xiàn)在是65頁(yè)\一共有78頁(yè)\編輯于星期五

一.

伯、仲醇被氧化成醛、酮（一）鉻氧化物氧化

甾體環(huán)上位阻大的OH反而易被氧化。因?yàn)槊摎涫强刂品磻?yīng)速率的步驟?，F(xiàn)在是66頁(yè)\一共有78頁(yè)\編輯于星期五

一.

伯、仲醇被氧化成醛、酮（一）鉻氧化物氧化

（2）、Jones試劑:26.72gCrO3+23mlH2SO4，0-20℃條件下滴加到被氧化的醇的丙酮溶液中進(jìn)行氧化。優(yōu)點(diǎn)：可選擇性的將仲醇氧化成酮，而不影響其它敏感基團(tuán)（如醚鍵、氨基、不飽和鍵、能成烯醇的酮基、烯丙位碳?xì)滏I等）現(xiàn)在是67頁(yè)\一共有78頁(yè)\編輯于星期五一.

伯、仲醇被氧化成醛、酮（一）鉻氧化物氧化（3）、鉻酐—吡啶絡(luò)合物Collins試劑：CrO3:Py=1:2PCC:氯鉻酸吡啶鹽PDC:重鉻酸吡啶鹽優(yōu)點(diǎn)：烯丙位、芐位-OH（不改變雙鍵位置）適合于所有對(duì)酸敏感的官能團(tuán)的醇類(lèi)氧化現(xiàn)在是68頁(yè)\一共有78頁(yè)\編輯于星期五一.

伯、仲醇被氧化成醛、酮（一）鉻氧化物氧化85%PCC法基本彌補(bǔ)了Collins法的所有缺點(diǎn)，如PCC吸濕性不高，易于保存，但在氧化烯丙位羥基時(shí)，PCC選擇性不高，收率較低；而Collins試劑則選擇性好，收率較高?，F(xiàn)在是69頁(yè)\一共有78