第七章、氧化反应.ppt

1、第七章 氧化反应,第一节、概 述,定义: 狭义，加氧去氢 广义：失去电子或电子转移，使C上电子云降低,一、概念,广义的氧化反应：氧化数升高的反应,狭义的氧化反应：得到氧或失去氢的反应,得氧,失氢,二、氧化反应类型 化学氧化反应: 在化学氧化剂的直接作用完成的氧化反应。 化学氧化剂: 无机氧化剂 (KMnO4,K2Cr2O7,H2O2等) 有机氧化剂(异丙醇铝,四醋酸铝,过酸等) 催化氧化： 在催化剂存在下,使用空气或氧气实现的氧化反应。 生物氧化： 在微生物作用下进行的氧化反应 。,三、氧化反应在药物合成中的应用 通过氧化反应,可以合成很多药物中间体及药物,氧化反应在药物合成中应用广泛。,（局

2、麻药普鲁卡因Procaine中间体）,（维生素类药烟酸Nicotinic Acid）,第二节 常用无机氧化剂,一 、 锰化合物 (一)、(KMnO4)高锰酸盐强氧化剂 常用KMnO4,氧化范围广泛,且可在酸性,碱性,及中性介质中作用,介质不同,氧化能力不同,以酸性条件下氧化能力最强。但KMnO4的氧化反应常在碱性或中性条件下进行(因酸性介质中,可选用MnO2,或KCr2O7,反应易控制,而且更经济),反应为：,1.烯烃的氧化,KMnO4可氧化: 烯烃,醇,醛,酮,芳烃侧链及稠环的裂化氧化。,适合于不饱和酸的全羟基化，得顺式1，2-二醇，收率高。,反应A介质,可用丙酮,中性水溶液,硫酸镁溶液,乙

3、醇溶液以及碱性水溶液。 Eg：,醋酸去炎松,2.醇的氧化,在碱性条件下，高锰酸钾氧化伯醇成酸，产品单一。 高锰酸钾氧化仲醇成酮，酮经烯醇化可进一步氧化成 羧酸的混合物，,镇静催眠药溴米索伐中间体,抗菌药羧苄青霉素中间体,仲醇氧化成羧酸产物复杂,无合成价值。只有当氧化产物酮的羰基-上无H时,才可得高收率酮 。 Eg：,4-吡啶基苯基甲醇 4-苯甲酰基吡啶,加羧酸或镁盐以除去反应中生成的碱,也可得高收率酮。 Eg：,3.醛、酮的氧化 醛 羧酸 酮一般不易被氧化,在强氧化条件下,发生C-C断裂生成羧酸,少有合成价值。某些结构的环酮氧化断裂时,只生成一种产物,可用于合成 。,4.芳烃,抗疟疾药米帕林中

4、间体,局麻药甲呱卡因中间体,若分子内含有酚羧基和氨基,不能采用KMnO4氧化,因为这些 基团易于氧化 。,芳烃侧链无论链多长,只要有a-H 存在,氧化后得到苯甲 酸类化合物,药物合成中常用。,Eg：,5.稠环化合物的氧化,稠环化合物经 KMnO4氧化,部分芳环开环 。,（氧化发生在e密度比较高的环上）,以上两个反应中杂环稳定,(二)、二氧化锰,该反应条件温和，常在室温下进行。 常用的溶剂有水、苯、石油醚、氯仿、二氯甲烷、乙醚、丙 酮等。反应时，将活性MnO2悬浮于溶液中，加入要氧化的醇， 室温下搅拌，过滤，浓缩即可。,1）活性MnO2氧化不饱和醇成不饱和醛、酮，伯醇氧化成醛， 仲醇氧化成酮，氧

5、化时双键构型不受影响。,2）二氧化锰和硫酸的混合物,氧化性温和，可用水为溶剂。,芳烃侧链。氧化生成醛。,芳胺。氧化成醌。,二、铬化合物,两种形式:重铬酸盐和三氧化铬(铬解) (Na2Cr2O7在水中溶解度比K2Cr2O7 大,较常用) 氧化反应:,三氧化铬的制备:,（一）、铬酸强氧化剂,氧化形式有: Na2Cr2O7-H2SO4-H2O ； CrO3-H2O-H2SO4 有时加入HAc 助铬酐解聚 铬酸氧化剂显橘红色,氧化后变为Cr3+显绿色,由此控制 反应,判断终点。,1、醇的氧化,铬酸氧化仲醇生成酮比由伯醇制备醛的收率好，尤其适用 于一些水溶度较小的酮的制备；若加入Mn2+，则可以减少 副

6、反应，收率更好。,伯醇生酸，仲醇生酮。,eg：,若醇分子中存在由易氧化基团,铬酸氧化采用琼斯改良方法 (琼斯试剂,即26.7gCrO3 溶于 23ml浓H2SO4 中,加水稀释到100 ml)将琼斯试剂在020度滴加到被氧化醇的丙酮溶液中进行氧化,琼斯试剂的特点:有选择性,反应缓和,分子中的,不受影响,反应迅速,收率好,eg：,2、醛的氧化,醛易被铬酸氧化为RCOOH ,一般不作为合成方法, 仅用于少数制备。 Eg：,（90%） 消炎镇痛药布洛芬,3、芳烃侧链的氧化,不论芳核侧链有多长，氧化都发生在苄位碳氢键上。,若芳烃上有-OH 或-NH2 ,须加保护,否则会氧化为醌类。 Eg：,若环上存在

7、两个-OH 或-NH2,则芳环比侧链更容易氧化。,4、多环芳烃的氧化,(二) 三氧化铬吡啶络合物,沙瑞特试剂:1份CrO3 缓慢加入10份吡啶中(次序不能颠倒,否则引起燃烧),升温至30度,得黄色络合物. 康福思改进方法: 先将CrO3 溶于水(1:1),逐渐将CrO3 水溶液加至10分量的吡啶中,搅拌并冰冻冷却.(减少了制备Sarret 试剂的潜在危险) 应用: 用于对酸敏感的底物的氧化,能将1度,2度 醇及烯丙位亚甲基氧化为醛或酮,对分子中存在的C = C , 缩醛,缩酮,环氧基和硫醚无影响.,1.苄醇的-CH2OH氧化为醛基,2.,不饱和醇及烯位亚甲基氧化为RCHO 或酮,双键不受影响,

8、3. 羰基-CO-,分子内同时存在的对羧敏感的基团(环氧基等) 无影响,三、过氧化物氧化剂,过氧化氢俗称双氧水，是一种环合型的氧化剂。,（1）烯烃环氧化：碱性条件下选择性氧化,-不饱和醛和酮的双键生成环氧化物制备环氧化物的常用方法。,如异佛尔酮在NaOH甲醇溶液中与H2O2作用，生成异佛尔 酮环氧化合物。,过氧化氢在酸性条件下烯烃的二羟基化：生成反式邻二醇,(2)氧化芳香醛、酮 在芳香醛中，当羰基的邻、对位有羟基等供电子基团时， 与碱性溶液的H2O2反应，醛基经甲酸酯阶段，最后转化成羟基 的反应。,第三节 有机氧化剂,一. 欧芬脑尔氧化反应,1。或2。醇在异丙醇铝(或叔丁醇铝)的催化下,用过量

9、酮(丙酮或环己酮)作为氢的接受体,可被氧化成相应的羰基化合物,称为欧芬脑尔氧化反应.,该反应有良好的选择性,仅将醇氧化成醛或酮,而对 ，-X 无影响.,（一）反应条件,该反应为可逆反应,逆反应为MearweinPonndorfVerley 还原反应. 加过量酮(1:20)使反应右移,在无水条件下进行,以避免异丙醇铝水解;为提高反应温度,选用苯或甲苯做为溶剂。,（二）应用,1、 2。醇的氧化,，-不饱和醇氧化成 ，不饱和酮,分子中其他OH 也可被氧化。,孕甾烯醇酮 黄体酮,甲基雄烯二醇 甲基睾丸素,2、 1。醇的氧化,二. 有机过氧酸 RCOOH,含过氧键(OO ),酸性比相应的有机酸弱,因酸位成环,难电离.,过酸不稳定,久置易分解,故常新鲜制备,多由相应酸或酸酐经H2O2 氧化而得,1、烯烃得环氧化,酸性强的过酸,如CF3COOH 和HCOOH 等,直接得到邻二醇,2. 烯烃的邻二羟基化 同上,3. 酮的氧化 （BaeyerVilliger反应）,等反应后得环氧化合物,三. 四醋酸铅 Pb(OAc)4,特点: 四醋酸铅不稳定,遇水分解成PbO2+HOAc ,放在反应中,多用无水有机溶剂,如 冰醋酸,氯仿,苯,二氯甲烷,硝基苯、乙腈等,用于氧化反应,选择性强.,制备:,1. 邻二醇的氧化,2. 非相邻多元醇和一元醇的氧化,3. 邻二羧酸