氧化反应.

OrganicReactionsforDrugSynthesis第六章氧化反应OxidationReaction20140614117谭惠敏OrganicReactionsforDrugSynthesis概述HCHHHCHOHHCOOCOH定义:狭义：加氧去氢广义：电子转移，使C上电子云降低特点：①条件难以控制②实验室和工业上不同,工业上用O2OrganicReactionsforDrugSynthesis①铬酐-醋酐（CrO3-Ac2O)氧化苄位甲基形成醛基一.苄位的氧化1氧化成醛CrOOO+OCCOOCH3CH3CrOOOCCH3OCCH3OOCH3CrOOOCCH3OCCH3OO+CHOCOCH3OCOCH3+CrOOOHOHH2OCHO第一节烃类的氧化OrganicReactionsforDrugSynthesis②二氯铬酰（Etard埃塔试剂）CrO3+HClH2SO4＜10℃CrOOClClbp117℃制备：HCl、H2SO4滴加到CrO3中，蒸馏除水（反应在酸性介质中进行，不论有几个甲基，最终只氧化一个）※严格注意温度的影响。OrganicReactionsforDrugSynthesis2．氧化成酸或酮①铬酸：②KMnO4为氧化剂OrganicReactionsforDrugSynthesis③硝酸为氧化剂（稀硝酸）NO3-+4H+3eNO↑+2H2OCH3CH3CH3COOH40%HNO3只氧化一个-CH3CH3CH2CH3CH3COOH40%HNO3氧化碳链长的一段④空气氧化（O2)（在碱或钴盐存在下，空气氧化可使苄位甲基氧化成羧基）OrganicReactionsforDrugSynthesis二羰基α-位氧化①Pb(OAc)4(LTA)②Hg(OAc)2RCH2CROCCHORHR慢CCORHRPb(OAc)4-OAcPb(OAc)3CCORHRPb(OAc)2OAcOAcRCHCROAcORCHCROHOH2O※氧化成醇的反应较少，需要特殊的记忆1形成α-位羟基酮OrganicReactionsforDrugSynthesis2．形成1,2--二羰基化合物CH2COCCOO①SeO2为氧化剂OrganicReactionsforDrugSynthesis三烯丙位的氧化反应1．SeO2/H2O/HOAc有以下几种情况CHH2CCHCHHCCHOHCHCCHO[O]①当有多个烯丙位时，优先氧化取代基多的一侧的烯丙位OrganicReactionsforDrugSynthesis②在①原则下，CH2＞CH3＞CHR2H3CCH2CCH3CHCH3H3CHCCCH3CHCH3OHSeO2HOAcSeO2+OHOH③在①②相矛盾时，按①优先氧化取代基多的一侧的烯丙位④环内双键，在②前提下优先氧化环上的烯丙位末端双键：重排、羟基引入末端OrganicReactionsforDrugSynthesis2铬酐—吡啶(分子内盐)(Collins试剂（CrO3.2PyCH2Cl2）)OCrO3PyCrO3PyCCH3CH2CCH3CH2O在一些反应中，用该试剂进行氧化的同时发生烯丙双键的移动，是由于铬酸氧化按自由基机理进行的，中间体烯丙基自由基会转位，造成双键移动。OrganicReactionsforDrugSynthesis3有机过酸酯（引入酰氧基后水解生成醇）OHCH3CO3C(CH3)3CH3CH2CHCH2CH3CO3C(CH3)3CH3CHCHCH2OHC6H5COOCCH33OCH3COOCCH33O常用得烯丙醇OrganicReactionsforDrugSynthesis第二节醇的氧化一、伯、仲醇被氧化成醛、酮R-CH2-OHRCHORCOHO[O]伯RCHROH'RCRO'[O]仲酮×1、铬酸为氧化剂H2CrO4氧化实际上是脱氢反应2、Jones试剂（铬酸的改良方法）Jones试剂:26.72gCrO3+23mlH2SO4→100ml只氧化羟基，不氧化苄位上的烃基不会殃及对氧化敏感的基团，如缩酮、环氧基、氨基、不饱和键、烯丙位碳氢键等，多数情况下仅将仲醇氧化成酮，并有选择性OrganicReactionsforDrugSynthesis3．铬酐—吡啶络合物Collins试剂：CrO3:Py=1:2（易吸潮，不稳定）PCC:氯铬酸吡啶盐PDC:重铬酸吡啶盐烯丙位、苄位-OH（不改变双键位置）选择性氧化比铬酐－硫酸氧化强度差。当与烯烃共存时不氧化烯烃；如有苄基醇时，则先氧化OrganicReactionsforDrugSynthesis4．锰化合物的氧化CHCH3OHCHCH3OHCCH3OCCH3OKMnO4Mg(NO3)266%活性MnO2:新鲜制备的MnO2，用于烯丙醇的氧化OrganicReactionsforDrugSynthesis5Ag2CO3为氧化剂烯丙位羟基较仲醇更易被氧化AgNO3+Na2CO3藻土Ag2CO3均匀分布在载体上HOOHOOHAg2CO3CH3COCH3OHOHOOHAg2CO3无烯丙基醇时，只氧化一个羟基；仲醇的氧化活性大于伯醇与MnO2相比较共同点也是优先氧化烯丙位上的羟基，但更适于仲伯位上醇的氧化OrganicReactionsforDrugSynthesis6二甲亚砜—DCC二甲基亚砜可被DCC、Ac2O、三氟乙酸酐、草酰氯、三氧化硫等活化，在温和条件下将醇氧化。适合于甾族、生物碱及碳水化合物等的氧化优先氧化立体位阻小的羟基缺点：DCC的毒性大。7DMSO-Ac2O(能氧化选择性差、位阻大的醇)用醋酸酐代替毒性大的DCC，反而对位阻大的醇有利。8．其他氧化剂欧芬脑尔（R.V.Oppenaure）氧化法OrganicReactionsforDrugSynthesisRCH2OH[O]R-CHO[O]RCOOHRCHOHRRCRO[O]二、醇被氧化成羧酸一般来说，醇中的双键容易被氧化CH3CH2CH2OHCrO3/H2SO4H2OCH3CH2COOHOrganicReactionsforDrugSynthesis三1，2-二醇的氧化OHOHOO[O]1Pb(OAc)4作氧化剂2过碘酸为氧化剂(HIO4·2H2O)(H5IO6)该类催化剂专门氧化相邻醇OrganicReactionsforDrugSynthesis三1，3-二醇的氧化碳酸银为氧化剂Ag2CO3也可为碳酸银CHOCH3CH-C-CH3OHAg2CO32hCOCH3CH-C-CH3OHOrganicReactionsforDrugSynthesis第三节醛、酮的氧化一醛的氧化1KMnO4为氧化剂：氧化性很高CHOCOOHKMnO4/CH3COCH3H2O2铬酸为氧化剂OrganicReactionsforDrugSynthesis3Ag2O为氧化剂CCCHOCCCOOH()含有双键采用此氧化剂CHOCOOHAg2O先氧化醇和醛，还未发现有先氧化烯烃的反应4有机过酸为氧化剂二酮的氧化1．Baeyer-Villiger拜尔-维利格氧化OrganicReactionsforDrugSynthesis第四节含烯键化合物的氧化一烯键的环氧化1与羰基共轭双键的环氧化（氧化剂：过氧三氟乙酸，碱性条件下用过氧化氢或者叔丁基过氧化氢）CCCO机理：(烷基)过氧化氢2不与羰基共轭双键的环氧化（电荷密度高）①H2O2,ROOH/（催化剂为:V、W、Mo、Cr等的配合物）OrganicReactionsforDrugSynthesis②有机过酸为氧化剂RCOOH+H2O2RCOOOH+H2O特点：①双键电子云密度越高，越易氧化②形成的环氧环在位阻小的一侧③的形成，不改变原来双键的立体构型④电子云密度低用CF3CO3H二烯键被氧化成1，2-二醇的反应1生成顺式1，2-二醇(1)KMnO4为氧化剂（1～3%高锰酸钾水溶液，有机相/水相，PH12OrganicReactionsforDrugSynthesis(2)OsO4为氧化剂:（四氧化锇）（两个OH在位组较小的地方生成）(3)Woodward法(I2+RCOOAg+H2O)2．氧化成反式1，2-二醇①有机过氧酸（生成后水解）②prevost反应I2+RCOOAg(无水)三烯键断裂氧化1．KMnO4为氧化剂(PH12一般7～12；9～12)2．臭氧为氧化剂OrganicReactionsforDrugSynthesis第五节芳烃的氧化反应一芳烃的氧化开裂1．KMnO4为氧化剂（芳稠环，电子云密度高）NNKMnO4H2OCOOHCOOH2．催化氧化O2/V2O5产物为顺丁烯二酸二氧化成醌(苯难氧化，稠环较易)三芳环的酚羟基化对位邻位