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第六章氧化反应Chapter6OxidationReaction[目的要求]1、熟悉氧化反应的类型、掌握烃类、醇、醛、酮及芳烃氧化反应及相应的氧化剂。2、并了解它们在药物合成中的应用。课时安排：6学时概述HCHHHCHOHHCOOCOH氧化数：-3-1+1+3定义:狭义：加氧去氢广义：电子转移，使C上电子云降低第一节烃类的氧化CH2CCH2OCHCHCH21氧化成醛①铬酐-醋酐（CrO3-Ac2O)氧化苄位甲基形成醛基第一节烃类的氧化一.苄位的氧化1氧化成醛CH2GrOOO+OCCOOCH3CH3CrOOOCCH3OCCH3OOCH3CrOOOCCH3OCCH3OO+CHOCOCH3OCOCH3+GrOOOHOHH2OCHO②二氯铬酰（Etard埃塔德试剂）第一节烃类的氧化一.苄位的氧化1氧化成醛CrO3+HClH2SO4＜10℃GrOOClClbp117℃制备：HCl、H2SO4滴加到CrO3中，蒸馏除水第一节烃类的氧化一.苄位的氧化1氧化成醛CH3RCHOR+2CrO2Cl2CS2R=H2-CH32-NO23-CH390%65%50%70%(立体效应使邻位收率低)CH3CH3CHOCH3Etard③硝酸铈铵（Ce(NH4)2(NO2)6）CAN第一节烃类的氧化一.苄位的氧化1氧化成醛H3CCH3CH3H3CCH3CHOCAN＜50℃H3CCH3CH3H3CCH3COOHCAN＞50℃（反应在酸性介质中进行，不论有几个甲基，最终只氧化一个）2．氧化成酸或酮①铬酸：Na2Cr2O7+H2O+H+CrO3+H2O第一节烃类的氧化一苄位的氧化2氧化成酸或酮C8H17CrO3/HOAc/H2SO4COOH第一节烃类的氧化一苄位的氧化2氧化成酸或酮OOCrO3/HOAc40℃H3COH3COOCrO3/HOAc(75%)40℃、2hr第一节烃类的氧化一苄位的氧化2氧化成酸或酮②KMnO4②KMnO4为氧化剂H+MnO4-+8H++5eMn2++4H2OOH-MnO4-+2H2O+3eMnO2↓+4OH-(KOH)CH3CH2CH2CH3COOHCOOHKMnO4不管侧链多长均被氧化成-COOH第一节烃类的氧化一苄位的氧化2氧化成酸或酮③硝酸为氧化剂（稀硝酸）NO3-+4H+3eNO↑+2H2OCH3CH3CH3COOH40%HNO3只氧化一个-CH3第一节烃类的氧化一苄位的氧化2氧化成酸或酮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）NCH3NCOOHO2/260℃V2O5CH3BrCOOHBrO2Co(OAc)2第一节烃类的氧化二羰基α-位氧化1形成α-位羟基酮①Pb(OAc)4(LTA)②Hg(OAc)2RCH2CROCCHORHR慢CCORHRPb(OAc)4-OAcPb(OAc)3CCORHRPb(OAc)2OAcOAcRCHCROAcORCHCROHOH2O第一节烃类的氧化二羰基α-位氧化1形成α-位羟基酮H2CCOOEtCOOEtAcOHCCOOEtCOOEtHOHCCOOEtCOOEtPb(OAc)4水解第一节烃类的氧化二羰基α-位氧化2．形成1,2--二羰基化合物CH2COCCOORCCH2ROCCHROHROOSe[2,3-δ迁移]RCCHROSeOOHRCCHROSeOHORCCROO+SeSeO2为氧化剂第一节烃类的氧化二羰基α-位氧化2．形成1,2--二羰基化合物PhCH2COPhSeO2/HOAcPhC-CPhOOCH3CH2CHOSeO2/HOAcH3CCCHOO第一节烃类的氧化三烯丙位的氧化反应1．SeO2/H2O/HOAc1．SeO2/H2O/HOAcCHH2CCHCHHCCHOHCHCCHO[O]有以下几种情况第一节烃类的氧化三烯丙位的氧化反应1．SeO2/H2O/HOAc①当有多个烯丙位时，优先氧化取代基多的一侧的烯丙位H3CCH3CCHCH3H3CCHOH2CCHCH3SeO2HOAcCHOOHCSeO2EtOH第一节烃类的氧化三烯丙位的氧化反应1．SeO2/H2O/HOAc②在①原则下，CH2＞CH3＞CHR2H3CH2CCCH3CHCH3H3CHCCCH3CHCH3OHSeO2HOAc第一节烃类的氧化三烯丙位的氧化反应1．SeO2/H2O/HOAc③在①②相矛盾时，按①H3CH3CCHH2CCH3CH2OHH3CCHH2CCH3SeO2HOAcCH2CH3CH2CH3OHSeO2HOAc④环内双键，在②前提下优先氧化环上的烯丙位第一节烃类的氧化三烯丙位的氧化反应2酪酐—吡啶(Collins试剂)2铬酐—吡啶（分子内盐）(Collins试剂（CrO3.2PyCH2Cl2）)OCrO3PyCH3CH3OCrO3-Py/CH2Cl2（氧化的同时发生烯丙双键移位）第一节烃类的氧化三烯丙位的氧化反应3有机过酸酯3有机过酸酯（引入酰氧基后水解）OHCH3CO3C(CH3)3C6H5COOCCH33OCH3COOCCH33O常用得烯丙醇第二节醇的氧化一伯、仲醇被氧化成醛、酮1铬酸为氧化剂R-CH2-OHRCHORCOHO[O]伯RCHROH'RCRO'[O]仲酮×第二节醇的氧化一伯、仲醇被氧化成醛、酮1铬酸为氧化剂1铬酸为氧化剂H2CrO4CHOHRR'CrOHOHOOCHORR'CrHOOO+快CORR'CrOHOOHHCORR'CrOHOOHHOCrOOH慢+H3O++H2O第二节醇的氧化一伯、仲醇被氧化成醛、酮1铬酸为氧化剂OHHHHOH2CrO431υ：甾体环上位阻大的OH反而易被氧化。因为脱氢是控制反应速率的步骤。第二节醇的氧化一伯、仲醇被氧化成醛、酮2Jones试剂HOJones试剂OH3CHCCOHOCH3H3CCCOOCH3Jones试剂（不氧化苄甲基）Jones试剂:26.72gCrO3+23mlH2SO4第二节醇的氧化一伯、仲醇被氧化成醛、酮3．铬酐—吡啶络合物3．铬酐—吡啶络合物Collins试剂：CrO3:Py=1:2PCC:氯铬酸吡啶盐PDC:重铬酸吡啶盐OCrOOOCrClOOHOCrOOHNCl+HClN烯丙位、苄位-OH（不改变双键位置）适合于所有对酸敏感的官能团的醇类氧化第二节醇的氧化一伯、仲醇被氧化成醛、酮3．铬酐—吡啶络合物CHCHCH2OHCHCHCHOCrO3/PyHOCH2OHHOCHOCrO3/Py第二节醇的氧化一伯、仲醇被氧化成醛、酮4．锰化合物的氧化4．锰化合物的氧化①KMnO4H+×强OH-中√MnO4-+2H2O+3eMnO2+4OHHCOHNCONα-位无Hα-位有HRH2CCHH2CR'OHRCHCH2CR'OHOH被MnO4氧化断裂，使产物复杂。避免方法：加Mg2+、Al3+第二节醇的氧化一伯、仲醇被氧化成醛、酮4．锰化合物的氧化②活性MnO2:新鲜制备的MnO2，用于烯丙醇的氧化CHCH3OHCHCH3OHCCH3OCCH3OKMnO4Mg(NO3)266%2KMnO4+3MnSO4+2H2O5MnO2↓+K2SO4+2H2SO4(MnO2活性最高）第二节醇的氧化一伯、仲醇被氧化成醛、酮4．锰化合物的氧化CH2OHCH2OHCHOCH2OH活性MnO2CH2Cl2r.tHOHOOHOHOOH活性MnO2第二节醇的氧化一伯、仲醇被氧化成醛、酮5Ag2CO3为氧化剂5Ag2CO3为氧化剂烯丙位羟基较仲醇更易被氧化（教材306页）Ag2CO3为氧化剂Ag2CO3为氧化剂Ag2CO3为氧化剂AgNO3+Na2CO3藻土Ag2CO3均匀分布在载体上HOOHOOHAg2CO3CH3COCH3OHOHOOHAg2CO3第二节醇的氧化一伯、仲醇被氧化成醛、酮6二甲亚砜—DCCAg2CO3为氧化剂Ag2CO3为氧化剂Ag2CO3为氧化剂二甲基亚砜可被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第二节醇的氧化一伯、仲醇被氧化成醛、酮6二甲亚砜—DCCAg2CO3为氧化剂Ag2CO3为氧化剂Ag2CO3为氧化剂NCNSOCH3H3CHNCNHOSH3CCH3HOCH2RRH2COSCH3CH3立体位阻大的醇不易氧化(体现了选择性)OCOCH3HOCOCH3OH3CβαDMSODCCα:99%β:6.5%6二甲亚砜—DCC第二节醇的氧化一伯、仲醇被氧化成醛、酮7．DMSO-Ac2O7．DMSO-Ac2O(能氧化选择性差、位阻大的醇)Ag2CO3为氧化剂Ag2CO3为氧化剂Ag2CO3为氧化剂CH3CH3OHOHCH3CH3OODMSO-Ac2Or.t47%第二节醇的氧化一伯、仲醇被氧化成醛、酮8Oppenauer氧化8Oppenauer氧化奥芬脑尔(Oppenauer氧化和H2CrO4氧化均不适合伯醇的氧化)Ag2CO3为氧化剂Ag2CO3为氧化剂Ag2CO3为氧化剂RHCHOR'RCOR'H3CHCOHCH3CH3CCH3O+Al(O-iPr)3+第二节醇的氧化一伯、仲醇被氧化成醛、酮8Oppenauer氧化反应可逆，加大丙酮量（既作溶剂又作氧化剂）氧化特点Ag2CO3为氧化剂Ag2CO3为氧化剂Ag2CO3为氧化剂a)烯丙位易氧化b)甾醇烯丙位氧化，双键位移HOOCH3CCH3OOOAl(O-ipr)360%OAl(O-ipr)383%黄体酮第二节醇的氧化一伯、仲醇被氧化成醛、酮9．N-卤代酰胺为氧化剂（NBS、NBA、NCA）8．N-卤代酰胺为氧化剂（NBS—N溴代琥珀酰亚胺,NBA—N溴代乙酰胺,NCAN-氯代乙酰胺）Ag2CO3为氧化剂Ag2CO3为氧化剂Ag2CO3为氧化剂RCNCROO'BrRCNCROO'+BrRR'CHOHRR'COHBrRR'CO+Br慢-HBr（位阻大的-OH（位阻小的H）易被氧化，与铬酸氧化结论相同）OHHOOHββCH3HHOOHOHHNBS/OOH2O，0℃HOOHO第二节醇的氧化二醇被氧化成羧酸Ag2CO3为氧化剂Ag2CO3为氧化剂Ag2CO3为氧化剂RCH2OH[O]R-CHO[O]RCOOHRCHOHRRCRO[O]二醇被氧化成羧酸第二节醇的氧化二醇被氧化成羧酸Ag2CO3为氧化剂Ag2CO3为氧化剂Ag2CO3为氧化剂CH3CH2CH2OHCrO3/H2SO4H2OCH3CH2COOHCH2NH2CCH2OHOKMnO4NaOHCH2NH2CCOOHOClCH2CH2CH2OHHNO350℃ClCH2CH2COOH第二节醇的氧化三1，2-二醇的氧化1Pb(OAc)4作氧化剂Ag2CO3为氧化剂Ag2CO3为氧化剂Ag2CO3为氧化剂OHOHOO[O]OHOHOHOHV400：1顺式时间短1Pb(OAc)4作氧化剂第二节醇的氧化三1，2-二醇的氧化1Pb(OAc)4作氧化剂Ag2CO3为氧化剂Ag2CO3为氧化剂Ag2CO3为氧化剂OHHHOHCHOCHOOHHHOHCHOCHOPb(OAc)4Pb(OAc)4V1：300OHOHCHOCHOPb(OAc)4第二节醇的氧化三1，2-二醇的氧化2过碘酸为氧化剂(HIO4·2H2O)(H5IO6)2过碘酸为氧化剂(HIO4·2H2O)(H5IO6)Ag2CO3为氧化剂Ag2CO3为氧化剂Ag2CO3为氧化剂OHOHOHOHV30:1不被氧化（但能被Pb(OAc)4氧化)OHOHH3CHCOHCH2OHCH3CHO+HCHOHIO4第三节醛、酮的氧化一醛的氧化Ag2CO3为氧化剂Ag2CO3为氧化剂CCCCHOOHOsO4H2O2KMnO4OH-H+KMnO41)O32)Zn/HAc过氧酸OH+或OH-BH3-BH4CCOHOHCCHOH反式CCOHOHCO-COOHCOOC+CCOHHOHIO4或Pb(OAc)4COCO+醛或酮第三节醛、酮的氧化一醛的氧化1KMnO4为氧化剂1KMnO4为氧化剂Ag2CO3为氧化剂Ag2CO3为氧化剂CHOCOOHKMnO4/CH3COCH3H2OOCHOOCOOHKMnO4/H2OOO第三节醛、酮的氧化一醛的氧化2铬酸为氧化剂