氧化反应(2)(1)

1、Organic Reactions for Drug Synthesis20140614117谭惠敏谭惠敏Organic Reactions for Drug Synthesis概概 述述HCHHHCHOHHCOOCOH定义定义: 狭义：加狭义：加氧氧去氢去氢 广义：电子转移，使广义：电子转移，使C上电子云降低上电子云降低特点：条件难以控制特点：条件难以控制 实验室和工业上不同实验室和工业上不同,工业上工业上用用O2 Organic Reactions for Drug Synthesis铬酐铬酐-醋酐（醋酐（CrO3-Ac2O)氧化苄位甲基形成醛基氧化苄位甲基形成醛基 一一.苄位的氧化苄位的

2、氧化1 氧化成醛氧化成醛 CrOOO+OCCOOCH3CH3CrOOOCCH3OCCH3OOCH3CrOOOCCH3OCCH3OO+CHOCOCH3OCOCH3+CrOOOHOHH2OCHO第一节第一节 烃类的氧化烃类的氧化Organic Reactions for Drug Synthesis 二氯二氯铬铬酰（酰（Etard埃塔埃塔试剂）试剂） CrO3+HClH2SO410CrOOClClbp117制备：制备：HCl、H2SO4滴加到滴加到CrO3中，蒸馏除水中，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）（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

3、注意温度的影响。严格注意温度的影响。Organic Reactions for Drug Synthesis2氧化成酸或酮氧化成酸或酮 铬酸：铬酸： KMnO4为氧化剂为氧化剂Organic Reactions for Drug Synthesis硝酸为氧化剂（稀硝酸）硝酸为氧化剂（稀硝酸）NO3-+4H +3eNO+2H2OCH3CH3CH3COOH40%HNO3只 氧 化 一 个 -CH3CH3CH2CH3CH3COOH40%HNO3氧化碳链长的一段空气氧化（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）（在碱或钴盐存在下，空气氧化可使苄位甲基氧化成羧基）Organi

4、c Reactions for Drug Synthesis二二 羰基羰基-位氧化位氧化Pb(OAc)4 (LTA) Hg(OAc)2RCH2CROCCHORHR慢CCORHRPb(OAc)4-OAcPb(OAc)3CCORHRPb(OAc)2OAcOAcRCHCROAcORCHCROHOH2O 氧化成醇的反应较少，需要特殊的记忆氧化成醇的反应较少，需要特殊的记忆1 形成形成-位羟基酮位羟基酮 Organic Reactions for Drug Synthesis 2形成形成1,2-二羰基化合物二羰基化合物 CH2COCCOOSeO2为氧化剂为氧化剂Organic Reactions for

5、 Drug Synthesis三三 烯丙位的氧化反应烯丙位的氧化反应 1SeO2/H2O/HOAc 有以下几种情况有以下几种情况CHH2CCHCHHCCHOHCHCCHOO 当有多个烯丙位时，优先氧化取代基多的一侧的烯丙位当有多个烯丙位时，优先氧化取代基多的一侧的烯丙位 Organic Reactions for Drug Synthesis 在原则下，在原则下，CH2CH3 CHR2H3C CH2CCH3CHCH3H3CHCCCH3CHCH3OHSeO2HOAcSeO2+OHOH 在相矛盾时，按在相矛盾时，按优先氧化取代基多的一侧的烯丙位优先氧化取代基多的一侧的烯丙位 环内双键，在前提下优先

6、氧化环上的烯丙位环内双键，在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Organic Reactions for Drug Synthesis2 铬酐铬酐吡啶吡啶(分子内盐分子内盐) (Collins试剂（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。双键移动。Organic Reac

7、tions for Drug Synthesis3 有机过酸酯有机过酸酯 （引入酰氧基后水解生成醇）（引入酰氧基后水解生成醇）OHCH3CO3C(CH3)3CH3CH2CHCH2CH3CO3C(CH3)3CH3CHCHCH2OHC6H5COOCCH33OCH3COOCCH33O常 用得烯丙醇得烯丙醇Organic Reactions for Drug Synthesis 第二节第二节 醇的氧化醇的氧化 一、伯、仲醇被氧化成醛、酮一、伯、仲醇被氧化成醛、酮R-CH2-OHRCHORCOHOO伯RCHROHRCROO仲酮1、 铬酸为氧化剂铬酸为氧化剂 H2CrO4 氧化实际上是脱氢反应氧化实际上是

8、脱氢反应2 、Jones试剂试剂（铬酸的改良方法）（铬酸的改良方法）Jones试剂试剂: 26.72gCrO3+23mlH2SO4100 ml只氧化羟基，不氧化苄位上的烃基只氧化羟基，不氧化苄位上的烃基不会殃及对氧化敏感不会殃及对氧化敏感的基团，如缩酮、环的基团，如缩酮、环氧基、氨基、不饱和氧基、氨基、不饱和键、烯丙位碳氢键等键、烯丙位碳氢键等，多数情况下仅将仲，多数情况下仅将仲醇氧化成酮，并有选醇氧化成酮，并有选择性择性Organic Reactions for Drug Synthesis 3铬酐铬酐吡啶络合物吡啶络合物 Collins试剂：试剂：CrO3:Py=1:2（易吸潮，不稳定）（

9、易吸潮，不稳定） PCC: 氯铬酸吡啶氯铬酸吡啶盐盐 PDC: 重铬酸吡啶盐重铬酸吡啶盐烯丙位、苄位烯丙位、苄位-OH（不改变双键位置）（不改变双键位置） 选择性氧化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，则先氧化烃；如有苄基醇时，则先氧化Organic Reactions for Drug Synthesis 4锰化合物的氧化锰化合物的氧化 CHCH3OHCHCH3OHCCH3OCCH3OKMnO4Mg(NO3)266%活性活性MnO2:新鲜制备的新鲜制备的MnO2，用于烯丙醇的氧化，用于烯丙醇的氧化Organic

10、Reactions for Drug Synthesis 5 Ag2CO3为氧化剂为氧化剂烯丙位羟基较仲醇更易被氧化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；无烯丙基醇时，只氧化一个羟基；仲仲醇的氧化活性大于伯醇醇的氧化活性大于伯醇与与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醇的氧化Organic Reactions for Drug Synthesis6 二甲亚砜二甲

11、亚砜DCC 二甲基亚砜可被二甲基亚砜可被DCC、Ac2O、三氟乙酸酐、草酰氯、三氧化硫等活化，在温和、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。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。7 DMSO-Ac2O(能氧化选择性差、位阻大的醇能氧化选择性差、位阻大的醇) 用醋酸酐代替毒性大的用醋酸酐代替毒性大的DCC，反而对位阻大的醇有利。，反而对位阻大的醇有利。8其他氧化剂其他氧化剂 欧芬脑尔（欧芬脑尔（R.V.Oppenaure）氧化法）氧化法 Organic Reactions fo

12、r Drug SynthesisRCH2OHOR-CHOORCOOHRCHOHRR C ROO二、二、 醇被氧化成羧酸醇被氧化成羧酸一般来说，醇中的双键容易被氧化一般来说，醇中的双键容易被氧化CH3CH2CH2OHCrO3/H2SO4H2OCH3CH2COOHOrganic Reactions for Drug Synthesis 三三 1，2-二醇的氧化二醇的氧化O HO HOOO 1 Pb(OAc)4作氧化剂作氧化剂 2 过碘酸为氧化剂过碘酸为氧化剂 (HIO42H2O) (H5IO6) 该类催化剂专门氧化相邻醇该类催化剂专门氧化相邻醇Organic Reactions for Drug

13、Synthesis 三三 1，3-二醇的氧化二醇的氧化 碳酸银为氧化剂碳酸银为氧化剂 Ag2CO3也可为碳酸银也可为碳酸银CHOCH3CH-C-CH3OHAg2CO32hCOCH3CH-C-CH3OHOrganic Reactions for Drug Synthesis第三节第三节 醛、酮的氧化醛、酮的氧化 一一 醛的氧化醛的氧化 1 KMnO4为氧化剂：氧化性很高为氧化剂：氧化性很高CHOCOOHKMnO4/CH3COCH3H2O2 铬酸为氧化剂铬酸为氧化剂 Organic Reactions for Drug Synthesis 3 Ag2O为氧化剂为氧化剂 CCCHOCCCOOH()含

14、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 有机过酸为氧化剂有机过酸为氧化剂 二二 酮的氧化酮的氧化 1Baeyer-Villiger拜尔拜尔-维利格维利格 氧化氧化 Organic Reactions for Drug Synthesis 第四节第四节 含烯键化合物的氧化含烯键化合物的氧化一一 烯键的环氧化烯键的环氧化1 与羰基共轭双键的环氧化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）（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

15、)过氧化氢2 不与羰基共轭双键的环氧化不与羰基共轭双键的环氧化 （电荷密度高）（电荷密度高）H2O2,ROOH/（催化剂为（催化剂为:V、W、Mo、Cr等的配合物）等的配合物） Organic Reactions for Drug Synthesis 有机过酸为氧化剂有机过酸为氧化剂RCOOH + H2O2RCOOOH + H2O特点：双键电子云密度越高，越易氧化特点：双键电子云密度越高，越易氧化形成的环氧环在位阻小的一侧形成的环氧环在位阻小的一侧 的形成，不改变原来双键的立体构型的形成，不改变原来双键的立体构型电子云密度低电子云密度低 用用CF3CO3H二二 烯键被氧化成烯键被氧化成1，2-二醇的反应二醇的反应 1 生成顺式生成顺式1，2-二醇二醇(1)KMnO4为氧化剂（为氧化剂（13%高锰酸钾水溶液，有机相高锰酸钾水溶液，有机相/水相