拜耳维讲义立格氧化
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
Bu-t
O F
O
29%
Bu-t
基团迁移顺序
t-Bu
O FRCO3H t-Bu
顺式
第二效应中间体
COR O O
F
O
F O
9%
Bu-t
O
O
F
Bu-t
91%
反应特点
B-V反应自1899年被发现以来，已经成为有机合成中将醛 和酮转变成酯或内酯化合物的经典方法。该反应具有以下特点： 1）适用于多种羰基化合物；
为了减少产物发生酯交换或者水解等副反应，这类反应通 常在CH3CO2Na、Na2HPO4或者Na2CO3等缓冲体系中进行。
不同类型底物的区域选择性 非环酮
由于甲基不易迁移，可将甲基酮的B-V反应作为碳链上减少 两个碳的有效方法。
HO HO
O
O O
H
1
EtO O
m-CPBA，CH2Cl2，rt,72h
2）对多种官能团具有良好的兼容性；
3）根据迁移基团的性质不同可预测反应的区域选择性；
4）具有高度的立体选择性，迁移基团所连碳原子的绝对构型 在反应前后保持不变。
反应条件
有机过氧酸的氧化能力顺序为：三氟过氧乙酸（TFPAA）> 单过氧马来酸（PMA）> 单过氧邻苯二甲酸（MPAA）> 3,5-二 硝基过氧苯甲酸>对硝基过氧苯甲酸（p-MPBA）> 间氯过氧苯 甲酸（m-CPBA)，过氧甲酸> 过氧苯甲酸（PBA）> 过氧乙酸 （PAA）。其中最常用的是90%的TFPAA和85%的m-CPBA。而 使用弱的过氧乙酸（PAA）会使反应具有更高的区域选择性。
HO
O
93%
HO
m-CPBA,10%TsOH CH2Cl2,reflux,24h
82%
O
EtO O
3
4
O
O O
OAc H
2
O O
非环酮
与甲基的迁移性相反，叔丁基在反应中常被用作优先迁移基团
OTBDMS H H
COMe m-CPBA,CHCl3 ,rt,4d
H3C NH
96%
O5
HO H
HO
m-CPBA,CH2Cl2 , rt,12h
O
O
m-CPBA,NaHCO3
CH2Cl2，rt,72h
O
O
O
11
12
O
O
m-CPBA,Li2CO3
CH2Cl2，reflux,13.5h
O
OCOMe
76%
OCOMe
13
14
简单环酮
α-碳原子带有卤素取代基时，则通常阻碍迁移
O
O
O
R
TFPAA,Na2HPO4, CH2Cl2
R O
+
O R
R=Cl, reflux, 2h
R´重排
O-O键断裂
-R´´COO- , -H+
O R-C-OR'
基团迁移顺序
基团的迁移顺序：叔烷基> 仲烷基 > 苄基> 苯基> 伯烷基> 环戊基、环丙基> 甲基
Primary effect
Secondary effect
第一效应
Bu-t
O
RCO3H Bu-t
F
反式
ROC O
OH F
O F
O
71%
O m-CPBA,NaHCO3 CH2Cl2，rt, 5h
72%
34
O
O
35
α-碳原子上带有环醚取代基，将促进该碳原子的迁移
O O
Cl 36
m-CPBA, NaHCO3 CHCl3，8℃，8h
86%
O OO
Cl 37
桥环酮
由于桥环酮具有刚性结构，立体电子效应对基团的迁移 顺序的影响特别明显。
过氧酸通常从降冰片酮空间位阻小的exo-面进攻羰基
O+
O
20
21
22
螺环丁酮衍生物的反应活性较高，一般能得到很高的产率。
Ph O
N
O O O (CH 2 )n
23
m-CPBA,Li2CO3 CH2Cl2，rt,12h
n=1, 93% n=2, 97%
O
Ph
N O
O
O
O
(CH 2 )n
24
稠环酮
对于含环丁酮的稠环酮，通常是桥头碳原子优先迁移
m-CPBA,NaHCO3，
反应机理
在过氧试剂的存在下，醛和酮被氧化生成酯或内酯的反应。其 反应过程中伴随着一个基团从碳原子向氧原子的迁移。
O H+
R-C-R'
+OH RC - R - '
OH
RC - R - '
+
-H+ O R"COO-H
OH R- C- R'
O -O C R " O
R
O
R' C
O O
H
O
C R"
Criegee中间体
OTBDM S H H OCOM e
H3C NH
O6
HO H H O
Bu-t NH
O7
NH O Bu-t
O8
1. m-CPBA,CH2Cl2,rt,14h 2.NaOH,MeOH,rt,5h,H3O+
85%
9
10
简单环酮
环酮的B-V反应时合成环内酯的一种有效方法，其迁移 基团所连碳原子的绝对构型在反应前后保持不变,具有立体 选择性。
27
28
29
稠环酮
对于其它稠环酮，一般是取代基较多的碳原子优先发生迁移
H3C O H
H3C O H
H
H
m-CPBA,CH2Cl2，rt, 2h
H
H
H
H
O H
63%
O
H
H
O H
30
31
O
O
m-CPBA,NaHCO3 CH2Cl2, rt, 8h O
O H
98%
O H
32
33
桥环酮
没有电子效应影响的情况下，桥头碳原子优先迁移
拜耳维立格氧化
精品
历史背景
Baeyer- Villiger 氧化反应（B-V反应）是在过氧试剂的存在下，醛和酮被 氧化生成酯或内酯的反应，有机合成中常用的氧化反应之一。
O R1
O
+O
R2 H
O
R3
O
R2
R1
O
O
+
R3
OH
1899年，德国化学家 Adolf Von Baeyer 和瑞士化学家 Victor Villiger 在对萜烯衍生物分子中的环酮结构进行氧化开环时发现：将薄荷酮、葛 缕薄荷酮或樟脑与过硫酸氢钾在室温混合，没有生成预期的开环产物， 而得到的是相应的内酯，这就是Baeyer- Villiger 氧化反应最早的例子。 次年，他们又报道使用有机过氧酸也可以发生类似反应。
62%
6%Hale Waihona Puke Baidu
15
R=N-Me-N-Tosyl, rt, 3h
0%
43%
16
17
增加α-碳原子的位阻不利于反应，甚至不能发生反应
R
O
Cl
O
18
PAA, CHCl3,rt
R-Me R=t-Bu
O
R O
Cl
19
O
70% 0%
螺环酮
在螺环酮的B-V反应中，通常是螺环碳原子优先迁移。
O
O
O
90%PMA，CH2Cl2，reflux,24h 44%， 21:22=89:11
CH2Cl2，rt,2h
O
O
O
H
92%
O
O
H
25
26
如果在非桥头α-碳原子上带有邻苯二甲酰亚胺基，甲氧基时，
该碳原子优先迁移
HO
HO
H
O
m-CPBA,NaHCO3,CH2Cl2,rt
O+
O
R=OMe, 79%,28:29= 85：15
H R R=NMeTs, 92%, 28:29= 100：0
HR
HR
O F
O
29%
Bu-t
基团迁移顺序
t-Bu
O FRCO3H t-Bu
顺式
第二效应中间体
COR O O
F
O
F O
9%
Bu-t
O
O
F
Bu-t
91%
反应特点
B-V反应自1899年被发现以来，已经成为有机合成中将醛 和酮转变成酯或内酯化合物的经典方法。该反应具有以下特点： 1）适用于多种羰基化合物；
为了减少产物发生酯交换或者水解等副反应，这类反应通 常在CH3CO2Na、Na2HPO4或者Na2CO3等缓冲体系中进行。
不同类型底物的区域选择性 非环酮
由于甲基不易迁移，可将甲基酮的B-V反应作为碳链上减少 两个碳的有效方法。
HO HO
O
O O
H
1
EtO O
m-CPBA，CH2Cl2，rt,72h
2）对多种官能团具有良好的兼容性；
3）根据迁移基团的性质不同可预测反应的区域选择性；
4）具有高度的立体选择性，迁移基团所连碳原子的绝对构型 在反应前后保持不变。
反应条件
有机过氧酸的氧化能力顺序为：三氟过氧乙酸（TFPAA）> 单过氧马来酸（PMA）> 单过氧邻苯二甲酸（MPAA）> 3,5-二 硝基过氧苯甲酸>对硝基过氧苯甲酸（p-MPBA）> 间氯过氧苯 甲酸（m-CPBA)，过氧甲酸> 过氧苯甲酸（PBA）> 过氧乙酸 （PAA）。其中最常用的是90%的TFPAA和85%的m-CPBA。而 使用弱的过氧乙酸（PAA）会使反应具有更高的区域选择性。
HO
O
93%
HO
m-CPBA,10%TsOH CH2Cl2,reflux,24h
82%
O
EtO O
3
4
O
O O
OAc H
2
O O
非环酮
与甲基的迁移性相反，叔丁基在反应中常被用作优先迁移基团
OTBDMS H H
COMe m-CPBA,CHCl3 ,rt,4d
H3C NH
96%
O5
HO H
HO
m-CPBA,CH2Cl2 , rt,12h
O
O
m-CPBA,NaHCO3
CH2Cl2，rt,72h
O
O
O
11
12
O
O
m-CPBA,Li2CO3
CH2Cl2，reflux,13.5h
O
OCOMe
76%
OCOMe
13
14
简单环酮
α-碳原子带有卤素取代基时，则通常阻碍迁移
O
O
O
R
TFPAA,Na2HPO4, CH2Cl2
R O
+
O R
R=Cl, reflux, 2h
R´重排
O-O键断裂
-R´´COO- , -H+
O R-C-OR'
基团迁移顺序
基团的迁移顺序：叔烷基> 仲烷基 > 苄基> 苯基> 伯烷基> 环戊基、环丙基> 甲基
Primary effect
Secondary effect
第一效应
Bu-t
O
RCO3H Bu-t
F
反式
ROC O
OH F
O F
O
71%
O m-CPBA,NaHCO3 CH2Cl2，rt, 5h
72%
34
O
O
35
α-碳原子上带有环醚取代基，将促进该碳原子的迁移
O O
Cl 36
m-CPBA, NaHCO3 CHCl3，8℃，8h
86%
O OO
Cl 37
桥环酮
由于桥环酮具有刚性结构，立体电子效应对基团的迁移 顺序的影响特别明显。
过氧酸通常从降冰片酮空间位阻小的exo-面进攻羰基
O+
O
20
21
22
螺环丁酮衍生物的反应活性较高，一般能得到很高的产率。
Ph O
N
O O O (CH 2 )n
23
m-CPBA,Li2CO3 CH2Cl2，rt,12h
n=1, 93% n=2, 97%
O
Ph
N O
O
O
O
(CH 2 )n
24
稠环酮
对于含环丁酮的稠环酮，通常是桥头碳原子优先迁移
m-CPBA,NaHCO3，
反应机理
在过氧试剂的存在下，醛和酮被氧化生成酯或内酯的反应。其 反应过程中伴随着一个基团从碳原子向氧原子的迁移。
O H+
R-C-R'
+OH RC - R - '
OH
RC - R - '
+
-H+ O R"COO-H
OH R- C- R'
O -O C R " O
R
O
R' C
O O
H
O
C R"
Criegee中间体
OTBDM S H H OCOM e
H3C NH
O6
HO H H O
Bu-t NH
O7
NH O Bu-t
O8
1. m-CPBA,CH2Cl2,rt,14h 2.NaOH,MeOH,rt,5h,H3O+
85%
9
10
简单环酮
环酮的B-V反应时合成环内酯的一种有效方法，其迁移 基团所连碳原子的绝对构型在反应前后保持不变,具有立体 选择性。
27
28
29
稠环酮
对于其它稠环酮，一般是取代基较多的碳原子优先发生迁移
H3C O H
H3C O H
H
H
m-CPBA,CH2Cl2，rt, 2h
H
H
H
H
O H
63%
O
H
H
O H
30
31
O
O
m-CPBA,NaHCO3 CH2Cl2, rt, 8h O
O H
98%
O H
32
33
桥环酮
没有电子效应影响的情况下，桥头碳原子优先迁移
拜耳维立格氧化
精品
历史背景
Baeyer- Villiger 氧化反应（B-V反应）是在过氧试剂的存在下，醛和酮被 氧化生成酯或内酯的反应，有机合成中常用的氧化反应之一。
O R1
O
+O
R2 H
O
R3
O
R2
R1
O
O
+
R3
OH
1899年，德国化学家 Adolf Von Baeyer 和瑞士化学家 Victor Villiger 在对萜烯衍生物分子中的环酮结构进行氧化开环时发现：将薄荷酮、葛 缕薄荷酮或樟脑与过硫酸氢钾在室温混合，没有生成预期的开环产物， 而得到的是相应的内酯，这就是Baeyer- Villiger 氧化反应最早的例子。 次年，他们又报道使用有机过氧酸也可以发生类似反应。
62%
6%Hale Waihona Puke Baidu
15
R=N-Me-N-Tosyl, rt, 3h
0%
43%
16
17
增加α-碳原子的位阻不利于反应，甚至不能发生反应
R
O
Cl
O
18
PAA, CHCl3,rt
R-Me R=t-Bu
O
R O
Cl
19
O
70% 0%
螺环酮
在螺环酮的B-V反应中，通常是螺环碳原子优先迁移。
O
O
O
90%PMA，CH2Cl2，reflux,24h 44%， 21:22=89:11
CH2Cl2，rt,2h
O
O
O
H
92%
O
O
H
25
26
如果在非桥头α-碳原子上带有邻苯二甲酰亚胺基，甲氧基时，
该碳原子优先迁移
HO
HO
H
O
m-CPBA,NaHCO3,CH2Cl2,rt
O+
O
R=OMe, 79%,28:29= 85：15
H R R=NMeTs, 92%, 28:29= 100：0
HR
HR