药物合成反应 第六章氧化反应
药物合成第六章氧化反应习题
第六章氧化反应1 什么是氧化反应（广义的和狭义的）？按操作方式氧化反应可分为哪几类？各举例说明。
2 选用高锰酸钾做氧化剂时，常在什么条件下进行反应？为什么？3 什么是欧芬脑尔（Oppenauer）氧化反应？该反应为什么要在无水条件下进行？在甾体药物的合成中欧芬脑尔氧化反应的最大特点是什么？4 有机过氧酸在制备和使用时应注意什么？（可查阅相关资料）5 什么是生物氧化？生物氧化的特点和关键各是什么？6 为下列反应选择合适的氧化剂和条件。
（1）（2）（3）O2N CH3O2N COOH（4）CH3CHCHOCH3OH3CH3C CH3OOH3CH3C CH3CH CHOCH3H3COCH COOHCH3H3CO（5）HO C OCH 3C OCH 3O（6）（7）HOHOOHHOOHO（8）N NOHOH 2COHCH 3O N NO OAcOHCOHCH 3O7 写出下列反应的主要产物。
（1）（2）（3）HOOHOOHCH 33CrO ,H 2SO 4Ac O,5～10℃H O,+CH CH 2CH 2CHCH 3OH OH MnO 2,CH 3COCH 3（4）（5）（6）（7）（8）（9）（10）CH 27CH 3KMnO 4, NaOHCH 3CH CHCH 2OH3OO CH 2CH CH 2OH 4NCH 2SeO 2CH 2CH 32C 6H 5COCH 2Brr, tCHOAg O, NaCN, THF, H O答案：1、广义氧化反应：对于以共价键结合的有机化合物来说，氧化反应是指碳原子周围的电子云密度降低，即碳原子氧化数升高的反应。
狭义氧化反应：即专指有机物分子中氧原子的增加，氢原子的消除，或者两者兼而有之，不包括形成C-X 、C-N 、C-S 的反应。
按操作方式分类，可将氧化反应分为：用化学试剂的化学氧化，应用电解方法的电解氧化，应用微生物的生物氧化，以及在催化剂作用下的催化氧化等。
药物合成反应第六章氧化反应
嘌呤及其衍生物的氧化
要点一
总结词
嘌呤及其衍生物是一类重要的生物碱，其氧化反应在药物 合成中具有重要意义。
要点二
详细描述
嘌呤可以通过氧化反应生成8-羟基嘌呤和8-醛基嘌呤等化 合物，这些化合物在药物合成中具有广泛的应用。常用的 氧化剂包括硝酸、高锰酸钾、过氧化氢等。
详细描述
腈的氧化通常会将其转化为相应的羧酸或酸 酐，这一过程在药物合成中常用于制备具有 生物活性的化合物。在氧化过程中，需要注 意控制反应条件，以避免过度氧化导致产物 的分解或副反应的发生。
06
CATALOGUE
杂环化合物的氧化
呋喃和噻吩的氧化
总结词
呋喃和噻吩是重要的杂环化合物，其氧化反应在药物 合成中具有广泛应用。
氧化等。
醇的氧化产物通常是醛 、酮、酸等，这些化合 物在药物合成中具有重
要应用。
醇的氧化反应通常需要 在较低的温度和压力下 进行，因此相对安全。
醛酮的氧化
醛酮的氧化可以通过多种方式进行， 如空气氧化、过氧化物氧化、金属盐 催化等。
醛酮的氧化反应通常需要在较低的温 度和压力下进行，因此相对安全。
醛酮的氧化产物通常是羧酸、酯、腈 等，这些化合物在药物合成中具有重 要应用。
氧化反应在药物合成中的应用
01
02
03
引入官能团
通过氧化反应，可以在药 物分子中引入羟基、羧基 、羰基等官能团，从而改 变药物的性质。
碳-碳键的形成
某些氧化反应可以用于合 成含有碳-碳键的药物分子 ，如烯烃、醇、醛等。
杂环化合物的合成
利用氧化反应可以合成各 种杂环化合物，如吡啶、 嘧啶等。
氧化反应的机理与选择性
药物合成反应-第六章-氧化反应
另外，二氧化硒毒性非常大，使用极大受限。
位 氧 化
2
选择性的氧化可将烯丙位氧化为醛、酮或醇而不破坏双键。
烯
应用特点： 二氧化硒氧化
CH CH CH2
丙 位
二氧化硒可将烯丙位氧化为醛或酮，但如果想得到醇羟基，需在醋酸溶液中以醋酸酯的形 式分离产物，再水解得羟基。
氧 化
SeO2/C2H5OH heat
高锰酸钾、四氧化鋨及碘&湿羧酸银是常用的氧化条件。反应一般经历环状过渡态。
高锰酸钾需要低浓度及碱性 pH>12低温反应，否则易进
KMnO4
OH
NaOH
OH
一步氧化。
KMnO4 H2O
CHO CHO
CH3 OsO4/Py CH3 Et2O
CH3
OH 两 个 OH在 位 阻 小 的 地 方 生 成
OH
CH3
醇 氧 化
DMSO-Ac2O，能氧化大 位阻的醇；
1
Oppenauer氧化：
三烷氧基铝（如异丙醇铝）和丙酮，氧化仲醇为酮。（伯醇不适合此氧化）
特别适合氧化烯丙位醇为α，β-不饱和酮，普通仲醇也可，但β，γ-双键常移位到α，β。
O
O
O
CH3CCH3
60%
Al(O-ipr)3
HO
HO
H3CO
CH N
N 奎宁
O
CH3
CH (OCCH3)2
CHO
CrO3 / Ac2O / H2SO4
H2SO4 H2O
(65-66%)
NO2
NO2
NO2
苄 位 氧 化
1
非选择性强氧化
使用强氧化剂KMnO4、Na2Cr2O7、Cr2O3或稀硝酸等，将苄甲基氧化为羧基。
kornblum氧化反应机理
1. 介绍Kornblum氧化反应的概念Kornblum氧化反应是一种重要的有机化学反应，它能够将含有羰基的化合物氧化成相应的醇醛酮。
这种反应以其高效、广泛的适用性在有机合成领域得到了广泛的应用。
Kornblum氧化反应机理的研究对于深入理解有机氧化反应和开发新的合成方法具有重要意义。
2. Kornblum氧化反应的反应机理Kornblum氧化反应的反应机理涉及了多个步骤。
含有羰基的化合物与DMSO和三氧化二碘反应生成间间亚碳酰氧化片。
随后，该亚碳酰氧化片通过加成和脱羧反应生成相应的醛或酮产物。
整个反应过程中伴随着多种中间产物的生成和转化，通过探究这些中间产物的结构和性质，有助于深入理解Kornblum氧化反应的反应机理。
3. 反应条件和影响因素Kornblum氧化反应的发生受到多种因素的影响。
反应温度、溶剂、反应物物质结构等因素都会对反应产率和产物选择性产生影响。
反应条件的优化对提高反应效率和产物纯度都具有重要意义。
深入研究反应条件和影响因素对于指导和改进Kornblum氧化反应具有重要的意义。
4. 应用和发展前景Kornblum氧化反应在有机合成领域具有广泛的应用前景。
利用Kornblum氧化反应，可以高效合成各种醇、醛、酮类化合物，这些化合物在医药、农药、染料等领域具有重要的应用。
随着有机合成理论和方法的不断发展，Kornblum氧化反应也在不断得到改进和拓展，例如开发新的催化剂、优化反应条件等方面。
Kornblum氧化反应具有广阔的应用前景和发展空间。
5. 结语Kornblum氧化反应作为一种重要的有机氧化反应，在有机合成领域发挥着重要的作用。
深入研究Kornblum氧化反应的反应机理、影响因素以及应用前景具有重要的科学和应用意义。
相信随着相关领域的持续研究和探索，Kornblum氧化反应将会为化学领域的发展做出更加重要的贡献。
Kornblum氧化反应作为一种重要的有机合成反应，其在药物合成、材料科学以及生物化学等领域都有着广泛的应用。
第六章 氧化反应
饱和脂肪烃的氧化反应仅对那些具有叔C-H键的饱和烃才有 合成价值。铬酸或高锰酸盐常常可将叔C-H键选择性氧化成叔醇， 若为手性叔碳的C-H键，氧化时可保持构型。
n-Bu CH 3 Et
CH 3
PhCH 2NEt3MnO 4 3℃ , 数天
H
Na 2 Cr2 O 7 HClO 4 / HOAc / H 2 O
CH 3 CH 3 CH 3
n-BuONO / CH 3ONa (91%)
CH 3 NOH O
CH 2O/ HCl / HOAc (~100%)
CH 3
CH 3 O O
O
6.1.4 烯丙位烃基的氧化
烯丙位的甲基、亚甲基或次甲基在一些氧化剂作用下可被氧化成相应的醇 （酯）、醛或酮，而双键不被氧化或破坏，但可能发生双键的迁移。 铬酐-吡啶配合物和二氯甲烷组成的溶液称为Collins试剂，它和PCC[铬酐吡啶配合物的盐酸盐]在室温下可使醇迅速氧化成相应的羰基化合物，而对醇 中的双键、苄位亚甲基和硫醚不起作用。若使用过量的Collins试剂（室温） 或PCC(在二氯甲烷或苯中回流)，可将烯丙位碳氢键氧化成羰基。
n-Bu CH 3 Et
CH 3 OH
(72%)
OH
桥环化合物的桥头C-H键一般为叔C-H,张力较大的桥头碳 氢键因离子和自由基均难形成，不易发生氧化反应，但一些环 系较大的桥环化合物的氧化反应也可选择性地发生在桥头碳原 子上。例如：
(40%~50％ ）
HO
CrO3 / Ac2O / AcOH 35 C , 1h , r.t. , 6h(71%)
OH
CrO 3 / H 2SO 4 / 丙酮 (75%)
O
Jones 氧化
OLeabharlann OHH(73%)
药物合成反应-氧化反应
氧化成酮、羧酸
酮的氧化剂：铈的络合物和铬的氧化物（铬酸盐）
酮的反应通式：苄位亚甲基被氧化成酮
酸的氧化剂：KMnO4、Na2Cr2O7、Cr2O3和稀硝酸
酸的反应通式：氧化苄位甲基成相应的芳烃甲酸
苄位亚甲基被氧化成酮
CAN/HNO3,收率较高 三氧化铬-酸酐，收率较低
氧化成酸
羰基α位活性C-H键的氧化
PCC氧化法：弥补了Collins试剂的缺点
反应通式
反应机理：亲电消除反应
应用
高锰酸盐作氧化剂：伯醇成酸，仲醇成酮 活性二氧化锰：选择性的氧化烯丙位和苄位羟基，成酮
二甲基亚砜（DMSO）加入强亲电试剂，生成醛或酮
反应通式
反应机理
强亲电试剂有DCC、Ac2O、（CF3CO）2O、SOCL2、COCL2
形成α羟酮
羰基α位的活性烃基可被氧化成α羟酮
反应通式
催化剂：四醋酸铅（LTA）或醋酸汞
先在α位上引入乙酰氧基，再水解成α羟酮
反应机理：亲核取代
影响因素
取决于酮的烯醇化 BF3有利于催化烯醇化，利于羰基α位活性C-H的氧化
应用
注意有无水解的步骤
形成1,2-二羰基化合物
催化剂：二氧化硒（SeO2）或亚硒酸（H2SeO3）
Dakin反应
有机过氧酸氧化醛基邻对位有羟基等供电子基的芳香醛 得到羟基化合物
α，β-不饱和羧酸酯的制备
活性二氧化锰一般只氧化烯丙醇成不饱和醛 但当存在氰离子和醇时，可得到不饱和羧酸酯
酮的氧化
通式：铬酸或高锰酸钾氧化铜，相邻羰基的c-c键断裂，得到羧酸
反应机理：亲核取代机理
应用
制备羧酸
苄位C-H的氧化
应用特点
环己基苯氧化成环己基甲酸 邻苯二酚氧化成己二烯二酸单甲酯
氧化反应
CH2CH2COOH CH2CH2COOH
(~100%)
3、含卤氧化剂 1）卤素：Cl、Br用的较多。 2）次卤酸盐：氧化性较强，在碱性条件下，与甲基 酮反应，先发生α 卤代反应，继而断链生成卤仿 和羧酸。 CH3-CH(R)O+3NaOX CX3C(R)HO+3NaOH
CX3-C(R)HO+NaOH
4）N-卤代酰胺类：NBS最常用，可将伯、仲醇氧化成醛、
酮（在含水丙酮中）
5）DMSO：
醇的氧化需加入强亲电试剂和质子供给体。 A）DMSO-DCC：可将伯、仲醇氧化成醛、酮 B）DMSO-Ac2O：收率较低 活性卤化物的氧化，它能氧化卤代酯、卤代苯乙酮等成相 应的羰基化合物。
三、生物氧化
1、概念：酶是生物体内产生的一类蛋白质，具有特殊的
3）四醋酸铅：是一种选择性很强的氧化剂，可用于邻二 醇的氧化，一元醇和多元醇的选择性氧化等。 ① 邻二醇被氧化，生成相应的醛或酮。
R CH C OH OH R1 R2
Pb(OAc)4
R1 RCHO R2 C O
Pb(OAc)2
② ③
非相邻多元醇和一元醇的氧化：生成醛、酮等，对分 子中的双键没有影响。 邻二羧酸的氧化脱羧，生成烯烃。
催化功能；生物体内进行的许多化学反应如氧化、还原、水 解等，都是在酶的催化下进行的。因此酶被称为生物催化剂。 实际生产用的酶都是从微生物发酵得到的，利用微生物对有 机化合物进行氧化的反应称为生物氧化。
2、优点： 1）高度专一性
2）高催化性 3）反应条件温和 4）公害少
3、应用： 1）葡萄糖酸钙的合成：黑霉菌 2）Vc的合成：黑醋菌 3) 甾体（氢化可的松）的合成：梨头霉菌
气相催化剂：钒、钼、钯等。如：烯烃环氧化制环氧乙烷。
第六章-氧化反应(2)
OO
N O
C C OCH3
ClH2C C N S
H
(67%)
SeO2是缓和的氧化剂，反应常以二噁烷、乙酸、乙酐、乙腈 作溶剂，反应常在沸水浴或溶剂回流的温度下进行。如果SeO2 用量不足，会使羰基α位的活性烃基氧化成醇，所以一般SeO2 用量稍过量；若溶剂存在少量的水，会使反应加速。
氧化机理： SeO2和酮的烯醇式发生亲电性进攻形成硒酸酯， 进而发生【2，3】－σ迁移重排，形成相邻的酮醛或邻二酮，而 SeO2则被还原成单质硒。
RO
OH
Se
R'
O
R
O OH Se
[2,3]-迁移
RO OH
O R' H
Se R' O
H
RO
Se
OH
R' O
SeO2及亚硒酸的毒性比As2O3更大，并且腐蚀皮肤。 相邻的双酮也可用亚硝酸甲酯、亚硝酸异戊酯等试剂制得，羰基 α位活性烃基被亚硝基化，互变异构式肟酮（oximinoketone）， 经水解，则得1,2-二羰基化合物。
H3C CH3 n-BuONO/CH3ONa
(91%) O
H3C CH3 NOH
O
CH2O/HCl/AcOH ( ~100%)
H3C
CH3 O
O
羰基α位的活性甲基也可被氧化成羧基，生成α－酮酸，但反 应中常伴有脱羧及脱羧产物的进一步氧化，所以控制反应条件十 分重要。如苯乙酮只有在低温时，用高锰酸钾小心氧化，才可得 到苯甲酰甲酸。
ArCH(OCrCl2OH)2 Etar d复 合体
H2O
ArCH2
Байду номын сангаас
H OC rO Cl2
药物合成反应 第六章第五节 含烯键化合物的氧化
一、烯键环氧化
（1）反应通式
（2）反应机理
亲核加成
一、烯键环氧化
（3）影响因素
H3C CH3 C C H C O H3C O C H CH3 C C CH3 H3C
H2O2/NaOH/MeOH H3C CH3 CH C O H3C O C CH3
同上条件
一、烯键环氧化
O H2O2/NaOH -15~0℃
C
C
OH OMnO2 O
高锰酸钾氧 化反应机理
R H
1
OH OH
KMnO4
(a)
亲电加成
R H
1
R
2
(b)
C
C
R
2
C O
C O
H
R CHO
1
+
R CHO
2
+
MnO3
R COOH
1
+ R2COOH
OH O H
MnO
Py
四氧化锇氧 化反应机理
C
Py + OsO4
H H3C(H2C)7
C C
H (CH2)7COOH
1) I2 /AcOH/PhH 2) KOH/EtOH/H2O
H H3C(H2C)7
OH C C H OH (CH2)7COOH
（75%）
三、烯键的断裂氧化
（1）反应通式
（2）反应机理
高锰酸钾氧化反应为亲电加成反应机理
三、烯键的断裂氧化
对于水不溶性烯烃 用KMnO4水溶液氧化时，由于溶解度差，收率甚低，加入相转 移催化剂（如冠醚），可提高产物收率。 如二苯乙烯或α-蒎烯在用KMnO4水溶液氧化时，不加冠醚，收 率为40%~60%；加入冠醚，收率提高到90%以上。加冠醚的反 应一般在室温下进行，温度过高会使冠醚-高锰酸钾络合物分解。
氧化反应
8 氧化反应通过化学氧化与脱氢，可以合成诸如醇、醛、酮、醌、羧酸等含氧化合物以及不饱和结构(如芳烃)，是实现官能团转化的重要方法，在药物合成反应中占有重要地位。
其反应对象涵盖了从烷烃、烯烃到醇、醛等多种化合物，而氧化剂更是林林总总。
本章内容，以氧化对象为线索，讨论药物合成中氧化反应。
8.1烷烃的氧化8.1.1芳甲烷的氧化芳甲烷氧化可称为侧链氧化，在通常的氧化条件下，芳环一般是稳定的。
氧化芳甲烷可以获得苄醇、芳甲醛和酯等化合物，是将芳烃上的相对惰性的烷基转化为活性官能团的有效方法。
(1)氧化为醇和酯芳甲烷氧化时易发生深度氧化，但使用硝酸酸铈铵((NH4)2Ce(NO3)6,CAN)或四乙酸铅(Pb(OAc)4,LTA)及四三氟乙酸铅(Pb(OCOCF3)4)一般可获得满意结果。
在含水乙酸中，可生成醇，而醇将部分地被进一步氧化为醛。
LTA的氧化能力弱于CAN，且不够稳定。
其反应可能为自由基机理。
对位供电子基取代的甲苯的反应活性更高，这与自由基的稳定性顺序一致。
如果是单取代的芳甲烷(苄位仅有一个氢原子)，可使用更强的氧化剂，如10-甲基蒽酮可被30%H2O2在碱性条件下迅速氧化，其反应机理可能为：(2)氧化为醛直接氧化芳甲烷为醛的适宜的氧化剂是CAN(+含水乙酸)、CrO3-Ac2O和CrO2Cl2(Etard反应)。
CAN作氧化剂的机理可能为：水与CAN得到羟基自由基，再与苄基自由基结合得到苄醇；然后再氧化下一个氢，得到双羟基苄基化合物(水合醛)，最后脱水得到醛。
Etard反应的自由基机理与此类似(形成双铬酸酯然后水解得醛，略)，其离子历程为：(2)氧化为酮和酸直接氧化苄位亚甲基为酮的适宜的氧化剂是CAN(+硝酸)和Cr(VI)盐催化的过氧化物。
CAN(+硝酸)氧化的反应机理可能与氧化苄甲基为醛的机理类似，也就是氧化得到水合酮，再脱水。
Cr(Ⅵ)盐催化的过氧化物氧化的反应机理可以是自由基机理，如CrO3催化下，BuOOH氧化烷基苯为酮的反应过程。
第六章-氧化反应(2)
ArCH(OCrCl2OH)2 Etar d复 合体
H2O
ArCH2
H OC rO Cl2
ArCHOCrCl2OH
ArCHO
2H2CrO3
ArCH2OCrCl2OH HOCrOCl2
2. 氧化形成酮、羧酸
苄位亚甲基被氧化成相应的酮，常用的氧化剂或催化剂有两类： 铈的络合物和铬（Ⅵ）的氧化物或铬酸盐。如硝酸铈铵（CAN）， 反应在酸性介质中进行，一般用硝酸作反应介质，收率较高。
Collins 试剂
O
F 5 min
F (84%)
3.用过(氧)酸酯氧化
过酸酯在亚铜盐催化下，可在烯丙位烃基上引入酰氧基，
经水解可得烯丙醇类，常用试剂有过醋酸叔丁酯和过苯甲酸 叔丁酯。
PhCOOOC(CH3)3/CuBr
1) reflux (50%~77%) 2) 80~82oC, 4h (71%~80%)
复合物
H2O
离子型机理解释：
CH3
C rO 2C l2
C rO 2C l2
C H( OC rC l2O H) 2
H HCH
OO Cr
Cl Cl Etard复合体
H2O
CHO
自由基型机理解释：
Br
CHO
(80%)
CH2OCrCl2OH
2H2CrO3
ArCH3
CrO2Cl2
ArCH2OCrCl2OH
CrO2Cl2
(100%)
CH3
COOH CH3
CAN 高温
CH3 CH3
CAN
50oC~60oC
CHO CH3
CAN氧化机理：单电子转移过程，其中经历产生苄醇的阶段：
ArCH3 ArCH2
药物合成考试题与答案
第一章卤化反应试题一．填空题。
(每空2分共20分)1.Cl和2Br与烯烃加成属于（亲电）（亲电or亲核）加成反应，其过2渡态可能有两种形式：①( 桥型卤正离子 )②（开放式碳正离子）2.在醇的氯置换反应中，活性较大的叔醇，苄醇可直接用（浓HCl ）或（ HCl ）气体。
而伯醇常用（LUCas）进行氯置换反应。
3.双键上有苯基取代时，同向加成产物（增多）{增多，减少，不变}，烯烃与卤素反应以（对向加成）机理为主。
4在卤化氢对烯烃的加成反应中，HI、HBr、HCl活性顺序为（HI>HBr>HCl ）烯烃RCH=CH2、CH2=CH2、CH2=CHCl的活性顺序为( RCH=CH2>CH2=CH2>CH2=CHCl ）5写出此反应的反应条件-----------------( )Ph3CCH2CH CH2Ph3CCH CHCH2Br5 二．选择题。
（10分）1.下列反应正确的是（B）A.C CH CBr C CH3Br2+= B.C.(CH3)3HCH2CHCl(CH3)3CHCH3ClD.Ph3C CH CH22CCl4/r,t.48h3CHCBrCH2Br2.下列哪些反应属于SN1亲核取代历程（A）A．(CH3)2CHBr+H2O(CH3)2CHOH+HBrB．CH2I+CH2CNNaCN+NaIC. NH3+CH3CH2I CH3CH3NH4+ID. CH3CH(OH)CHCICH3+CH3CHOCHCH3CH3ONa3.下列说确的是（A）A、次卤酸新鲜制备后立即使用.B、次卤酸酯作为卤化剂和双键反应, 在醇中生成卤醇, 在水溶液中生成卤醚.C、次卤酸(酯)为卤化剂的反应符合反马氏规则, 卤素加在双键取代基较多的一端;D、最常用的次卤酸酯: 次氯酸叔丁酯 (CH3)3COCl是具有刺激性的浅黄色固体.4.下列方程式书写不正确的是（D）A.B.C.D.5、N-溴代乙酰胺的简称是（C ） A 、NSB B 、NBA C 、NBS D 、NCS三．补充下列反应方程式（40分）1BrNO 2BrHNO 3 / H 2SO 4BrBrO EtO t-BuOCl / EtOHOEtOClOEt.2.CH3(CH2)2CH2CH=CHCH3NBS / (PhCO)2O24CH3(CH2)2CHCH=CHCH3Br3.CH2=CHCH2C CH Br2BrCH2CHBrCH2C CH4.5.PhC CCH3C CPhBrBrCH36.PhCHCH 2PhH C OHCH 2Br7.COClClOHCCl8.COOAgNO 2BrO 2N9.10.O HrO HO HBrBr1molBr /CS t-BWNH2-70c四．简答题(20分)1.试从反应机理出发解释酮羰基的α-卤代在酸催化下一般只能进行一卤代，而在碱催化时则直接得到α-多卤代产物。
药物合成反应 第六章 氧化反应
1. Chromium Regent • （1）Jones ：CrO3/acetone/H2SO4
对酸敏感化合物不能用此法； 如果起始原料是醛，可氧化成酸；
• （2）Sarret and Collins Regent
• 制备存在危险性； • 产品从吡啶中分离困难；
Example
（3）PCC、PDC
(氧环在位阻小的一侧形成)
PH值有影响:
2.不与羰基共轭的烯键的环氧化
O
CH3 H
CH3 H
+ CH3CO3H
CH3 H
C
C
CH3 H
+ CH3CO2H
烯烃在试剂的作用下，生成环氧化合物的反应称为环氧化反应。
O OH
+
OH R
+
H O
反 应 机 理
R
C O
+
[
R
C O
C O
O
-
O
] -
OH R C O O
• 2. 氧化生成酮、羧酸 • 应用特点
KMnO4、Na2Cr2O7、Cr2O3和稀HNO3作 氧化剂
空气氧化
用硝酸铈铵作氧化剂， 苄位亚甲基氧化成酮
SeO2试剂
(82%)
二 羰基a位活性烃基的氧化
1.形成a-羟酮
（1）反应通式
• （2）影响因素
加BF3可催化酮的烯醇化，KC有利，从而有 利于乙酰化。
• ②铬酰氯为氧化剂
(Chromychlorde)CrO2Cl2
机理:(自由型)
Etard复合体
机理:(离子型)
(Etard复合体)
• （3）影响因素 • ①反应温度
药物生物合成反应类型
实 例
H 瘤胃细菌 HOOC N H O (R u m e n b a c te ria ) HOOC C H C H H C H COOH
H2N
5 -酮 基 已 内 酰 胺
谷氨酸
2. 醚的开裂
C O CH2 R COH
CH O R或 H
CH3 R或 H
CHOH
C
O
CH3
COH
实 例
HO O C H 2C O O H 分 节 孢 子 杆 菌 SP. (A rth ro b a cte riu m S P .) HO OH
生物合成反应类型：
一、氧化反应 二、还原反应 三、水解反应
五、胺化反应
六、酰基化反应
七、脱羧反应
八、脱水反应
四、缩合反应
一、氧化反应
1. 单一氧化反应
C H 2O H CHO
CHO
C H 2O H
COOH
COOH
CHOH
CO
CH3
CHO
CH3
COOH
CH2
CO
CH2
COOH
实 例
C H 2O H 1. 产 黄 青 霉 Q 176 2. 假 单 胞 菌 PI (1 . P en icilliu m ch ry so g en u m Q 176) (2 . P seu d o m o n as P I) 苄醇 苯甲醛 CHO
O C O C R COH
O C O C R COH
R
CO SR
R
COOH
实 例
H 2C C O N O COOH Cl 7 -氯 苯 乙 酰 头 孢 菌 素 C Cl 7 -氯 苯 乙 酰 -3 -脱 乙 酰 头 孢 菌 素 C C H 2O C C H 3 H N S O 大肠杆菌 (B a c te riu m c o li) O COOH H 2C C O N C H 2O H H N S
药物合成反应(全)
O
O
C2H5 C2H5
NH ONa
HCl
C2H5
NH
C2H5
NH O
NH
O
O
盐酸普鲁卡因（ProcaineHydrochloride)的合成
➢ 盐酸普鲁卡因为局部麻醉药，作用强，毒性低 ➢ 临床上主要用于浸润、脊椎及传导麻醉 ➢ 化学名为对氨基苯甲酸2-二乙胺基乙酯盐酸盐 ➢ 化学结构式为：
H2N
化学选择性 化学选择性
区域选择性
化学选择性
我国抗癌药物紫杉醇合成成功
文章来源: 健康报
第四军医大学化学教研室张生勇教授课题组经过9年攻关， 在国内首次利用手性催化技术合成出抗癌药物紫杉醇。
紫杉醇和多烯紫杉醇是高效、低毒、广谱的抗癌药，广 泛用于治疗乳腺癌、卵巢癌、子宫癌等妇科肿瘤，对于某些 晚期肿瘤也有明显疗效。
Br2 CH3 COOH
P
O BrCH2 C-Br
X
溴乙酰溴
Br2 PCl3
BrCH2COOH
NH3 NH2-CH2COOH
第三节 醇、醚的卤素置换反应
一、醇的卤素置换反应
1 与HX反应 HI﹥HBr﹥HCl﹥HF 叔﹥仲﹥伯
2 与氯化亚砜、氯化砜的反应
S O2Cl
o C2O H H P y
o C2C H l
1S,2S (+)
仅1R,2R（-）型有抗菌活性, 临床使用
合成路线如下
O2N
Br2 , C6H5Cl COCH3
O2N
COCH2Br (CH2)6N4 , C6H5Cl O2N
COCH2Br(CH2)6N4
C2H5OH HCl , H2O O2N
(CH3CO)2O COCH2NH2 . HCl CH3COONa O2N
药物合成 氧化反应
第一节 烃类的氧化
▲ 一.苄位的氧化
1 氧化成醛
③硝酸铈 铵（Ce(NH4)2(NO2 )6）
H3C CH3
CAN
CHO
CAN ＜50℃
CH3 CH3 CAN ＞50℃ H3C CH3
H3C COOH
CH3
H3C
CH3
（反应 在酸性介质中进行 ，不论有几个甲基 ，最终只氧化一个 ）
第一节 烃类的氧化
O O Cr O
+ HCl
H2SO4 ＜10℃
O O Cr
Cl Cl
bp117℃
第一节 烃类的氧化
▲ 一.苄位的氧化
1 氧化成醛 二氯铬酰---实例 ②二氯铬酰--
CH3 Etard
CHO
CH3
CH3
CH3 R +2CrO2Cl2
CHO
CS2
R
R=H 90%
2-CH3 65%
2-NO2 50%
3-CH3 70% (立体效应使邻位收率低)
▲ 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 +3e
CH3 CH3
NO↑+2H2O
CH3
40%HNO3
COOH
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）
CH3 O2/260℃ N V2O5 N COOH
第六章 氧化反应
Chapter 6 Oxidation Reaction
概 述
定义: 狭义---加 去氢；广义---电子转移， ---电子转移 定义: 狭义--加氧去氢；广义---电子转移，使C 上电子云降低。 上电子云降低。
药物合成反应_第六章_氧化反应
苄 位 氧 化
1
非选择性强氧化
使用强氧化剂KMnO4、Na2Cr2O7、Cr2O3或稀硝酸等，将苄甲基氧化为羧基。
CH3
KMnO4
COOH
不管侧链多长均被氧化成-COOH
COOH
CH2CH2CH3
苄 位 氧 化
CH3 CH2CH3
CH3
40%HNO3
COOH
氧化碳链长的一段
CrO3 /HOAc(75%) H3CO 40℃、2hr H3CO O
伯 ︑ 仲 醇 氧 化
HO
O
1
DMSO氧化：
DMSO与强亲电试剂，如DCC、酸酐（Ac2O，三氟醋酸酐）、酰氯（SOCl2，草酰氯） 等配合，可选择性氧化羟基为醛/酮；条件温和收率高。
DMSO-DCC，不易氧化 大位阻的醇；
伯 ︑ 仲 醇 氧 化
DMSO-Ac2O，能氧化大 位阻的醇；
1
Oppenauer氧化：
④：环内双键，在②前提下优先氧化环上的烯丙位；
烯 丙 位 氧 化
OH CH2CH3
(Z)
CH2CH3
(Z)
SeO2
HOAc SeO2 ⑤：末端双键，常常重排引入端位羟基； CH3CH2CH2CH2CH CH2
CH3CH2CH2CH2CH CH2
SeO2
CH3CH2CH2CH2 CH CH2OH
3
CH3CH2CH2CH2 CH CH2OH
OOCR C O C H C O H CF3CO3H H2O/H2SO4 C RCOO C OH OH OH C 水解 C OH OH C
烯 键 氧 化 二 醇
1,2-
其实过氧酸也是烯键环氧化试剂之一，只是自身的酸性及酸根亲核试剂不利于环氧的稳定。 所以过氧醋酸和过氧甲酸等常用于直接从烯键制备反式1,2-二醇。
药物合成反应知识点总结
药物合成反应知识点总结
药物合成反应是化学制药领域中的重要知识点，以下是一些可能有用的药物合成反应知识点总结:
1. 卤化反应：卤化反应是药物合成中常用的反应之一，主要用于将药物分子中的醇或酮羟基转化为卤代烃。
卤代烃的优点是具有广泛的药物合成应用，可以用于制备多种药物分子。
2. 烃化反应：烃化反应是将药物分子中的羟基或酮基转化为烃基的反应。
烃化反应可以用于制备多种药物分子，例如甾体激素、抗癌药物等。
3. 缩合反应：缩合反应是药物合成中常用的反应之一，主要用于将两个或多个分子缩合成为一个分子。
缩合反应可以用于制备多种药物分子，例如甾体激素、抗生素等。
4. 氧化反应：氧化反应是药物合成中常用的反应之一，主要用于将药物分子中的不饱和键氧化为饱和键。
氧化反应可以用于制备多种药物分子，例如杀虫剂、抗生素等。
5. 还原反应：还原反应是药物合成中常用的反应之一，主要用于将药物分子中的氧化剂还原为还原剂。
还原反应可以用于制备多种药物分子，例如维生素、甾体激素等。
6. 重排反应：重排反应是药物合成中常用的反应之一，主要用于将药物分子中的官能团进行重排。
重排反应可以用于制备多种药物分子，例如甾体激素、抗癌药物等。
7. 官能团保护反应：官能团保护反应是药物合成中常用的反应
之一，主要用于保护药物分子中的某些官能团，避免在合成过程中受到破坏。
官能团保护反应可以用于制备多种药物分子，例如甾体激素、抗生素等。
药物合成反应是化学制药领域中的重要知识点，掌握这些反应可以有助于更好地理解和设计药物合成路线。
药物合成中的氧化还原反应及反应式配平.
药物合成中的氧化还原反应及反应式配平[摘要]药物合成中的氧化和还原反应是教学的重点，反应式的配平是教学的难点。
采用适宜的教学方法，可使攻克难点与掌握重点更方便快捷。
[关键词]药物合成氧化反应还原反应方程式配平合成药物及中间体的方法有多种，但归纳起来主要有取代基导入法，功能基转变法和分子骨架变更法。
在功能基转变法中常涉及到将伯醇羟基转化成羧基，将硝基转化成氨基等反应。
些反应最大的特征是药物及中间体的分子中氢原子和氧原子发生了改变，也就是说，发生了氧化反应或还原反应。
一、澄清概念是学习氧化还原反应的基础在描述有机物的氧化还原反应时，狭义的概念是以有机化合物为基准，有机化合物凡失去氢或增加氧的反应叫氧化反应；有机化合物凡增加氢或失去氧的反应叫还原反应。
这种描述具有实际意义，可以很便捷地判断是否有氧化或还原反应的发生。
但并没有反映出反应的本质，有机物反应前后是否有电子的得失或偏移？化合价是否也象无机化合物那样发生相应的改变？在有机化学教材中，一般以碳原子的氧化数变化描述氧化或还原反应，认为碳原子氧化数升高的反应叫氧化反应，碳原子的氧化数降低的反应为还原反应。
然而，这种描述也不够全面。
如例1中的反应，碳原子的氧化数降低，却不是还原反应，而是氧化反应；例2中碳原子的氧化数升高，却不是氧化反应，而是还原反应。
显然，判断有机物是否发生氧化反应或还原反应不能只局限于碳原子上，应通盘考虑有机分子中的各原子氧化数的变化情况。
药物合成中较为广泛的定义是：有机物分子凡失去电子或电子偏移，使一个或几个原子上的电子密度降低，同时伴随着氧化数升高的反应叫作氧化反应；相反，有机物分子凡得到电子或电子偏移，使一个或几个原子上的电子密度升高，同时伴随着氧化数降低的反应叫作还原反应。
由此可见，药物合成中的氧化或还原反应是以有机物为基准的，反应的特征是有机物分子中的一个或几个原子的氧化数发生改变。
例1中的反应之所以是氧化反应，是因为分子中碳原子的氧化数降低，两个氮原子的氧化数升高，升高的值大于降低的值，总的来说，相当于有机物失电子被氧化。
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NC N
H H CS C H 3 3 O
N
C O
NH
H3C
S
CH3
2019/2/17
H O C H R 2
C H 3 立 体 位 阻 大 的 醇 不 易 氧 化 R H C O S 2 ( 体 现 了 选 择 性 ) C H 3
氧化特点
a ) 烯 丙 位 易 氧 化 b ) 甾 醇 烯 丙 位 氧 化 ， 双 键 位 移
O O C H C C H 3 3 A l ( O i p r ) 3 6 0 % O 8 3 % 黄 体 酮
O
H O
O A l ( O i p r ) 3
2019/2/17
H CC H 2 H O C H H C O 3 N P h C O 2 宁 N 奎 A l ( O i p r ) 3 N H C O 3 O C N
④ 环内双键，在②前提下优先氧化环上的烯丙位
O H C H C H 2 3 S e O 2 H O A c
2019/2/17
C H C H 2 3
2. 酪酐—吡啶 (Collins试剂) 铬酐—吡啶 (Collins试剂（CrO3.2Py CH2Cl2） )
C r O 3 P y
C H 3 C H 3
R
慢 R + + H O +C CO C O C r O 3 r O O C r O H HH H ' ' R R O H O H H
O
O
O
H O 2
2019/2/17
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。
O H H H C r O 2 4 H O
H
υ 3
：
1
2019/2/17
有以下几种情况
① 当有多个烯丙位时，优先氧化取代基多的一侧的烯丙
位
H C S e O 2 3 C C C H 3 H H O A c H C 3
2019/2/17
H C 3 C C C H 3 H H O H C 2
S e O 2 E t O H
O H C
C H O
② 在①原则下，CH2＞CH3 ＞ CHR2
C H C H C H 2 2 3
③ 硝酸为氧化剂（稀硝酸）
N O + 4 H + 3 e 3
N O ↑ + 2 H O 2
2019/2/17
C H 3
0 % H N O C H 3 34
C H 3 C O O H 只 氧 化 一 个 C H
3
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）
②KMnO4为氧化剂
+ M + H n O + 8 H + 5 e 4 O H M n O + 2 H O + 3 e 4 2
2019/2/17
2 + M n + 4 H O 2 M n O ↓ + 4 O H ( K O H ) 2
-
C H 3
K M n O 4
C O O H 不 管 侧 链 多 长 均 被 氧 化 成 C O O H C O O H
O H O H
[O]
O O
2019/2/17
O H
O H
O H V 4 0 0
O
C r O P y / C H C l 3 2 2
（ 氧 化 的 同 时 发 生 烯 丙 双 键 移 位 ）
O
2019/2/17
3. 有机过酸酯 （引入酰氧基后水解）
O H
C H C O C ( C H ) 3 3 3 3
烯丙醇
O
C6H5COOC 常用 CH3COOC
O
2019/2/17
CH3
3
O O C H 3 C r O+ OG O C H 3 C O C H 3 O
+ O O H O 2 C r O C C H 3 O C C H 3 O C H O
O
O O
O C C H 3 C r O C C H 3 O
O C O C H 3 C H O C O C H 3 O
+
G r
O H
O H O
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）
适合于所有对酸敏感的官能团的醇类氧化
O O C + H C l r O O O C r C l
2019/2/17
O
O H
N
O C r N
O H
C l
C r O / P y C H O H C C 2 3 H H
C C C H O H H
第六章 氧化反应
2019/2/17
狭义：加氧去氢 广义：电子转移，使C上电子云降低
H 氧 化 数 ： CH H 3
H CO H H 1
H CO + 1
O CO H + 3
2019/2/17
第一节
烃类的氧化
CH2
O C C H 2
H C C H C H 2
2019/2/17
一、苄位的氧化
1. 氧化成醛 ① 铬酐-醋酐（CrO3-Ac2O)氧化苄位甲基形成醛基
2 . Jones试剂（ CrO3+H2SO4 ）
J o n e s 试 剂 H O O
H H C C C 3 O H O
J o n e s 试 剂 H C C C C H 3 3
C H 3
O O （ 不 氧 化 苄 甲 基 ）
2019/2/17
3．铬酐—吡啶络合物 Collins试剂：CrO3:Py=1:2
2019/2/17
②活性MnO2: 新鲜制备的MnO2 , 用于烯丙醇的氧化
C H O H 2 活 性 M n O 2 C H C l2 r.t 2 C H O H 2
H O O H
C H O
C H O H 2
H O O H
活 性 M n O 2
H O
2019/2/17
O
5. Ag2CO3为氧化剂
O O S e O / H O A c 2 P h C H C O P h 2 P h C C P h
S e O / H O A c 2 C H C H C H O 3 2
O H C C C H O 3
2019/2/17
三、烯丙位的氧化反应
1．SeO2/H2O/HOAc
H 2 C C C H H O H [ O ] C C C H H O H C C C H H
H 2 S e O 2 C H H C C C C 3 3 H H O A c C H 3
H C H H C C C C 3 3 H O H C H 3
2019/2/17
③ 在①②相矛盾时，按①
H S e O 2 2 C H C C 3 H C 3 H H O A c H C 3
C H O H 2 H 2 C C H H C C 3 3 H
C H 3 O / 2 6 0 ℃ 2 N
2019/2/17
C O O H
V O 2 5
N
C H 3 B r
O 2 C o ( O A c ) 2
C O O H B r
2019/2/17
二、羰基α -位氧化 1.形成α -位羟基酮 ① Pb(OAc)4 (LTA)
O H H O 慢 H 2 C C R C C R R R
O H H 2 ' R CC C R H
2 + 3 + 被 M n O 氧 化 断 裂 ， 使 产 物 复 杂 。 避 免 方 法 ： 加 M g 、 A l 4
O H H C HC 3
O K M n O 4 CC H 3 H CC 3 O 6 6 %
M g ( N O ) 3 2 H C HC 3 O H
H CC H 2
2019/2/17
二、醇被氧化成羧酸
O [ O ] [ O ] [ O ] R C H O H R C O O H R C H O R C H O H C 2 R R R
C H C H C H O H 3 2 2
O H N C 2
C r O / H S O 3 2 4 H O 2
C H C H C O O H 3 2
H O
C O C H 3
C C D M S O D O β α H C 3
C O C H 3
O
α : 9 9 % β : 6 . 5 %
2019/2/17
7．DMSO-Ac2O(能氧化选择性差、位阻大的醇)
C H 3
C H 3
D M S O A c O 2 r . t
O H C H H 3O C H 3O O
O H K M n O H 2 2 4 H N C C C O O H 2 C C H O H 2
N a O H
2019/2/17
H N O 3 C l C H C H C H O H C l C H C H C O O H 2 2 2 2 2 5 0 ℃
三 、1，2-二醇的氧化
1. Pb(OAc)4作氧化剂
2019/2/17
② 二氯铬酰（Etard试剂）
l O C H S O 2 4 b p 1 1 7 ℃ C r O + H C l G r 3 ＜ 1 0 ℃O C l
CH3 Etard CHO
CH3
CH3