第六章氧化反应1解析
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药物合成反应第六章氧化反应
的氧化剂包括硝酸、硫酸、过氧化氢等。
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
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
第六章氧化反应
第六章氧化反应从广义上来讲，凡是有机物分子中碳原子失去电子，碳原子总的氧化态增高的反应均称为氧化反应；从狭义上讲，凡使反应物分子中的氧原子数增加，氢原子数减少的反应称为氧化反应。
利用氧化反应除了可以得到各类有机化合物如醇、醛、酮、酸、酯、环氧化物和过氧化物等，还可以制备有机腈和二烯烃等。
有机物的氧化反应都是强放热反应，因此，氧化反应中及时移除反应热是一个很关键的问题。
烃类和其它有机物的氧化反应几乎都是不可逆反应，反应都能进行到底。
有机合成中氧化方法主要有三种，即催化氧化和催化脱氢、化学氧化、电解氧化。
此外，生物氧化在有机合成中的应用也日益受到人们的重视。
生物氧化是一种较缓和的氧化过程。
人类在很早以前就利用微生物进行氧化反应来进行酿酒、制醋。
生物氧化具有高度的选择性，收率高，反应条件温和，三废少等特点。
因此，生物氧化是一种很有发展前景的氧化合成方法。
第一节催化氧化和催化脱氢一、催化氧化在没有催化剂的情况下，有机物在室温下与空气接触，就能发生缓慢的氧化反应，这种现象称为自动氧化。
在实际生产中常常需要使用催化剂，以提高反应的速度和选择性。
在催化剂存在下进行的氧化反就应称为催化氧化。
催化氧化法生产能力大，对环境污染小，且作为氧化剂的空气和氧来源广泛，无腐蚀性。
因此，工业上大吨位产品多采用空气催化氧化法。
氧化反应根据反应温度和反应物聚集状态不同，又可分为液相催化氧化和气相催化氧化反应。
液相催化氧化多在100︒C左右进行反应；气相催化氧化则常在200~400︒C下进行反应。
(一)液相空气氧化液相空气氧化是液态有机物在催化剂存在下，通入空气进行的催化氧化反应。
液相空气氧化反应的实质是在气液两相间进行的，大多采用鼓泡型反应器。
1．反应历程液相空气氧化属于自由基反应历程，其反应历程包括链的引发，链的传递和链的终止三个步骤，其中决定性步骤是链的引发。
下面以烃的氧化为例：(1)链引发 烃类R-H 在光照、热及可变价金属盐或自由基引发剂的作用下发生C-H 键的均裂而生成自由基R ⋅。
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。
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%)
第6章 氧化反应
m-g
-1
lO cm，则这个气泡核心所受的毛细管压力 Pco=2σ 液、炉渣和炉气的静压力
/r(g)=2 ×1500／ 10
-7
＝3×10 [dyn·cm ]=29600[atm)。实际上CO气泡所受到的压力还包括钢 Pco= P(g)+ ρ mhm+ρ ShS+2σ m-g／r(g) 式中 P(g)为炉气压力；ρ m、ρ S 为钢、渣的密度；hm、hS 为钢、渣层的 厚度。
(6—18)
各种炼钢方法中实际的熔池[O]含量都高于相应的理论的含量；附图表示了氧气转炉实际的 [%C]·[%O]与相应的理论值的比较。 如将与[%C]相平衡的[%O]平衡值和实际熔池中的[%O]实际之差称为过剩氧Δ [%O]，即 Δ [%O]= [%O]实际一[%O]平衡 将(6—20)代人m=[％O]·[％C]式中，得到 Δ [%O]= [%O]实际一m[%O]平衡 (6-21) 过剩氧Δ [%O]的大小与脱碳反应动力学有关。脱碳速度大，则反应接近平衡，过剩氧值 较小；反之，过剩氧就更大些。
(6—70)
P2O5。因此，影响
脱磷反应实际的热力学条件：
（1）温度的影响 由上面平衡常数的温度式可知，脱磷是强放热反应，降低反应温度 将使 Kp 增大，所以较低的熔池温度有利于脱磷。 （2）碱度的影响 因 CaO 是使γ P2O5 降低的主要因素，增加(%CaO)达到饱和含量可以增 大 aCaO，可见到增加渣中(CaO)或石灰用量，会使(%P205)提高或使钢中[%P]降低，但(%CaO) 过高将使炉渣变粘而不利于脱磷 (3)(FeO)的影响 (FeO)对脱磷反应的影响比较复杂，因为它与其它因素有密切的联 系。在其它条件一定时，在一定限度内增加(FeO)将使 Lp 增大，如上图所示。 (FeO)还有促 进石灰熔化的作用，但如(%FeO)过分高时将稀释(CaO)的去磷作用。因此， (%FeO)与炉 渣碱度对脱磷的综合影响是：碱度在 2.5 以下，增加碱度对脱磷的影响最大。碱度在 2.5～ 4.0，增加(FeO)对脱磷有利。但过高的(FeO)反而使脱磷能力下降。
-1
lO cm，则这个气泡核心所受的毛细管压力 Pco=2σ 液、炉渣和炉气的静压力
/r(g)=2 ×1500／ 10
-7
＝3×10 [dyn·cm ]=29600[atm)。实际上CO气泡所受到的压力还包括钢 Pco= P(g)+ ρ mhm+ρ ShS+2σ m-g／r(g) 式中 P(g)为炉气压力；ρ m、ρ S 为钢、渣的密度；hm、hS 为钢、渣层的 厚度。
(6—18)
各种炼钢方法中实际的熔池[O]含量都高于相应的理论的含量；附图表示了氧气转炉实际的 [%C]·[%O]与相应的理论值的比较。 如将与[%C]相平衡的[%O]平衡值和实际熔池中的[%O]实际之差称为过剩氧Δ [%O]，即 Δ [%O]= [%O]实际一[%O]平衡 将(6—20)代人m=[％O]·[％C]式中，得到 Δ [%O]= [%O]实际一m[%O]平衡 (6-21) 过剩氧Δ [%O]的大小与脱碳反应动力学有关。脱碳速度大，则反应接近平衡，过剩氧值 较小；反之，过剩氧就更大些。
(6—70)
P2O5。因此，影响
脱磷反应实际的热力学条件：
（1）温度的影响 由上面平衡常数的温度式可知，脱磷是强放热反应，降低反应温度 将使 Kp 增大，所以较低的熔池温度有利于脱磷。 （2）碱度的影响 因 CaO 是使γ P2O5 降低的主要因素，增加(%CaO)达到饱和含量可以增 大 aCaO，可见到增加渣中(CaO)或石灰用量，会使(%P205)提高或使钢中[%P]降低，但(%CaO) 过高将使炉渣变粘而不利于脱磷 (3)(FeO)的影响 (FeO)对脱磷反应的影响比较复杂，因为它与其它因素有密切的联 系。在其它条件一定时，在一定限度内增加(FeO)将使 Lp 增大，如上图所示。 (FeO)还有促 进石灰熔化的作用，但如(%FeO)过分高时将稀释(CaO)的去磷作用。因此， (%FeO)与炉 渣碱度对脱磷的综合影响是：碱度在 2.5 以下，增加碱度对脱磷的影响最大。碱度在 2.5～ 4.0，增加(FeO)对脱磷有利。但过高的(FeO)反而使脱磷能力下降。
第6章_氧化反应
OCOCH3
OH
Pb3O4 / AcOH
NaOH
二氢苊
5
第一节 烃类的氧化
一. 苄位烃基的氧化
1. 氧化生成醇和酯 若苄位碳原子只有一个H, 则可以选择较强的 氧化剂, 在短时间内将苄位烃基氧化成醇.
O 30% H2O2, 10% NaOH 热C2H5OH, 3min CH3 10-甲基蒽酮 CH3 OH 67% O
CH3CH2CH2OH
O CH2OH Ac2O / py 50℃, 20h OH O OH O CrO3 / AcOH / Ac2O 65~70℃ OAc O OAc COOH OAc O OAc
CrO3 / H2SO4 / H2O
CH3CH2COOH
O CH2OAc
36
第二节 醇类的氧化
二. (伯)醇被氧化成羧酸
第一节烃类的氧化第二节醇类的氧化第三节醛酮的氧化第四节含烯键化合物的氧化第五节芳烃的氧化氧化生成醇和酯在有机酸的环境中采用硝酸铈铵四醋酸铅四氟醋酸铅等氧化剂可以将苄位烃基氧化成酯水解之后得到醇
第六章 氧化反应
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 烃类的氧化 醇类的氧化 醛、酮的氧化 含烯键化合物的氧化 芳烃的氧化
三. 烯丙基位烃基的氧化
二氧化硒: SeO2 CrO3-吡啶配合物(Collins试剂): CrO3(py)2 氧化剂 过氧酸酯: Ar-C-O-O-C(CH3)3 / CuBr
O O
二氯氧矾酯: Cl
V Cl
OC2H5
24
第一节 烃类的氧化
三. 烯丙基位烃基的氧化
用二氧化硒氧化 二氧化硒可以将烯丙位的烃基氧化成相 应的醇, 容易再继续氧化得到醛或酮. 在乙酸中进行氧化, 生成的醇得到乙酸 酯, 抑制进一步氧化, 再水解得到所需的醇.
药物合成反应 第六章 氧化反应
一、醇的氧化
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
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
第六章 氧化反应
O2N
HO H N H O
O2N Al[OCH(CH3)2]3, HOCH(CH3)2
HO H N H O
O p-Nitro- -acetamido--hydroxyphenylpropanone
H OH (± )-thero-1-p-nitrophenyl-2acetamidopropane-1,3-diol
加氧或脱氢 的反应 称为氧化
Oxidation State（氧化态）
氧化与药物代谢
药物生物合成
第一节 烃类的氧化反应
一、 烷烃的氧化
Oxidation of alkanes and alkyl groups
Barton reaction
二、 苄位烃基的氧化
1. 氧化生成醇、酮、羧酸
2）Jones reagent (选择性氧化方法): —— CrO3-diluted H2SO4-acetone
Jones reagent HO O
—— Unsaturated secondary alcohols can be oxidized to ketones while carbon-carbon double bonds remain unchanged.
O CCH3 RC O3H
methyl
O COCH3 ? + O OCCH3
√
?
三、 –羟酮的氧化反应
第四节 含烯键化合物的氧化
一. 烯键环氧化
1. ,–不饱和羰基化合物的环氧化
,–不饱和羰基化合物中,碳碳双键与羰基共轭,一 般在碱性条件下用过氧化氢或叔丁基过氧化氢使 之环氧化.
机理
O2N
Br2, C6H5Cl O
第六章 氧化反应
O
CH2 CCH3
Organic Reactions for Drug Synthesis
由于反应按自由基机理进行，有时伴有双键的重 排，生成相对更稳定的结构。
CH3 CrO3-Py/CH2Cl2 O
O CrO3-Py/CH2Cl2 F F
CH3
Organic Reactions for Drug Synthesis
ArCH(OCrCl2OH)2
H2O
ArCHO + 2H2CrO3
(Etard复合体)
Organic Reactions for Drug Synthesis
③ 铬酐-醋酐（CrO3-Ac2O)
O O Cr O + CH3 CH3
CH3 + O O H2O Cr O OCCH3 OCCH3 O CHO CH
3 有机过酸酯 （引入酰氧基后水解生成醇）
反应机理是自由基取代反应。
OH CH3CO3C(CH3)3
得烯丙醇
CuBr
CH3CH2CH CH2
O 常用
CH3CO3C(CH3)3
CuBr
CH3CHCH OH
CH2
C6H5COOC(CH3)3 CH3COOC(CH3)3 O
Organic Reactions for Drug Synthesis
三 、烯丙位的氧化反应
CH CH CH2 CH CH CH OH [O] O CH CH C
1．SeO2——醇
2. CrO3—吡啶络合物——酮
3. 有机过酸酯——酯水解成醇
反应中烯键不影响。
Organic Reactions for Drug Synthesis
1．SeO2/H2O/HOAc
第六章氧化反应
第四节 醛、酮的氧化
• 一、醛的氧化 • 1.反应通式
• 2.应用特点 • （1）醛氧化制备羧酸
新制Ag2O、CuO氧化
（2）Dakin反应
当醛基的邻、对位有-OH等供电子基时，则 经过酸氧化，甲酸酯中间体生成羟基
当-CHO邻、对位有供电子基时，芳环电子云密度较 丰富，有利于“b式”重排；若无取代基或供电子 基在间位以及存在吸电子基时，则按“a式”重排， 形成酸。
• O3/H2O2; O3/Zn/H+; O3/DMS; O3/Ph3P
• NaIO4/KMnO4; NaIO4/OsO4替代方法
第六节 芳烃的氧化反应 一 芳环的氧化开裂 1. KMnO4氧化
即:芳环上有供电子基的优先被氧化
2. RuO4氧化
3 CuCl+Py氧化
二、氧化成醌 1.铬酸氧化剂
• M-CPBA
• OsO4 • Bromohydrin
• Prevost • Woodward
5. Asymmetric Dihydroxylation Reaction
Sharpless Catalytic Asymmetric Dihydroxylation (AD) Reaction
三、烯烃的氧化性断裂及还原性断裂
• 二、酮的氧化
• Baeyer-Villiger oxidation
反应机理
迁移能力：3>2>环己基>苄基>苯基>1>H 越富电子烷基越先迁移
第五节 含烯键化合物的氧化
一、烯键的环氧化 1.a、b-不饱和羰基化合物的环氧化
环氧化机理：
此键可旋转，最终生成比较稳定的E型环氧 化合物
如：
两个较大基团在环的两侧
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。
第六章 氧化反应
• 环氧化反应中取代基较多的双键比取代基少 的更易反应。富电子的双键比缺电子的双键 易反应。
O t-BuOOH, PhH Mo(CO)6, reflux
CHO
t-BuOOH Ti(Ⅳ), SiO2 O
CHO
• 对于含烯丙醇结构的烯烃，在金属催化剂 存在下，叔丁基过氧化氢可区域选择性或 立体选择性的环氧化反应。
• α，β-不饱和腈在过氧化氢碱性介质中，首先在氰 基上加成，随之在双键上的环氧化反应得到环氧 酰胺，叔丁基过氧化氢碱性条件环氧化α，β-不饱 和腈可以得到环氧腈
NH C N H2O2, NaOH OOH O O NH2
Ph C N Ph t-BuOOH NaOH Ph Ph O C N
• 过氧羧酸是最常用的环氧化试剂。是用相应 的羧酸与过氧化氢反应制取。过氧羧酸大多 不稳定，现用现配。 • 过氧羧酸与烯烃反应是合成环氧化物最简便 的方法。尤其对孤立双键、单独用过氧化氢 或过氧醇（不存在金属催化剂）不易被环氧 化，而用过氧羧酸很容易反应，其环氧化烯 烃的反应机理是过氧羧酸对碳-碳双键的氢 电性进攻
• 6-3-4 高碘酸 • 高碘酸或高碘酸盐水溶液是1，2-二醇氧化裂解 试剂。溶剂为甲醇、乙醇、乙酸、二氧六环等。 能定量的反应，根据高碘酸的消耗，推知多元 醇中相邻羟基的数目，根据产物推知原化合物 的结构。
H H R C C CH2CH2 COOH OHOH KIO4/H2SO4 EtOH/H2O RCHO + CHO-CH2CH2COOH
O
Ph (1) O3 (2) Zn, AcOH
O
Ph CHO
O
(1) O3, Et2O, 0 de AcO H (2) LiAlH4, 0 de OAc
第六章-1氧化反应
CCl4 O3
O H2C O O H2C O
O O
H2O (N aH SO) 3
_
CHO
O H / H2O
Et CH
O3 水解
CHO
O
O 90%
C4H9CH=CHCH 3
① O3 ② LiAlH4
C4H9CH2OH + CH3CH2OH
碘和羧酸银氧化法
将烯烃氧化成1，2-二醇 用Prevost试剂可以克服 用其它试剂所遇到的困 难。由碘的四氯化碳溶 液与等物质量的醋酸银 或苯甲酸银组成的试剂 叫Prevost试剂。在 Prevost条件下（即无水 条件下），用该氧化剂 氧化烯烃可以直接得到 反式二醇的二酰基衍生 物；在woodward条件下 （即有水存在时），得 到顺式邻二醇的单脂。
O R R
R C CHCOR O
R C CH=C
Oxone
Oxone
KMnO4
R
H H
_
MnO4
R R H
O O
H MnO2[Mn(Ⅴ)]
_ OH ，H2O
H OH OMnO3
2-
R R
H 2O
R R H
OH OH
R
H
Mn(Ⅶ)
_ MnO4
H [Mn(Ⅴ)]
HOOC
H R R O OH H2O R R O Mn(Ⅳ) H
沉淀在硅藻土上的碳酸银是一种能将伯醇和仲醇以很高的产率氧化成 醛和酮的极好试剂，反应在温和的近中性条件下进行，一般其他官能 团不起反应。
OH H3C H3C H3C
Ag2CO 3 CH3COCH3
H3C
OH
HO
O
H3C OH H3C
O H2C O O H2C O
O O
H2O (N aH SO) 3
_
CHO
O H / H2O
Et CH
O3 水解
CHO
O
O 90%
C4H9CH=CHCH 3
① O3 ② LiAlH4
C4H9CH2OH + CH3CH2OH
碘和羧酸银氧化法
将烯烃氧化成1，2-二醇 用Prevost试剂可以克服 用其它试剂所遇到的困 难。由碘的四氯化碳溶 液与等物质量的醋酸银 或苯甲酸银组成的试剂 叫Prevost试剂。在 Prevost条件下（即无水 条件下），用该氧化剂 氧化烯烃可以直接得到 反式二醇的二酰基衍生 物；在woodward条件下 （即有水存在时），得 到顺式邻二醇的单脂。
O R R
R C CHCOR O
R C CH=C
Oxone
Oxone
KMnO4
R
H H
_
MnO4
R R H
O O
H MnO2[Mn(Ⅴ)]
_ OH ，H2O
H OH OMnO3
2-
R R
H 2O
R R H
OH OH
R
H
Mn(Ⅶ)
_ MnO4
H [Mn(Ⅴ)]
HOOC
H R R O OH H2O R R O Mn(Ⅳ) H
沉淀在硅藻土上的碳酸银是一种能将伯醇和仲醇以很高的产率氧化成 醛和酮的极好试剂，反应在温和的近中性条件下进行，一般其他官能 团不起反应。
OH H3C H3C H3C
Ag2CO 3 CH3COCH3
H3C
OH
HO
O
H3C OH H3C
氧化反应
COOH
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）
※ 严格注意温度的影响。
2．氧化成酸或酮
O CrO3/HOAc 40℃
O
CrO3 /HOAc(75%) H3CO 40℃、2hr H3CO O
①铬酸：
Na2Cr2O7+H2O+H+ CrO3+H2O
C8H17
CrO3/HOAc/H2SO4
C H
CH3
CH3
④ 环内双键，在②前提下优先氧化环上的烯丙位
OH CH2CH3
(Z)
SeO2
(Z)
CH2CH3
HOAc
末端双键：重排、羟基引入末端
CH3CH2CH2CH2CH CH2
SeO2
CH3CH2CH2CH2 CH CH2OH
2 铬酐—吡啶(分子内盐) (Collins试剂（CrO3.2PyCH2Cl2） )
双键移动。
3 有机过酸酯 （引入酰氧基后水解生成醇）
OH
得烯丙醇
CH3CO3C(CH3)3
CH3CH2CH
CH2
O
CH3CO3C(CH3)3
CH3CHCH OH
CH2
C6H5COOC 常用 CH3COOC
O
CH3
3
CH3
3
第二节 醇的氧化 一 伯、仲醇被氧化成醛、酮
R R'
CH OH
R
[O]
仲
' C O R 酮
CHO
只氧化一个苄基
CH3
CH3
CH3 CHO
CS2
R
+2CrO2Cl2
R
R=H 90%
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• ②铬酰氯为氧化剂(Etard)
(Chromychlorde)CrO2Cl2
机理:(自由型)
机理:(离子型)
(Etard复合体)
• （3）影响因素
• ①反应温度
• ②电子效应的影响
苯环上有-NO2、-X吸电子基时，收率降低。
• （4）应用特点 • ①CAN为氧化剂
• ②CrO3-Ac2O为氧化剂 • CrO3/Ac2O/H2SO4试剂，先生成二醋酸酯， 再水解成醛
O2氧化
(96%) 或用Zn/CH3COOH代替P(OC2H5)3亦可
更常用的氧化方法：采用过氧化钼MoO5、吡啶、六甲 基磷酰胺复合物(MoOPH)作试剂。
• 2.形成1，2-二羰基化合物
• (1)反应通式-Riley氧化
• （2）反应机理
（3）应用特点
SeO2作氧化剂，但仅有一边存在a-活性H才有意义
O R C O + H O+ + 3 Cr OH HO ' R OH
R R' CH OH +
O HO
O Cr OH
快
R
Cr O HO
O Cr OH
R C R' H O
O Cr OH OH
慢
H2O
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。
OH H HO
H
H2CrO4
υ
3
：
1
2、Jones试剂
三
烯丙位烃基的氧化
1 SeO2氧化 （1）反应机理
遵循如下规则:
① 氧化双键碳上取代基较多的一边的烯丙位烃基
② 在不违背上述规则情况下的氧化顺序:
CH2>CH3>CHR2
CH3 CH3 CH2 C CH CH3
SeO2
CH3 CH3 CH C OH CH CH3
CH2 OH CH3 CH2 C CH CH3
HO
HO
活 性 MnO2
HO O
通常情况下，MnO2氧化烯丙基伯醇时，不会进一步氧化成羧酸
5、Ag2CO3为氧化剂
沉淀在硅藻土上的碳酸银是一种能将伯醇和仲醇以 较高的产率氧化成醛和酮的极好试剂，反应在温和的近 中性条件下进行，一般其它官能团不起反应。通常情况 下，伯醇比仲醇的氧化速度慢，而仲醇的反应活性有远 不如苄基和烯丙基醇。
AgNO3+Na2CO3
藻土
Ag2CO3均匀分布在载体上
例如：
OH
Ag2 CO3 CH3 COCH3
OH
HO
O
OH
Ag2 CO3
O OH
OH
6、Oppenauer氧化（奥芬脑尔）
Oppenauer氧化法是在温和条件下将仲醇选择性的氧化成 酮的有一种方法。 (Oppenauer氧化和H2CrO4氧化均不适合伯醇的氧化)
过酸酯在亚铜盐催化下，可在烯丙位α-碳上引入酰氧基，经
水解得烯丙醇类。该反应可用于合成烯丙醇类化合物。
常用试剂是过醋酸叔丁酯和过苯甲酸叔丁酯。
脂肪族烯烃氧化时，发生异构化作用
CH3CH2CH CH3CH CH2 RCOOOC(CH3)3/ Cu
CHCH3
CH3CHCH CH2 OCOR
+ CH3CH
第六章
氧化反应
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
烃类的氧化反应
苄位、烯丙位及羰基a-活性位重要，有实际 意义，其他位置则无实际意义，因氧化产物复
杂。
• 一 苄位烃基的氧化 • 1.氧化生成醛 • （1）反应通式
• （2）反应机理
• ①CAN为氧化剂
[Ce(NH4)2(NO3)6,CAN]选择性好
Jones试剂: 26.72g CrO3+23ml H2SO4
Jones试剂 HO O
H3C
H C C OH O
CH3
Jones试剂
ห้องสมุดไป่ตู้
H3C
C C
CH3
O O（不氧化苄甲基）
3．CrO3—吡啶络合物
Sarret试剂：CrO3.Py络合物是一种温和的氧化
试剂，但容易吸湿。适合于所有对酸敏感的官能
团的醇类氧化。
烯丙位、苄位-OH（不改变双键位置）
O O Cr O O O
OH
+HCl
O
Cr Cl
N
O
Cr N
OH
PCC: 氯铬酸吡啶盐 PDC: 重铬酸吡啶盐
Cl
例如：
C H C CH2OH H
CrO3/Py
C H
C H
CHO
HO
CH2OH CrO3/Py
HO
CHO
4、锰化合物的氧化
①KMnO4
H+ × 强 OH中 √
可选择性地将烯丙位亚甲基氧化成酮
R Collins试剂或PCC R O
C H2
有时，在用Collins试剂氧化时会发生烯丙双键移位。
CH3 CrO3-吡啶 / CH2Cl2 O CH3 (68%)
3. 用过酸酯氧化
O
通式：
O H R R'CO O C(CH3)3 Cu R O O R' 水解 R OH
CHCH2 OCOR
(90%) 原因:
RCHCH CH2 Cu
(10%)
>
RCH
CH CH2 Cu
(稳定性)
第二节 醇的氧化 —伯、仲醇被氧化成醛、酮
1、铬酸为氧化剂
R R' R
[O]
CH OH
仲
C O ' R 酮
×
O
R-CH2-OH 伯
[O]
R
CH
R
O COH
1、铬酸为氧化剂
O CH O R'
• 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
O R CH3
LTA R
O CH2O
O CH3
水解
O H 2 R C OH
MnO4-+2H2O+3e
MnO2+4OH
H C OH α-位无H
N
C O
N
H2 OH H2 R C CH C R' OH α-位有H
OH H H 2 R C C C R'
被MnO4氧化断裂，使产物复杂。避免方法：加Mg 、Al
2+
3+
OH CH CH3 CH CH3 OH KMnO4 Mg(NO3)2
O C C O CH3 CH3 66%
②活性MnO2:新鲜制备的MnO2，用于烯丙醇的氧 化 ，烯键和炔键不与该试剂发生反应
2KMnO4+3MnSO4+2H2O 5MnO2↓+K2SO4+2H2SO4(MnO2活性最高）
CH2OH
活性MnO2 CH2Cl2 r.t
CHO
CH2OH
OH
CH2OH
OH
34
:
1
③当上述两规则有矛盾时,一般遵循(1)
CH3 H3C C CH CH2CH3 SeO2 H3C CH2OH C CH CH2CH3
④双键在环内时，双键碳上取代基较多一边的环上 烯丙位碳氢键被氧化；
CH2CH3 SeO2 HO CH2CH3
⑤末端双键氧化时，发生烯丙位重排，羟基引入末端
2 CrO3-吡啶复合物(Collins试剂)