第七章 醛

铬酰氯亦是芳烃侧链氧化成醛的良好试剂。一般是将芳烃慢慢加到铬酰氯的 氯仿或四氯化碳溶液中，首先生成络合物，继而酸性水解成醒，被称为Etard反 应。
在硫酸溶液中，活性二氧化锰可直接将芳烃的侧链氧化成芳醛。为了防止醛 的进一步氧化，二氧化猛的用量仅与芳烃等当量
第二节 还原反应 羧酸、酰卤、酰胺、腈均具有较高的氧化状态，它们易被还原成醛，醛亦可进 一步还原成醇。因此利用还原法合成醛时，必须选择反应性能温和、选择性较好的 还原试剂并控制适当的反应条件。 酰卤在适当的条件下，可被催化氢化成醛；利用还原试剂亦可达到同样目的。 由于羧酸不易被一般试剂还原成醛，因此借酰卤的还原方法可使羧酸转变成醛。 酯、酰胺被金属氢化物的还原是合成醛的新方法。 若将腈转变成它的某些衍生物，再进行还原，即可避免腈直接还原时生成胺的 副反应。
3、铬酰氯氧化
末端双键控可与铬酰氯反应，使双键氧化断裂即可转变为醛
三、从卤代烃制醛 1、Sommelet 反应 苄卤化合物与六亚甲基四胺在乙醇中反应，首先生成铵盐，继而水解，生 成芳醛，这一反应被称为Sommelet反应。
反应的中间体铵盐不需祈离，即可用50％乙酸水溶液直接水解。苄卤反应收率 80%左右，其它卤代烃的反应收率在50%左右。
4、DMSO 氧化 二甲基亚矾(DMSO)被多种亲电试剂活化后，与伯醇反应生成烷氧基硫盐，接着 发生消除反应，生成醛与二甲硫醚，是氧化伯醇的温和试剂，可广泛用于甾 族、生物 碱及碳水化合物等许多对一般氧化剂敏感的化合物的氧化。
在磷酸或三氟乙酸吡啶盐的存在下，二甲基亚砜-双环己基碳二亚胺(DCC)， 是氧化伯醇的温和试剂。分子中存在的双键、叁键、酯、磺酸酯、酰胺、叠氮、糖 苷键等不受影响。
H3C DMSO,(COCl)2 OH H3C O Et3N,-60 C H3C H3C CH3 O O O CH3 O CHO
H3C H3C CH3 O O
CH3 O
5、伯醇的脱氢及催化氧化
RCH2OH cataly st RCHO
+
H2
伯醇气相催化去氢的催化剂有铜、银及亚铬酸铜等。 将伯醇的蒸气于300～345℃通过亚铬酸铜催化剂，则以50％ ～ 70％的产率 生成醛。
伯碘代烃可被二甲基亚砜氧化。反应先生成氧硫盐，再用碱处理生成醛。 伯溴代烃一般必须先转变成相应的磺酸酯，再用二甲基亚砜氧化。 若将氟硼酸银溶于二甲基亚砜中，由于银盐的存在有利于卤素的离去，因 此反应可在温和的条件下进行。本法特别适用于伯溴化物的氧化。
H3C DMSO,NaHCO 3 150 C， 4min H3C CHO 83%
Cu CH3OH 550 - 600 C
HCHO
正己醇与氮气一起通过250一300℃的填有氧化铜的反应柱，即以99％的产 率生成正己醛。
CuO H3C OH 300 - 325 C H3C O
在氯化亚铜、二价钯等过渡金属催化下，伯醇被空气或分子氧氧化成醛是近年来 绿色化学研究的热点。如烯丙醇及苄醇就可被氧化为相应的醛。
由于酰胺很难用其他方法还原成醛，因此本法更具有合成价值。氢化二 乙氧基铝锂、氢化三乙氧基铝锂可使脂肪、指环、芳香和杂环酰胺以60％一 90％的产串还原成相应的醛，
N，N—碳基二咪唑与羧酸在室温下即能迅速反应，几乎以定量产率生成相 应的酰胺后者在四氢呋喃中与氢化铝锂反应即生成醛，
N CO2H N O N N N LiAlH4 O N CHO
SO2NH2
腈亦可被化学还原成醛，最常用的试剂有氢化三乙氧基铝锂，它不仅适用 于芳腈也适用于脂腈，产率达70％～90％。如
Stephen 还原 腈与氯化氢反应,再用无水氯化亚锡的乙醚悬浮液还原，水解生成醛
CN HCl H3C SnCl2 H3O
+
CHO 100%
H3C
腈与四氟硼化三乙氧盐在二氯甲烷中反应，可迅速生成N—烷基亚胺碳正离子， 它在室温下可被三乙基硅烷还原成亚胺，再经水解，可以41％一90％的产率生成 醛。
6、邻二醇的氧化
R OH OH or Pd(OAc)4 HIO4 R O
+
HCHO
邻居二醇可被过碘酸或由乙酸铅氧化，伯羟基生成甲醛，仲羟基生成高级醛。 反应通常在室温下进行，过碘酸以水为溶剂，四乙酸铅则需有机溶剂。 由于这一反应的产率较高，不仅被用于醛的合成，而且广泛用于α-二醇的结构 测定和定量分析。除邻二醇外． α-羟基醛、α-二酮、 β-氨基醇亦可发生类似反应。 利用本法可以合成用其他方法较难制得的烷氧基乙醛
烯烃的臭氧化反应既可被用于分子中双键位置的确定，亦可用于醛、酮的合 成。当有不同性质的双键共存时，电子密度高且立体位阻小的双键优先被氧化。
4—叔丁基苯乙烯的臭氧化反应中，分别以三苯基膦、聚苯乙烯负载的三苯基 膦及聚乙二醉负载的三苯基膦为还原剂，得到4—叔丁基苯乙醛。
2、四氧化锇-过碘酸盐混合试剂氧化法。 四氧化锇-过碘酸盐混合试剂氧化，烯烃首先与四氧化锇形成酸酯，继而被 过碘酸盐氧化。由于氧化过程中四氧化锇可以复生，因此只需催化量的四氧化锇 即可。相对而言该法是一种温和的烯烃氧化断键法，广泛用于天然产物的合成。
+
NO2
NO2
NO2
N—酰化乙烯亚胺可由酰氯与乙烯亚胺迅速制得，它亦可被氢化铝锂还原， 所得脂肪醛的产串为40％一81％。用本法可以合成用其他方法难以制得的环丙基 甲醛
O COCl
+
NH N
LiAlH4
CHO
羧酸不易被一般还原剂还原成醛。但它可被锂—甲胺还原成亚胺，继而水解， 以53％一61％的产率生成醛 。 1，1，2—三甲丙基硼烷也是羧酸还原成醛的良好试剂
在低温下ห้องสมุดไป่ตู้二甲基亚砜—三氟醋酸(TFAA)体系可氧化位阻大的醇及长链醇， 高收率合成相应的醛；亦可用于复杂骨架化合物的氧化
OH CHO DMSO,TFA 86% Et3N,-60 C
由草酰氯活化的DMSO对醇的氧化最为适合，可用于饱和醇、长链不饱和醇、 等，反应常用三乙胺为碱，在二氯甲烷中进行。
COCl H2 Pd-BaSO4 MeO OMe 喹 -硫 啉 OMe MeO OMe OMe CHO
84%
酰氯亦可被化学试剂还原成醛。其中以烷氧基取代的氢化铝锂(如氢化三叔丁 氧基铝锂)最为有效。酰氯中带有-CN、-N02、-COOR等易还原基团均不受影响。 本法以合成芳醛的产率为优，其收率为70％～90％；而脂肪醛的产串为37％～60 ％。
3、腈的还原
R
CN
R
CHO
腈采用一般的催化氢化方法往往还原成胺。 若采用活性镍及酸性水溶液如次磷酸二氢钠的水溶液或甲酸水溶液，既作氢的 供给体，又作氢化的催化剂，可使腈还原成醛。本法操作简便，适用于芳醛的制备， 但不适用于硝基取代芳腈。例如：
CN Ni/HCO H 2 H2O SO2NH2
CHO
68%
n-C6H13CH2OH
HOCrO2Cl-py ridine
n-C6H13CHO
78%
吡啶二铬酸盐(PDC)可选择性氧化伯醇，氧化反应几乎在中性条件下进 行，分子中有烯醇醚亦无影响。
CH2 OH O PDC O CH2 O
92%
2、活性二氧化锰氧化 活性二氧化锰广泛用于氧化带不饱和基团(三键、双键、芳香环)的醇， 可选择氧化烯丙式醇。 由于氧化条件温和，不会引起双键的异构化，所以可用于不饱和醛的合成。
RCH2OH
1、高价铬氧化
[O] RCHO
重铬酸钾的硫酸水溶液为常用试剂，为了避免醛进一步被氧化成醛，通常使用 反应温度高于醛的沸点，则醛一经生产即由反应体系中蒸出。如丙醛的合成：
OH H3C
K2Cr2O7,H2SO4,H2O H3C
O
45～49％
铬酸的酸性溶液不能用于对酸敏感或含其他易氧化基团的醇的氧化。因此对 这些化合物往往应采用温和的氧化剂。
COCl LiAlH(OCMe3)3 O 2N NO2 O 2N NO2 CHO
63%
COCl LiAlH(OCMe3)3 N
CHO
69%
N
2、羧酸、酯和酰胺的还原
O R Z R CHO Z = OR, N(R) , OH 2
酯和酰胺可被多种金属氢化物还原成醛。由于酰胺很难用其他方法还原成醛， 因此本法更具有合成价值。氢化二乙氧基铝锂、氢化三乙氧基铝锂可使脂肪、脂 环、芳香和杂环酰胺以60～90％的产率还原成相应的醛。
CuCr2O4 H3C OH 300 - 325 C H3C O
若将伯醇的蒸气与空气一起通过银或铜银催化剂进行催化氧化，则以90％左右 的产率生成醛。若将醇及惰性气体(如氦气)一起通过的氧化铜催化刑，醛的产率在 90％以上。 由于伯醇催化脱氢和催化氧化具有简便、经济的特点，是工业上合成醛的方法。 例如甲醛的工业合成
1、酰卤的还原(Rosenmund还原)
R COCl H2 Pd-BaSO4 R CHO
吸附在硫酸钡上的钯可作为酰卤氢化还原的催化剂。此方法操作简便，由于 醛能进一步还原成醇，常加入“控制剂”以降低催化剂的活性，使反应停止在醛阶 段。常用的“控制剂”有甲基硫代脲、喹啉-硫等。酰氯中带有-X、-N02、-C00R 等基团均无影响。羟基必须先用乙酰基保护起来，碳碳双健虽不被还原，但有时会 发生双键的重排。 例如，4，5，6-三甲氧基苯甲醛的合成：
三氧化铬—吡啶络合物在室温下于吡啶中可使伯醇氧化，分子内有 －SR、 C(OR)2等基团的存在均无影响。 C=C 、
三氯化铬—双吡啶的二氯甲烷溶液(Collins试剂)作氧化剂，选择性能更优， 分子中－NO2、－COOCH3、 C=C 均无影响。
CrO2Cl2-吡啶-叔丁醇及HOCrO2Cl-吡啶(PCC)均为氧化伯醇的有效试剂，收 率可达78％一100％。由于HOCrO2Cl-吡啶具有弱酸性，故不适于对酸敏感的底 物
OH O OH Pb(OAc)4 O CHO
用高碘酸氧化的反应尽管选择性好，但因氧化剂不溶于有机溶剂，故常使用相转移 催化剂或硅胶在非均相体系中进行。有文献报道将高碘酸钠附载于硅胶上，可提高其在 非极性溶剂中的反应活性，氧化邻二醇以90％～100％的收率得到醛。
二、烯的氧化
1、臭氧氧化
烯烃与臭氧反应，继而还原其臭氧加成物，即可生成醛、酮。 一般操作是将合有2％～10％臭氧的氧气通到烯烃溶于适当溶剂的溶液中，于 室温反应。（一般以CH2Cl2、CH3OH等作为溶剂，加成物不需析离即可进一步还 原。） 利用催化氢化或用锌粉／酸、亚磷酸酯、二甲硫醚及三苯基膦作还原剂，均可 使臭氧加成物还原，其中以三苯基膦作还原剂为好。其中锌粉／酸体系不适于对酸 敏感的底物；二甲硫醚的产率好，而且反应具有高度选择性，如分子中存在硝基、 碳基均无影响，但毒性大且生成高沸点的副产物。
OH CH3 CH3 CH2 CH3 MnO 2/acetone 10h, r.t. H H3C OH
CHO CH3 CH2 90%
H H3C OH
3、高碘化合物氧化 Dess-Msrtin高碘化合物氧化反应，常用于多官能团的伯醇以及对反应条件要 求苛刻的底物，在天然产物、复杂化合物的合成中应用较多。如Ambruticin的合 成
Cl CHO (CH2)6N4, EtOH ref lux, 2h
2、Krohnke反应
苄卤亦可与吡啶形成盐，再用N，N-二甲基对亚硝基苯胺盐酸盐氧化，继而 水解可生成醛，称为Krohnke反应。
硫茚-2，3-二醛的合成
Krohnke反应不仅适用于苄卤，亦可用于丙烯卤化物及脂肪族伯卤代烃的氧化
3、伯卤代烃被其他氧化剂氧化
第七章
醛的制备
7.1 氧化反应 7.2 还原反应 7.3 甲酰化反应 7.4 烃化反应 7.5 缩合反应 7.6 水解及水化反应 7.7 重排反应
第一节 氧化反应制备醛 醇、烯、卤代烃及烷基芳烃的氧化状态均比醛低，因此它们可被多种氧化剂氧化 成醛。 但是同时醛也容易被氧化成更高氧化状态的羧酸，因此氧化法合成醛的关键是选 择适合的氧化剂和控制反应条件。 一、伯醇氧化 伯醇的氧化是合成醛的一类重要的方法。
I
上述二甲基亚砜氧化法的改良方法是添加氟硼酸银，反应可在温和的条件下 进行。氟硼酸银可涪于二甲基亚砜中，银盐的存在有利于卤素的离去。本法特别 适用于伯溴化物的氧化。
H3C
Br
DMSO,AgBF4,Et3N r.t. 18h H3C
CHO
83%
4、芳烃的侧链氧化
与芳环相连的甲基可被三氧化铬-乙酸氧化成双乙酸酯，后者能迅速水解生成 芳醛，产率约40％～50％。芳环上带有-N02、-X、-N、-COOR等均无影响。