高等有機(jī)化工工藝學(xué)醇和酚的合成方法

高等有機(jī)化工工藝學(xué)醇和酚的合成方法第一頁，共八十七頁，2022年，8月28日第一節(jié)還原反應(yīng)制備醇和酚

醇可以由多種含氧化合物如醛、酮、環(huán)氧化物、羧酸及其衍生物、酚、醌的還原而制得。其中，以醛、酮的還原最為重要。醛、酮的還原可以采用多種方法：催化氫化法具有經(jīng)濟(jì)、簡便的特點(diǎn)；化學(xué)還原法是廣為應(yīng)用的方法，新的還原劑層出不窮，使還原反應(yīng)具有反應(yīng)條件溫和、選擇性好的特點(diǎn)；醛分子間的氧化—還原反應(yīng)是一種較特殊的合成某些醇的簡便的方法；醛、酮的雙分子還原法是合成α—二醉的重要方法。環(huán)氧化物可由烯與過酸反應(yīng)而制得，因此，環(huán)氧化物的還原開環(huán)成醇的反應(yīng)可看作烯烴間接加水的一種方法。羧酸及其衍生物的還原是合成伯醇的一種方法。酚的還原是合成環(huán)己醇的重要方法法)。醌的還原是合成苯系及荼系鄰、對二元酚的方法。第二頁，共八十七頁，2022年，8月28日一、醛、酮的催化氫化

催化氫化法可以便醛、酮順利地還原成醇。常用的催化劑有活性鎳、鈀、鉑、氧化鋁或氧化鉻與其他金屬(如銅、鋅)組成的復(fù)合催化劑。用活性鎳、鈀、鉑作為催化劑時(shí)，氫化反應(yīng)可以在室溫(或稍高)和較低的氫氣壓力下進(jìn)行；而用氧化鉻組成的復(fù)合催化劑時(shí)．氫化反應(yīng)往往要求在比較強(qiáng)烈的條件下進(jìn)行。第三頁，共八十七頁，2022年，8月28日

在乙醇中，用活性鎳作催化劑，于25℃和0.1MPa的氫壓下，環(huán)己酮被迅速地還原成環(huán)己醇。

在1，4—二氧雜環(huán)己烷，用CuO．Cr203作催化刑，需要在較高的溫度和壓力下還原胡椒醛成胡椒醇。第四頁，共八十七頁，2022年，8月28日

一般而言，用催化氫化法對有其他易被還原的官能團(tuán)存在下的醛、酮的選擇性還原是比較困難的。但是，如能選擇適當(dāng)?shù)拇呋瘎┘胺磻?yīng)條件，選擇性還原還是可能的。用鉑和氧化鋁作催化劑，在70℃進(jìn)行催化氫化時(shí)，可供酮基選擇性還原，而酯基不被還原。100%第五頁，共八十七頁，2022年，8月28日

均相催化氫化已成功地用于醛、酮的還原。所用的催化劑是釕、銠、銥等金屬的絡(luò)合物。在強(qiáng)堿性條件下，用銠絡(luò)合物作催化劑，一些脂肪和芳香酮易被還原成相應(yīng)醇。100%97%第六頁，共八十七頁，2022年，8月28日二、醛酮的化學(xué)還原1、用金屬還原劑還原醛、酮可被多種金屬還原劑還原成醇。在六甲基磷酰三胺和質(zhì)子溶劑(如t-C4H9OH、CH3OH)中，用堿金屬還原醛、酮，高產(chǎn)率地生成相應(yīng)的醇。

2—辛醇的合成。95%第七頁，共八十七頁，2022年，8月28日

活性鋅粉以及鋅粉與氯化物組成的復(fù)合體系能有效地將醛、酮還原成相應(yīng)的醇。鋅粉／二氯化鉆、鋅粉／二氯化鎳或鋅粉／四氯化鈦均能將醛、酮還原成醇。95%金屬鎂與二氯化鈣在四氫呋喃中，能迅速將環(huán)酮還原成相應(yīng)的醇。95%第八頁，共八十七頁，2022年，8月28日2、用硫代硫酸鈉和二氧化硫脲還原

硫代硫酸鈉、二氧化硫脲是十分有效而經(jīng)濟(jì)的試劑，它能還原各種酮成相應(yīng)的醇。硫代硫酸鈉（Na2S2O3）在二氧雜環(huán)己烷中，碳酸氫鈉存在下，能對含有酮基和酯的化合物進(jìn)行選擇性還原成相應(yīng)的醇。92%在乙醇中，于堿性條件下，二氧化硫脲能還原芴酮成相應(yīng)的醇。第九頁，共八十七頁，2022年，8月28日3、用金屬氫化物還原金屬氫化合物已被廣泛地用于還原醛、酮成酵。氫化鋁鋰是最常用的還原劑，它不但能還原醛、酮，甚至也能還原羧酸成相應(yīng)的醇。由于氫化鋁鋰還原性極強(qiáng)，因此，對官能團(tuán)的選擇還原比較差。用氫化鋁鋰作還原劑，反應(yīng)在嚴(yán)格的無水條件下，在非質(zhì)子性溶劑(如乙醚、四氫呋喃或二氯甲烷)中進(jìn)行。還原反應(yīng)是按氫負(fù)離子轉(zhuǎn)移的親核加成反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行的，四個(gè)氫負(fù)離子均能被利用，最后生成烷氧基鋁鋰，經(jīng)水解后即得到醇。第十頁，共八十七頁，2022年，8月28日2-溴-4,4-二苯基環(huán)己酮懸浮在無水乙醚中，在室溫下用氫化鋁鋰還原，以產(chǎn)率93％生成反式-2-溴-4,4-二苯基環(huán)己醇。第十一頁，共八十七頁，2022年，8月28日

硼氫化鈉是一種溫和的還原劑，它不但能在乙醇中，而且也能在相轉(zhuǎn)移催化劑存在下在水—有機(jī)兩相體系中很好地還原醛、酮。用硼氫化鈾還原醛、酮，不但選擇性好，一些易還原基團(tuán)(如－NO2、－CN等)的存在可以不受影響，而且操作簡便、安全，不需無水要求。在甲醇中，用硼氫化鈉還原，4-硝基丁醛生成4-硝基丁醇；4-乙氧碳基環(huán)己酮還原成4-乙氧碳基環(huán)己醇。第十二頁，共八十七頁，2022年，8月28日采用微波輻射，用硼氫化鈉—鋁體系能快速地將酮還原成醇。

硼氫化鈉對共軛醛、酮還原時(shí)，有一定比例的1，4-加成產(chǎn)物。當(dāng)α,β-不飽和酮及飽和酮共存于同一分子中時(shí)，可以優(yōu)先還原飽和酮，提供了在α,β-不飽和酮存在下飽和酮的選擇性還原。第十三頁，共八十七頁，2022年，8月28日

硼氫化鋅的還原能力雖與硼氫化鈉相當(dāng)，但其堿性小，因此，特別適用于對堿敏感的醛、酮化合物的還原。在二甲氧基乙烷中，由硼氫化鈉與氯化鋅反應(yīng)生成的硼氫化鋅，可將下列化合物中的碳基還原，而內(nèi)酯環(huán)不受影響。第十四頁，共八十七頁，2022年，8月28日9-硼雙環(huán)[3.3.1]-壬烷(9—BBN)是較好的選擇性還原劑，它不僅迅速地還原各種結(jié)構(gòu)的α，β－不飽和醛、酮，產(chǎn)；率幾乎定量，而且其他易還原基團(tuán)(如-NO2、-COOH、-COOR、-CONH2、-CN、-S-、-S-S-、-SO-、-SO2-、-N=N-、鹵素等）的存在亦不受到影響。9-Borabicyclo[3.3.1]nonaneor9-BBNisanorganoboranecompoundandusedinorganicchemistryasahydroboration

reagent.Itcanbepreparedfrom1,5-cyclooctadieneandaborane-dimethylsulfidecomplex,usingdimethoxyethaneasthereactionsolvent9-BBNismorestablethanotherboranesinthepurestate,butnotinsolution.Thisisduetotheformationofhydride-bridgeddimersinthesolidstate.第十五頁，共八十七頁，2022年，8月28日

將化學(xué)計(jì)算量的9-BBN的四氫呋喃溶液滴加到3-甲基-4-乙氧碳基環(huán)己烯-2-酮中還原反應(yīng)迅速發(fā)生，可生成95％產(chǎn)率的醇。95%第十六頁，共八十七頁，2022年，8月28日4、醛、酮被醇鋁還原(Meerwein-Ponndorf-Vertey反應(yīng))

醛或酮與異丙醇鋁在異丙醇溶液中加熱，還原成相應(yīng)的醇，而異丙醇則氧化為丙酮，將生成的丙酮由平衡物中慢慢蒸出來，使反應(yīng)朝產(chǎn)物方向進(jìn)行。這個(gè)反應(yīng)相當(dāng)于Oppenauer氧化的逆向反應(yīng)。第十七頁，共八十七頁，2022年，8月28日

通常，用過量的試劑和從反應(yīng)體系中除去低沸點(diǎn)的丙酮可以使還原反應(yīng)完全。一船情況下，用本法還原醛、酮產(chǎn)率是好的。本法對于合有雙鍵、硝基、酯基、鹵素等官能團(tuán)的醛、酮，可進(jìn)行選擇性還原。第十八頁，共八十七頁，2022年，8月28日對硝基苯甲醛與異丙醇鋁于室溫下作用，定量生成對硝基苯甲醇。100%在微波(MW)作用下，采用異丙醇鋁作還原劑，僅2min就能完成反應(yīng)。84%第十九頁，共八十七頁，2022年，8月28日S或R型聯(lián)萘酚與氫化鋁鋰形成的手性試劑，可使芳基烷基酮及α,β-不飽和酮進(jìn)行不對稱還原。反應(yīng)具有較高的立體選擇性，而且S型手性試劑生成S型醇，R型手性試劑生成R型醇。該方法已廣泛用于天然產(chǎn)物的合成。第二十頁，共八十七頁，2022年，8月28日5、醛分子間氧化還原(Cannizzaro反應(yīng))

沒有α-氫原子的醛在堿的作用下生成醇和相應(yīng)羧酸鹽的反應(yīng)稱為Cannizzaro反應(yīng)。在反應(yīng)中，一分子醛被還原，另一分子的醛被氧化。因此，醇的收率按原料醛總量計(jì)是比較低的。但是，由于本合成法不需特殊試劑及設(shè)備，操作手續(xù)十分簡便，因此仍有一定的實(shí)用價(jià)值。特別是借以合成芳香醇、雜環(huán)醇以及脂肪族多羥基化合物。對環(huán)上帶有烷基、鹵素、羥基、甲氧基和硝基的芳醛，在反應(yīng)中，這些取代基均不受影響。第二十一頁，共八十七頁，2022年，8月28日

呋喃甲醛是從含有多縮戊糖的許多農(nóng)副產(chǎn)品中易得的原科。用濃堿在低于室溫下處理呋喃甲醛，即可方便地制得呋喃甲醇。第二十二頁，共八十七頁，2022年，8月28日

若采用兩個(gè)不同的醛之間進(jìn)行反應(yīng)，稱為交叉的Cannizzaro反應(yīng)。在合成上有意義的是反應(yīng)的一個(gè)組分通常是甲醛，它易被氧化成甲酸，而另一組分的醛被還原成醇。對苯二甲醛與過量甲醛在氫氧化鈉存在下反應(yīng)，生成對苯二甲醇。64%第二十三頁，共八十七頁，2022年，8月28日

在氫氧化鈣存在下，甲醛和乙醛反應(yīng)合成季戊四醇。反應(yīng)過程中，首先發(fā)生交叉的羥醛縮合反應(yīng)，乙醛中的α-氫原子被羥甲基取代，最后三羥基乙醛與甲醛間發(fā)生交叉的Cannizzaro反應(yīng)，生成季戊四醇。

微波能加速Cannizzaro反應(yīng)。如苯甲醛與甲醛生成苯甲醇和甲酸，在加熱條件下需要12h，轉(zhuǎn)化率為50％，而用微波僅需25min，產(chǎn)率達(dá)90％。90%第二十四頁，共八十七頁，2022年，8月28日6、羰基化合物及酯的雙分子還原偶聯(lián)

碳基化合物及酯的雙分子還原偶聯(lián)是合成α-二醇及α-羥酮的重要方法。通常碳基化合物與鎂汞齊或鋁汞齊一起在苯中回流反應(yīng)，即發(fā)生雙分子還原偶聯(lián)，生成頻哪醇，一般情況下，產(chǎn)率中等。兩種不同的碳基化合物可發(fā)生分子間的還原偶聯(lián)，生成不對稱頻哪醇，但其產(chǎn)率往往是低的。在上述反應(yīng)中，由于生成的頻哪醇金屬化合物不溶于苯中，成為一稠狀物，往往使攪拌困難，影響反應(yīng)。采用鋁汞齊作還原劑，反應(yīng)在二氯甲烷或四氫呋喃中進(jìn)行，則生成的醇鋁可溶于這些溶劑中。這樣，不但使操作方便，而且反應(yīng)條件比較溫和，頻哪醇的產(chǎn)率也可以提高。第二十五頁，共八十七頁，2022年，8月28日

由四氯化鈦和鋅反應(yīng)生成的低價(jià)鈦適用于芳香族碳基化合物的還原偶聯(lián)。如苯甲醛或苯乙酮的還原偶聯(lián)。98%91%第二十六頁，共八十七頁，2022年，8月28日

由四氯化鈦和鎂汞齊形成的低價(jià)鈦適用于大多數(shù)碳基化合物的還原偶聯(lián)。如辛醛的還原偶聯(lián)以及環(huán)酮與低分子量碳基化合物分子間的還原偶聯(lián)。65-67%第二十七頁，共八十七頁，2022年，8月28日

在惰性溶劑中羧酸酯與金屬鈉發(fā)生還原偶聯(lián)反應(yīng)，這是合成脂肪族α-羥酮的重要方法。在甾族α-羥酮的合成中，往往采用均相的鈉-液氨-乙醚的還原體系，可能得到較好的結(jié)果。

將金屬鈉溶于60％的液氨和40％的乙醚中，下列化合物乙醚溶液進(jìn)行反應(yīng)。反應(yīng)完成后，蒸去氨、酸化即得到α-羥酮。96%第二十八頁，共八十七頁，2022年，8月28日

通過本法可有效地合成五元以上不同的碳原子數(shù)目的環(huán)狀化合物，甚至三十個(gè)碳以上的大環(huán)化合物也容易地合成。三十四二酸二乙酯在二甲苯中與金屬鈉反應(yīng)，繼而用乙酸酸化，即制得α-羥基環(huán)三十四酮。第二十九頁，共八十七頁，2022年，8月28日7、環(huán)氧化合物的還原（略）第三十頁，共八十七頁，2022年，8月28日三、羧酸及其衍生物的還原Y:-OH,-X,-NR2,-OR’1、催化加氫已有多種方法可以將羧酸及其衍生物還原成相應(yīng)的伯醇。通常采用的是催化氫化法。常用的催化劑為活性鎳、鉑，銠、釕絡(luò)合物、氧化錸、氧化銅及氧化鉻的復(fù)合催化劑等。催化氫化一般在較高的溫度和壓力下進(jìn)行，要求特殊的設(shè)備和技術(shù)。因此，在實(shí)驗(yàn)室中，這種方法應(yīng)用不普遍。第三十一頁，共八十七頁，2022年，8月28日

以七氧化二錸為催化劑，在19.3MPa的氫氣下，于163℃可使辛酸還原成辛醇。100%以氧化銅及亞鉻酸銅組成的復(fù)合催化劑可使已酸甲酯還原成己醇92%苯甲酸芐酯的還原第三十二頁，共八十七頁，2022年，8月28日

用金屬鈉和醇使酯還原成醇的方法(Bouveault-Blanc法)是早已采用的比較簡便的方法。通常是將酯的醇溶液加到懸浮在惰性溶液(如甲苯或二甲苯)的鈉沙中進(jìn)行的，產(chǎn)率較佳。本法特別適合于從油脂制取長鏈的飽和醇及不飽和醇。從橄欖油制取十八碳-9-烯-1-醇鈉在正丙醇中可使酰胺還原成相應(yīng)的醇82%2、化學(xué)還原第三十三頁，共八十七頁，2022年，8月28日鋁汞齊和乙醇是還原酯的有效試劑。從鄰苯二甲酸二乙酯制備鄰苯二甲醇。60%第三十四頁，共八十七頁，2022年，8月28日

金屬氫化合物是還原羧酸及其衍生物成醇的優(yōu)良試劑。氫化鋁（AlH3)是廣為應(yīng)用的還原劑，許多含有鹵原子、雙鍵、羥基、烷氧基、氨基、雜環(huán)的醇均可方便地制得。根據(jù)具體情況選用不同的原料。氫化鋁鈉、三乙基胺-氫化鋁(Et3N-AlH3)也被用作還原酸成醇的還原劑。制備新戊醇時(shí)，由2,2-二甲基丙酸乙酯還原產(chǎn)率僅65%，而還原2,2-二甲基丙酸產(chǎn)串可達(dá)92％。第三十五頁，共八十七頁，2022年，8月28日

二元酸酐的還原比一元酸酐的還原要普通得多。一般而言，脂肪或芳香的二元酸酐易被還原成二元醇。萘-1,2-二羧酸酐在正丁醚中還原，以60％產(chǎn)率生成相應(yīng)的二元醇。60%98%由苯甲酸還原成苯甲醇第三十六頁，共八十七頁，2022年，8月28日

硼氫化鈉不能直接還原羧酸，對α,β-不飽和酯的還原未能獲得滿意的結(jié)果，但在醇中能還原內(nèi)酯成醇。在DME中能還原取代的苯甲酸酯成相應(yīng)的取代苯甲醇。若在三氯化鋁、三氟乙酸酯、溴、碘、二氯化鋅、DIBAL-BuLi存在下，硼氫化鈉的還原能力大大提高，不但可以還原酯，也可以還原酸。

3-甲氧基-4-甲基芐醇的合成。98%

在三氯化鋁存在下，在高沸點(diǎn)溶劑中對硝基苯甲酸(或酯)被硼氫化鈉選擇還原成對硝基苯甲醇。R=H,Et82–84%第三十七頁，共八十七頁，2022年，8月28日

硼氫化鋅能還原酰氯和酸成相應(yīng)的醇。在四甲基乙二胺存在下，硼氫化鋅可使酰氯還原成醇，分子中存在的-Cl、-NO2、-COOR、一C＝C等基團(tuán)均無影響。98%TMEDATetramethylethylenediamine四甲基乙二胺苯甲酸可被硼氫化鋅還原成苯甲醇。90%第三十八頁，共八十七頁，2022年，8月28日四、醌的還原（略）3、電解還原電化學(xué)還原法亦是將羧酸及其衍生物還原成醇的良好法。鄰氨基苯甲酸在15％硫酸中進(jìn)行電解還原，以70％左右的產(chǎn)率生成鄰氨基苯甲醇。69-78%N,N-二甲基軟脂酸酰胺在溶有氯化鋰的甲胺中進(jìn)行電解，則以高產(chǎn)率生成十六醇。97%第三十九頁，共八十七頁，2022年，8月28日第二節(jié)加成反應(yīng)制醇

加成反應(yīng)合成醇是常用的方法。這些方法大致可分為三類：即有機(jī)金屬化合物與氧、環(huán)氧化合物的加成；碳基化合物與某些親核試劑的加成；烯烴的水合。有機(jī)金屬化合物與氧加成生成醇的反應(yīng)可以看作由鹵代烴轉(zhuǎn)化成醇的一種間接的方法；有機(jī)金屬化合物與碳基化合物，羧酸及其衍生物的加成是合成多種伯、仲、叔醇的重要方法，有機(jī)金屬化合物對環(huán)氧化物的親核開環(huán)是一步增加2個(gè)碳原子合成伯醇的好方法。醛、酮與親核試劑氰化氫、亞硫酸氫鈉的加成是合成α-羥基氰、α-羥磺酸鹽的方法。烯烴的直接水合具有十分重要的工業(yè)意義；烯烴的硼氫化—氧化是極有價(jià)值的反馬氏規(guī)則的烯烴水合法；烯烴借乙酸汞的氧進(jìn)行汞化—脫汞反應(yīng)是烯烴水合的另一途徑，烯烴也能與碳基化合物加成合成醇。硝基烷烴或鹵代烴與碳基化合物的加成是合成醇的新方法。第四十頁，共八十七頁，2022年，8月28日一、從有機(jī)金屬化合物制備醇1、格氏試劑與氧反應(yīng)

格氏試劑易與空氣或氧氣反應(yīng)生成醇鎂化合物，繼而水解得醇。整個(gè)過程可看作由鹵代烴轉(zhuǎn)化成醇的一種間接的方法。本合成法特別適用于那些直接水解困難的或水解時(shí)易伴隨發(fā)生消除、重排等副反應(yīng)的鹵代烴。一艇而言，脂肪族格氏試劑易與氧氣反應(yīng)，生成相應(yīng)的醇的產(chǎn)率為60％一80％。；而芳香族格氏試劑生成相應(yīng)酚的產(chǎn)率是十分低的。不過，有時(shí)用芳基鋰代替格氏試劑，或在脂肪族格氏試劑存在下，芳香格氏試劑與氧氣反應(yīng)，均可提高酚的產(chǎn)率。如溴化苯基鎂與氧氣反應(yīng)，苯酚的產(chǎn)串僅為25％，主要?jiǎng)e產(chǎn)物為聯(lián)苯，當(dāng)用苯基鋰時(shí)，酚的產(chǎn)率可達(dá)65％；溴化α-噻吩基鎂與氧氣反應(yīng)僅得微量的2-羥基噻吩，若在等量的溴化異丙基鎂存在下反應(yīng)，則可得25％的2-羥基噻吩。

采用過氧化物與格氏試劑或芳基鋰反應(yīng)，也可大大提高醇或酚的產(chǎn)率。第四十一頁，共八十七頁，2022年，8月28日

將過氧化叔丁醇的醚溶液，于0－5℃，加入新戊基溴化鎂中反應(yīng)，經(jīng)水解后得新戊醇。99%

若用過氧苯甲酸叔丁酯與格氏試劑反應(yīng)，首先生成醚；繼而在對甲苯磺酸存在下水解，即很高產(chǎn)率的酚。如2—羥基噻吩的制備。70–76%89-94%第四十二頁，共八十七頁，2022年，8月28日2、有機(jī)金屬化合物與羰基的加成

多種有機(jī)金屬化合物能與碳基化合物發(fā)生親核加成，加成物經(jīng)水解得到醇。這是合成伯、仲、叔醇重要的方法。有機(jī)金屬化合物中以格氏試劑的應(yīng)用最為廣。格氏試劑與醛反應(yīng)生成仲醇，與酮反應(yīng)生成叔醇。通常，除了立體位阻的情況外，醇的產(chǎn)率是好的。除格氏試劑和有機(jī)鋰外，有機(jī)鋁、有機(jī)鈦、有機(jī)錳、有機(jī)鋅、有機(jī)鍺、有機(jī)銦、有機(jī)鋯、有機(jī)錫、有機(jī)釤、有機(jī)碲等試劑與醛或酮反應(yīng)也能生成醇。

第四十三頁，共八十七頁，2022年，8月28日

格氏試劑與甲醛反應(yīng)生成多一個(gè)碳原子的伯醇。一般而言，伯、仲烴基格氏試劑生成醇的產(chǎn)率往往比叔烴基格氏試劑好。甲醛可以以氣態(tài)的形式直接被通入格氏試劑中進(jìn)行反應(yīng)。由于甲醛易聚合，可能堵塞導(dǎo)氣管，所以也可以直接采用多聚甲醛與格氏試劑進(jìn)行反應(yīng)。

鹵代烴在鎂、鋁、鉻、鎳、鋅等以及它們的化合物、絡(luò)合物等促進(jìn)下，與羰基化合物發(fā)生加成反應(yīng)，生成相應(yīng)的醇。即將羰基化合物、鹵代烴、金屬催化劑進(jìn)行一鍋法反應(yīng)生成醇。采用該法的方便之處是不用先制備金屬有機(jī)化合物。

第四十四頁，共八十七頁，2022年，8月28日3、有機(jī)金屬化合物與酯的加成

格氏試劑與酯的加成也是合成醇的一種常用的方法。格氏試劑與甲酸酯反應(yīng)生成對稱的仲醇，而與高級酸酯反應(yīng)則生成叔酵。在反應(yīng)過程中，酯首先與一分子格氏試劑反應(yīng)生成半縮酮式的中間體，接著它迅速的又與另一分子格氏試劑反應(yīng)生成叔烷氧基鹵化鎂，經(jīng)水解后便得相應(yīng)的醇。第四十五頁，共八十七頁，2022年，8月28日第四十六頁，共八十七頁，2022年，8月28日4、有機(jī)金屬化合物與環(huán)氧化物反應(yīng)（略）二、、羰基化合物與亞硫酸氫鈉、氰化氫的加成

幾乎所有的醛、許多脂肪族甲基酮和一些環(huán)酮均能與亞硫酸氫鈉加成，生成羥基磺酸鹽。后者是很好的固體結(jié)晶，易從飽和亞硫酸氫鈉溶液中分離出來。由于上述反應(yīng)是可逆的，因此加入酸或堿都能分解亞硫酸鈉而使羰基化合物再生。本法主要用于從其他物質(zhì)中分離羰基化合物、提純羰基化合物。

碳基化合物與氰化氫加成生成α-羥基腈，它是合成α-羥基酸、α,β-不飽和酸、β-羥基胺等化合物的重要中間體。氰化氫與羰基化合物加成時(shí)，加入少量氰化鈉或脂肪胺,有利于反應(yīng)的進(jìn)行。第四十七頁，共八十七頁，2022年，8月28日

由于氰化氫是一種劇毒低沸點(diǎn)液體，若進(jìn)行大量制備時(shí)，不甚安全。為了避免使用氰化氫，可以采用氰化鈉處理羰基基化合物與亞硫酸氫鈉的加成物，或?qū)⑺峒又留驶衔锱c氰化鉀的混合物中等改良方法。在催化劑存在下，氰化三甲硅烷與羰基化合物加成，鹽酸水解生成α-羥基腈化合物。第四十八頁，共八十七頁，2022年，8月28日三、羰基化合物與硝基烷烴的加成

硝基烷烴中與硝基相連的碳原子受硝基的影響，在活潑金屬作用下可形成α-碳負(fù)離子，進(jìn)一步與羰基化合物發(fā)生加成反應(yīng)，生成α-羥基硝基化合物。在鎂／鋁作用下，苯甲醛與硝基甲烷反應(yīng)生成相應(yīng)的加成物。第四十九頁，共八十七頁，2022年，8月28日四、烯烴加水烯烴加水是合成醇常用的方法，具有十分重要的工業(yè)意義。低分子量烯烴如乙烯、丙烯、丁烯可以用石油裂解大量制得，它們是合成乙醇、異丙醇、丁醇的重要原料。烯烴加水的一般過程是將烯烴通入硫酸中，首先生成硫酸單酯及硫酸二酯，接著水解，即生成醇。不對稱烯烴加水時(shí)，一OH基總是連在雙鍵中含氫少的碳原于上。第五十頁，共八十七頁，2022年，8月28日

在催化量的強(qiáng)酸(如過氯酸)存在下，甲酸也易與烯烴反應(yīng)生成甲酸酯。水解甲酸酯得醇。對支鏈烯烴，三氟乙酸比甲酸更好。

1-甲基環(huán)己烯溶于冷的三氟乙酸中，接著加入乙醚及40％氫氧化鉀水溶液進(jìn)行水解，即生成1-甲基-1-環(huán)己醇第五十一頁，共八十七頁，2022年，8月28日五、烯烴的硼氫化—氧化

(Brown反應(yīng))

烯烴通過硼氫化—氧化成醇是極有價(jià)值的反馬氏規(guī)則的烯烴加水方法。其主要特點(diǎn)是：順式加成，一OH連在雙鏈中帶氫多的碳原子上，以及沒有碳骨架的重排。烯烴的硼氫化—氧化法加水過程是烯烴首先與乙硼烷(通常由NaBH4與三氯化鋁、三氟化硼乙醚絡(luò)合物或乙酸反應(yīng)制得)發(fā)生硼氫化反應(yīng)生成烷基硼烷，繼而烷基硼烷經(jīng)堿性過氧化氫氧化，即生成醇。第五十二頁，共八十七頁，2022年，8月28日由1-甲基環(huán)戊烯合成反-2-甲基-1-環(huán)戊醇。85%第五十三頁，共八十七頁，2022年，8月28日第三節(jié)取代反應(yīng)制備醇和酚

鹵代烴水解是合成醇常用的方法。酯水解同時(shí)可得醇及酸，它是醇與酸酯化的逆反應(yīng)。環(huán)氧化物的水解是合成α-二酵的方法?；撬峄涣u基取代、氨基被羥基取代、重氮基被羥基取代均是合成酚的重要方法。醚通常是作為羥基的保護(hù)基團(tuán)，已有多種方法使醚裂解成醇。第五十四頁，共八十七頁，2022年，8月28日一、鹵代烴水解

鹵代烴水解可以得到醇、酚。如戊烷的鹵代產(chǎn)物、芐氯、氯代苯的水解是工業(yè)上合成戊醇、芐醇、苯酚的重要方法。鹵代烴水解難易程度依賴于它們的結(jié)構(gòu)。乙烯式鹵化物及芳鹵較難水解，而烯丙式鹵化物及芐鹵則極易水解；叔鹵代烴比仲及伯鹵代烴易水解；在不同鹵素的鹵代烴中，碘代烴比溴代烴易水解，而后者又比氯代烴易水解；雙環(huán)體系中外向鹵化物比內(nèi)向者易水解?；顫姷柠u代烴與水一起加熱回流，即可水解。而一般均用氫氧化鈉(氫氧化鉀)的水溶液，或用氧化鈣、碳酸鈣、碳酸鋇、氧化鉛的懸浮液來水解。有時(shí)也有用新沉淀的氧化銀與鹵代烴起反應(yīng)。第五十五頁，共八十七頁，2022年，8月28日1，2-二氯代-2-甲基丙烷用懸浮在水中的碳酸鈣處理，選擇性水解成1-氯-2-甲基-2-丙醇。48%

鹵代苯的水解一般是困難的。工業(yè)上從氯苯高壓、高溫水解成酚的方法不適用于實(shí)驗(yàn)室制備。而且反應(yīng)通過苯炔中間體，在取代的氯代苯水解的情況下，結(jié)果形成異構(gòu)的酚。使反應(yīng)的合成價(jià)值受到一定的限制。對氯甲苯與氫氧化鈉水溶液在加壓下，于340℃進(jìn)行反應(yīng)幾乎生成等量的對甲酚和間甲酚。50.449.6第五十六頁，共八十七頁，2022年，8月28日

若在反應(yīng)體系中，加入Cu-CuO，抑制苯炔歷程，則可得無異構(gòu)的酚。

3-溴芘在Cu-CuO存在下，用10％NaOH處理，生成3-羥基芘，沒有異構(gòu)的2-羥基衍生物形成。55%第五十七頁，共八十七頁，2022年，8月28日

在鹵代芳烴中，鹵原子的鄰位或?qū)ξ挥形娮踊?NO2、-CN、-COOH存在時(shí)，增加鹵原子的活潑性，其中硝基的影響最大。

如對硝基氯苯的水解比氯苯水解容易，而2,4-二硝基氯苯的水解用碳酸鈉水溶液即可，2,4,6-三硝基氯苯用溫水處理就可轉(zhuǎn)化成2,4,6-三硝基苯酚。第五十八頁，共八十七頁，2022年，8月28日

羧酸酯可以用水、酸或堿的水溶液進(jìn)行水解，生成醇同時(shí)得到酸。因此，酯水解既是醇的合成法也是酸的合成法。由水解是醇與酸的酯化反應(yīng)的逆反應(yīng)。酯化、水解反應(yīng)是個(gè)平衡反應(yīng)。而在堿性條件下的水解，由于能生成了鹽，平衡遭到破壞，使水解反應(yīng)完全。堿性水解通常稱為皂化，這是工業(yè)上由油脂制肥皂的重要方法。酯水解的難易程度與它本身的結(jié)構(gòu)有關(guān)。低級酸酯較高級酸酯易水解；叔醇生成的酯最易水解，而伯醇的酯最難水解。由于酯一般都是由醇與酸的酯化化而制得，因此本合成法有一定的局限性，僅對那些易得的酯適用。二、酯水解第五十九頁，共八十七頁，2022年，8月28日三、環(huán)氧化合物的水解

環(huán)氧化合物的水解是合成鄰二醇的重要方法。如工業(yè)上由環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷生產(chǎn)乙二醇、1，2-丙二醇。

水解反應(yīng)在一船情況下是比較緩慢的；若在酸催化下，或在較高的溫度和壓力下，水解反應(yīng)迅速發(fā)生。

常用的酸催化劑是硫酸、過氯酸、氫碘酸、2，4，6—三硝基苯磺酸、三氯乙酸等。第六十頁，共八十七頁，2022年，8月28日四、磺酸基被羥基取代

芳香族磺酸鹽的堿熔是制備酚的一種工業(yè)方法。苯磺酸鈉與氫氧化鈉堿熔，即生成苯酚。而有些磺酸鹽的堿熔需用氫氧化鉀或氫氧化鈉與氫氧化鉀的混合物。

間苯二磺酸鹽的堿熔，根據(jù)堿的濃度及反應(yīng)條件，可以生成間羥基苯磺酸或間苯二酚。

若帶有對堿敏感的基團(tuán)(如硝基、鹵原子)的磺酸鹽則不能用堿熔法。第六十一頁，共八十七頁，2022年，8月28日五、重氮基被羥基取代

重氮鹽很易分解。通常加熱酸性重氮鹽溶液，則重氮基可以被羥基取代。本合成法廣泛使用于制備酚，特別是對某些位置的酚，因定位關(guān)系而不易制得時(shí)，更有實(shí)用價(jià)值。間硝基苯酚的合成85%第六十二頁，共八十七頁，2022年，8月28日

重氮鹽水解成酚的一個(gè)改良方法是將重氮鹽與氟硼酸作用，生成氟硼酸重氮鹽，然后用冰乙酸處理，得乙酸芳酯，將它水解，即得到酚。第六十三頁，共八十七頁，2022年，8月28日六、醚的裂解

用醚的裂解方法合成醇或酚雖然意義不大，但是在多步合成中，常常以醚的形式來保護(hù)醇，因此，醚的裂解在合成中仍是十分重要的方法。酚常用甲氧基保護(hù)。甲氧基可用多種試劑使其裂解，如濃的氫鹵酸、無水三鹵化鋁、碘化鉀和磷酸、吡啶鹽酸鹽、碘化鎂乙醚絡(luò)合物、三溴化硼等等。對于芳基芐基醚的裂解，三氟乙酸是十分有效的試劑。微波能使芳基甲醚迅速裂解成酚。87%第六十四頁，共八十七頁，2022年，8月28日

分裂芳香甲醚的方法均需較高的溫度，若采用三溴化硼，則可在二氯甲烷的回流溫度或室溫下進(jìn)行，更突出的是三溴化硼的選擇性好，能在其他功能團(tuán)存在下分裂甲醚。如3,3’-二甲氧基聯(lián)苯轉(zhuǎn)化成3，3’-羥輕基聯(lián)苯。86%

常用的還有烯丙基、芐基、2’-O-四氫吡喃(THP)基和2’-O-四氫呋喃(THF)基、三烷硅基、3-戊基等。THPTHF第六十五頁，共八十七頁，2022年，8月28日

用CeCl2·7H2O-NaI體系，可選擇性地裂解脫去烯丙基，產(chǎn)率良好。該方法適用于酚和醇的烯丙基醚的裂解90%95%第六十六頁，共八十七頁，2022年，8月28日

在乙腈／硼酸緩沖液(pH＝8)中，醇的THP或THF保護(hù)基團(tuán)可被催化量的硝酸鈰銨(CAN)催化裂解脫去。反應(yīng)在中性條件下進(jìn)行，產(chǎn)率82％-99％。99%第六十七頁，共八十七頁，2022年，8月28日第四節(jié)氧化反應(yīng)制備醇和酚

通過對烷烴、烯烴及芳烴的氧化可以得醇或酚。烴氧化是個(gè)重要的方法烯烴氧化是立體專一合成α-二酵的好方法；丙烯的α-位氧化是合成丙烯醇的方法。酚氧化生成二元酚。取代苯甲醛的氧化裂解是合成取代酚的新方法。第六十八頁，共八十七頁，2022年，8月28日一、烴的氧化

通過氧化反應(yīng)，位烴轉(zhuǎn)化成醇或酚是個(gè)理想的反應(yīng)。然而采用任何一種氧化方法往往得過氧化物或更高級的氧化產(chǎn)物。1、烷烴氧化烷烴的氧化往往不十分專一，除非烷烴分子中包含有環(huán)上叔氫。在低溫吸附臭氧的硅膠可使叔氫氧化成羥基。65-99%第六十九頁，共八十七頁，2022年，8月28日2、芳烴氧化

在酸催化下，用過氧化物(如過氧化氫、過氧化醚、過氧酸、過氧碳酸酯)等氧化芳烴成酚。在三氟化硼存在下，過氧化三氟乙酸是氧化芳烴較為有效的試劑，它能氧化均三甲苯成2，4，6—三甲基苯酚。然而用于氧化苯時(shí)，僅得少量的酚。88%鄰甲苯酚的合成第七十頁，共八十七頁，2022年，8月28日3、異丙苯氧化異丙苯用空氣氧化，生成氫過氧化異丙苯，在稀酸催化下，氫過氧化異丙苯分解成苯酚和丙酮。這是目前工業(yè)上生產(chǎn)苯酚并聯(lián)產(chǎn)丙酮的方法。第七十一頁，共八十七頁，2022年，8月28日二、烯烴的氧化

烯烴的溫和氧化是立體專一合成α-二醇的重要方法。許多試劑能立體專一地將烯烴氧化成α-二醇。1、順式羥基化堿化高錳算鉀氧化是烯烴順式經(jīng)基化簡便的方法。

一般是將烯烴溶于稀碳酸鈉或氫氧化鈉中，然后在室溫或更低的溫度下，用微微過量的稀高錳酸鉀溶液處理。除去二氧化錳沉淀，用合適的溶劑將生成的α-二醇從水溶液中萃取出來。本法對長鏈單烯酸的羥基化，產(chǎn)率幾乎是定量的。雖然本法手續(xù)簡便，但由于試劑濃度低，因此當(dāng)大量制備時(shí)，帶來一定的麻煩。第七十二頁，共八十七頁，2022年，8月28日油酸氧化成順式9,10-二羥基硬脂酸96%

上述方法對于水不溶的烯的氧化是不適宜的。采用相轉(zhuǎn)移催化技術(shù)，使烯的氧化可以在水相及有機(jī)相的兩相體系中順利進(jìn)行。

在氯化三乙基芐基銨存在下，將環(huán)辛烯的二氯甲烷溶液與堿性高猛釀鉀水溶液一起攪拌反應(yīng)，即生成1，2-二羥基環(huán)辛烷50%第七十三頁，共八十七頁，2022年，8月28日

四氧化鋨也是一種烯烴的順式經(jīng)基化試劑。通常，在室溫下將四氫化鋨與烯烴在醚中進(jìn)行反應(yīng)，漸漸生成鋨酸酯，后者通常是沉淀，然后分解，生成α-二醇。最初生成鋨酸酯的反應(yīng)可被叔胺，特別是吡啶所加速。鋨酸酯也可被多種試劑(如亞硫酸鈉乙醇水溶液、硫化氫、甘露醇堿性溶液、氯酸鉀酸性溶液等)所分解。下列化合物在吡啶存在下，與四氧化鋨反應(yīng)，繼而用硫化氫處理，生成順式醇第七十四頁，共八十七頁，2022年，8月28日

四氧化鋨氧化法雖然具有操作簡便、產(chǎn)率高的優(yōu)點(diǎn)，但是由于它的毒性及昂貴的價(jià)格其應(yīng)用受到了限制。在催化量的四氧化鋨存在下，用氯酸鹽水溶液也能氧化烯烴，生成順式α-二醇。特別是對于有一定水溶性的烯的氧化，產(chǎn)率良好。環(huán)己烯用氯酸鈉水溶液及催化量四氧化鋨處理，生成順式二醇

過氧化氫在叔丁醇中，在四氧化鋨催化下，能氧化各種烯烴成相應(yīng)的順式α-二醇。反丁烯二酸乙酯，在四氧化鋨催化下，用過氧化氫氧化。58%第七十五頁，共八十七頁，2022年，8月28日2、反式羥基化過酸能氧化烯烴成環(huán)氧化物，后者可以不被分離直接水解α-二醇。在所有情況下，發(fā)生順式加成形成環(huán)氧化合物，反式開環(huán)生成α-二醇。所以，總的結(jié)果是反式羥基化?！?/p>

常用的過酸是過甲酸、過乙酸、過三氟乙酸、過苯甲酸、單過鄰苯二甲酸等等。

將三氟乙酐加到過氧化氫在二氯甲烷的懸浮液中，生成過三氟乙酸。然后將后者慢慢加至包含有2-戊烯及三氟乙酸三乙基胺的二氯甲烷的溶液中反應(yīng)，繼而與3％的氯化氫的甲醇溶液一起回流，生成2,3—戊二醇。74%第七十六頁，共八十七頁，2022年，8月28日3、烯烴的臭氧化烯烴的臭氧化，首先形成臭氧化合物，若將其還原，則生成醇。然而在這反應(yīng)過程生成的醇不是α-二醇，而是在原來雙鍵處斷裂的醇。

1-辛烯與臭氧反應(yīng)生成臭氧化物，繼而用氫化鋁鋰還原，則生成1-庚醇硼氫化鈉亦是臭氧化物還原的有效試劑。第七十七頁，共八十七頁，2022年，8月28日三、丙烯的α－位氧化

丙烯的α位可以被一些氧化劑選擇性地氧化，生成相應(yīng)的α,β-不飽和醇。本法可以從烯合成用其他方法不易制得的醇。二氧化硒和過氧化物是常用的氧化劑。氧化反應(yīng)大多在乙酸和乙酐的溶劑中進(jìn)行，首先形成乙酸酯，接著水解生成醇。對于二氧化硒氧化，簡單的烯不發(fā)生反應(yīng)，五個(gè)碳以上的烯烴才能被氧化。通常環(huán)狀烯烴氧化其產(chǎn)率比開鏈的好。環(huán)己烯于乙酐中，在70－90℃下，加入亞硒酸進(jìn)行反應(yīng)，繼而水解，生成2-環(huán)已烯醇。48–52%第七十八頁，共八十七頁，2022年，8月28日

過氧化物氧化，需在氯化亞銅催化下進(jìn)行。環(huán)已烯于乙酸中，用過氧化叔丁醇氧化，則以良好產(chǎn)率生成相應(yīng)的乙酸酯。88%類似的1-丁烯也能氧化成3-乙