藥物合成反應(yīng)第七章氧化反應(yīng)技術(shù)詳解演示文稿

藥物合成反應(yīng)第七章氧化反應(yīng)技術(shù)詳解演示文稿當(dāng)前1頁，總共118頁。（優(yōu)選）藥物合成反應(yīng)第七章氧化反應(yīng)技術(shù)當(dāng)前2頁，總共118頁。一、氧化反應(yīng)的概念氧化反應(yīng)（oxidationreaction）是一類最常用的有機(jī)化學(xué)反應(yīng)。廣義氧化反應(yīng)對(duì)以共價(jià)鍵結(jié)合的有機(jī)化合物來說，可視為碳原子周圍的電子的密度降低，即碳原子氧化態(tài)升高的反應(yīng)。習(xí)慣上的有機(jī)合成化學(xué)的氧化反應(yīng)是指狹義概念的氧化，即指有機(jī)物分子中氧原子的增加、氫原子的消除、或與兩者有關(guān)。也可以理解為有機(jī)化合物中插入氧原子，或?qū)⒐倌軋F(tuán)轉(zhuǎn)化為高氧化態(tài)。

當(dāng)前3頁，總共118頁。狹義：加氧去氫廣義：電子轉(zhuǎn)移，使C上電子云降低一、氧化反應(yīng)的概念

返回本節(jié)當(dāng)前4頁，總共118頁。二、氧化反應(yīng)的類型

根據(jù)反應(yīng)所采用的氧化劑及操作方法不同，氧化反應(yīng)可以分為化學(xué)氧化、催化氧化以及生物氧化?；瘜W(xué)氧化是指在氧化劑的直接作用下完成的氧化反應(yīng)。

催化氧化是指在催化劑存在下，使用空氣或氧氣實(shí)現(xiàn)的氧化反應(yīng)。生物氧化是指用微生物進(jìn)行的氧化反應(yīng)。

返回本節(jié)當(dāng)前5頁，總共118頁。

（一）高錳酸鉀

一、錳化合物

高錳酸鉀是一種強(qiáng)氧化劑，高錳酸鉀在堿性、中性或酸性中均能發(fā)生氧化作用，所以應(yīng)用范圍較廣，但由于介質(zhì)的pH不同，其氧化性能也不同。

當(dāng)前6頁，總共118頁。

在中性或堿性介質(zhì)中，錳由MnO4-被還原為MnO2；在酸性介質(zhì)中，錳由MnO4-被還原為Mn2+：

一、錳化合物

（一）高錳酸鉀

當(dāng)前7頁，總共118頁。

（二）活性二氧化錳

對(duì)活性二氧化錳的活性有一定的要求，一般市售的二氧化錳的活性很小或沒有活性，不能應(yīng)用。

氧化劑二氧化錳有兩種，即二氧化錳和硫酸的混合物以及活性二氧化錳。

一、錳化合物

當(dāng)前8頁，總共118頁。一般是新鮮制備，而且使用過量較多，反應(yīng)時(shí)間又長(zhǎng)，所以經(jīng)常使用的是二氧化錳與硫酸的混合物。（二）活性二氧化錳

返回一、錳化合物

當(dāng)前9頁，總共118頁。

（一）鉻酸鹽

二、鉻化合物

在酸性中鉻酸鹽均為重鉻酸鹽，其中用的最多的是重鉻酸鈉，它可在各種濃度的硫酸中使用，具有強(qiáng)氧化性能，其反應(yīng)式如下：當(dāng)前10頁，總共118頁。（一）鉻酸鹽

在中性或堿性條件下，重鉻酸鈉的氧化性能較弱，反應(yīng)式為：二、鉻化合物

當(dāng)前11頁，總共118頁。將三氧化鉻加到過量的吡啶（質(zhì)量比為三氧化鉻：吡啶=1：10）中即生成三氧化鉻-吡啶配合物吡啶溶液，它可以氧化伯、仲醇為醛酮，效果很好，對(duì)酸敏感的官能團(tuán)沒有影響。（二）三氧化鉻-吡啶配合物(Collins試劑)

也可將三氧化鉻吡啶配合物從吡啶中分離出來，干燥后再溶于二氯甲烷中使用，這樣組成的溶液稱為Collins試劑。它是使伯、仲醇氧化成醛、酮最普通的方法。二、鉻化合物

當(dāng)前12頁，總共118頁。（二）三氧化鉻-吡啶配合物(Collins試劑)缺點(diǎn)在于該試劑很易吸潮，很不穩(wěn)定，不易保存，需要在無水條件下進(jìn)行反應(yīng)；同時(shí)為了加快和反應(yīng)完全，需用相當(dāng)過量的試劑（≧五倍理論用量）；另外配制時(shí)容易失火等。鉻化合物還有鉻酰氯等。二、鉻化合物

返回本節(jié)當(dāng)前13頁，總共118頁。

（一）鹵素

三、含鹵氧化劑

含鹵氧化劑很多，最常用的是氯氣、次氯酸鹽，其次是溴和碘及其含氧化合物。

氯氣價(jià)廉很早就被用作氧化劑，使用時(shí)多通入水或堿性水溶液，起氧化作用的實(shí)際上是次氯酸或次氯酸鹽。

當(dāng)前14頁，總共118頁。氯氣氧化后生成鹽酸，容易處理，但在氧化過程中常常伴有氯化反應(yīng)。溴的氧化性與氯相似，但氧化能力比氯較弱。溴為液體，可溶于四氯化碳、氯仿、二硫化碳或冰醋酸中，配制成一定濃度的溶液使用方便，但價(jià)格較貴。（一）鹵素

三、含鹵氧化劑

當(dāng)前15頁，總共118頁。次鹵酸本身不穩(wěn)定，易分解，但它的鹽較穩(wěn)定，通常將它制成次鹵酸鹽保存。次鹵酸鹽用得最多的是次氯酸鹽，即把氯氣通入堿性溶液中即可。次鹵酸鹽是一種氧化劑，可以使醇類氧成相應(yīng)的醛、酮。因此，凡具有[CH3CH(OH)-]構(gòu)造的醇會(huì)先被氧化成乙醛或甲基酮，再進(jìn)行鹵仿反應(yīng)。（二）次鹵酸鹽

含鹵化合物還有其它的氧化劑，如過碘酸、碘-羧酸銀等也常用。三、含鹵氧化劑

返回本節(jié)當(dāng)前16頁，總共118頁。

（一）過氧化氫

四、其它氧化劑

過氧化氫俗稱雙氧水，是比較溫和的氧化劑，其最大的優(yōu)點(diǎn)是反應(yīng)后本身轉(zhuǎn)變?yōu)樗?，無殘留物。但雙氧水不穩(wěn)定，只能在低溫下使用，需要嚴(yán)格控制工藝條件。市售的雙氧水濃度常是3%或30%，近年來，由于高能燃料的需要，含量90%更濃的過氧化氫已有出售。但這些產(chǎn)品切不可與可燃物接觸，以免發(fā)生燃燒，爆炸事故。

當(dāng)前17頁，總共118頁。

（二）有機(jī)過氧酸

分子中具有過氧鍵，通式可用RCOOOH表示結(jié)構(gòu)的羧酸稱為有機(jī)過氧酸,簡(jiǎn)稱過酸，其酸性比相應(yīng)的羧酸弱。

四、其它氧化劑

當(dāng)前18頁，總共118頁。常用的有機(jī)過氧酸有：過氧甲酸、過氧乙酸、過氧三氟乙酸、過氧間氯苯甲酸等，其中過氧三氟乙酸的酸性和氧化性最強(qiáng)，間氯過氧苯甲酸最穩(wěn)定。過氧苯甲酸和過氧鄰苯二甲酸是結(jié)晶性化合物，可在惰性溶劑（如乙醚、氯仿）中進(jìn)行反應(yīng)，是制備環(huán)氧化物合物的常用的氧化劑。過氧酸的性質(zhì)不穩(wěn)定，一般是現(xiàn)用現(xiàn)配，久置易分解，如有雜質(zhì)存在時(shí)，有加速分解作用。在使用或配制過程中，容易發(fā)生爆炸，故特別注意安全防護(hù)。由于過酸能形成分子內(nèi)氫鍵，因此比相應(yīng)的酸易于揮發(fā)。（二）有機(jī)過氧酸

四、其它氧化劑

當(dāng)前19頁，總共118頁。四醋酸鉛一種選擇性很強(qiáng)的氧化劑，它可由鉛丹（，有毒）與含少量醋酐的冰醋酸加熱制得。四醋酸鉛的化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，遇水立即分解。所以，用四醋酸鉛作氧化劑的反應(yīng)，多數(shù)在無水有機(jī)溶劑如冰醋酸、氫仿、二氯甲烷、硝基苯、已腈等中進(jìn)行。四醋酸鉛除用于芐位烴基的氧化外，還可用于羰基烴基化的氧化、鄰二醇的氧化、一元醇的選擇性氧化等。（三）四醋酸鉛四、其它氧化劑

當(dāng)前20頁，總共118頁。二甲基亞砜[，DMSO]是實(shí)驗(yàn)室常用的一種極性非質(zhì)子溶劑，它又是一種很有用的選擇性氧化劑，它無色無臭微苦，吸濕性的液體，它能氧化伯、仲醇及磺酸酯成相應(yīng)的羰基化合物。（四）二甲基亞砜（DMSO）及其類似物

四、其它氧化劑

當(dāng)前21頁，總共118頁。高鐵氰化鉀和三氯化鐵、Tollen試劑都是較弱的氧化劑。又稱六氰合鐵酸鉀，赤血鹽鉀。高鐵氰酸根配離子在反應(yīng)過程中得到一個(gè)電子，自身還原成亞鐵氰酸配離子。（五）高鐵氰化鉀（赤血鹽）

四、其它氧化劑

當(dāng)前22頁，總共118頁。高鐵氰化鉀的氧化，多用于酚的氧化偶合、吲哚衍生物的合成、季銨鹽和酰肼化合物的氧化等。（五）高鐵氰化鉀（赤血鹽）

四、其它氧化劑

返回當(dāng)前23頁，總共118頁。一、烴類化合物的氧化反應(yīng)

一、脂肪烴的氧化二、含烯烴的化合物的氧化三、芐位烴基的氧化四、羧酸α－活性烴基的氧化五、稀丙位烴基的氧化

當(dāng)前24頁，總共118頁。一、烴類化合物的氧化（一）脂肪烴的氧化

烷烴分子中，碳碳鍵和碳?xì)滏I都是結(jié)合得比較牢固的共價(jià)鍵，在一般條件下不易被氧化，這是由于在催化劑的作用下，初期形成的氧化產(chǎn)物總是比原料更易被氧化，但在高溫高壓或適當(dāng)催化劑的作用下可以使它發(fā)生部分氧化，生成各種含氧衍生物（如醇、醛、酸等）。當(dāng)前25頁，總共118頁。（二）含烯鍵化合物的氧化

1．烯鍵環(huán)氧化（1）含烯鍵的羰基（與烯鍵共軛）化合物環(huán)氧化：當(dāng)α,β-不飽和羰基化合物中碳碳雙鍵與羰基相共軛時(shí)，一般在堿性條件下用過氧化氫或叔丁基過氧化氫（t-BuOOH）使之環(huán)氧化。一、烴類化合物的氧化反應(yīng)

當(dāng)前26頁，總共118頁。（1）含烯鍵的羰基（與烯鍵共軛）化合物環(huán)氧化一、烴類化合物的氧化反應(yīng)

當(dāng)前27頁，總共118頁。（2）不與羰基共軛的烯鍵環(huán)氧化：

①過氧化氫或過氧化氫烷（或名烷基過氧醇）作氧化劑在過渡金屬配合物的催化下，用過氧化氫或過氧化氫烷作氧化劑，加入的催化劑是過渡金屬配合物，這些金屬配合物包括由釩、鉬、鎢、鉻、錳和鈦所構(gòu)成的配合物。對(duì)于非官能化烯鍵的環(huán)氧化最有效的催化劑是和Salen-錳配合物。以作催化劑時(shí)，常用過氧化氫烷作氧化劑。一、烴類化合物的氧化反應(yīng)

當(dāng)前28頁，總共118頁。反應(yīng)常在烴類溶劑中進(jìn)行（或烯烴本身兼作溶劑），醇或酮作溶劑有抑制反應(yīng)的傾向。（2）不與羰基共軛的烯鍵環(huán)氧化：

一、烴類化合物的氧化反應(yīng)

當(dāng)前29頁，總共118頁。當(dāng)有腈（或腈基）存在下雙鍵環(huán)的氧化，由于堿性過氧化氫在腈存在時(shí)可使富電子雙鍵發(fā)生環(huán)氧化。這種氧化劑的特點(diǎn)是：該試劑不和該試劑不和酮發(fā)生Baeyer-Villiger反應(yīng)。這一特點(diǎn)常用來使一些非共軛不飽和酮中的雙鍵環(huán)氧化。（2）不與羰基共軛的烯鍵環(huán)氧化：

一、烴類化合物的氧化反應(yīng)

當(dāng)前30頁，總共118頁。在非共軛不飽和酮中的雙鍵是富電子的，不和堿性過氧化氫作用，而用過氧酸時(shí)，則會(huì)發(fā)生Baeyer-Villiger氧化。所以本試劑可方便地對(duì)這一結(jié)構(gòu)的雙鍵環(huán)氧化。（2）不與羰基共軛的烯鍵環(huán)氧化：

一、烴類化合物的氧化反應(yīng)

當(dāng)前31頁，總共118頁。（2）不與羰基共軛的烯鍵環(huán)氧化：

一、烴類化合物的氧化反應(yīng)當(dāng)前32頁，總共118頁。②有機(jī)過氧酸為環(huán)氧化劑

（2）不與羰基共軛的烯鍵環(huán)氧化：

一、烴類化合物的氧化反應(yīng)

當(dāng)前33頁，總共118頁。過氧酸氧化烯鍵，首先生成環(huán)氧化合物，但若反應(yīng)條件選擇不當(dāng)，會(huì)進(jìn)一步反應(yīng)生成鄰二醇的?；苌铮僭趬A的作用下，形成鄰二醇。酸性弱的過氧酸如三個(gè)芳香過氧酸（過氧苯甲酸、單過氧鄰苯二甲酸和間氯過氧苯甲酸）較適合于合成環(huán)氧化合物。（2）不與羰基共軛的烯鍵環(huán)氧化：

一、烴類化合物的氧化反應(yīng)

當(dāng)前34頁，總共118頁。2．烯鍵氧化成1，2-二醇

(1)氧化成順式1，2-二醇：①高錳酸鉀作氧化劑油酸的全羥基化一、烴類化合物的氧化反應(yīng)

當(dāng)前35頁，總共118頁。

在烯烴全羥基化中用高錳酸鉀氧化烯鍵是應(yīng)用較廣泛的方法。反應(yīng)反應(yīng)條件十分重要，常規(guī)的反應(yīng)條件是用水或含水有機(jī)溶劑（丙酮、乙醇或叔丁醇等）作溶劑，加計(jì)算量低濃度（1%～3%）的高錳酸鉀，在堿性條件下（pH為12以上），低溫反應(yīng)。否則會(huì)引起雙鍵斷裂，生成羧酸。由于不飽和酸在堿性溶液中溶解，所以本法對(duì)不飽和酸的全羥基化最為適合，收率也高。高錳酸鉀過量或者濃度提高都對(duì)進(jìn)一步氧化有利。一、烴類化合物的氧化反應(yīng)

當(dāng)前36頁，總共118頁。②碘和羧酸銀為氧化劑（Woodward法）

由1mol碘和2mol醋酸銀或苯甲酸銀所組成的試劑，稱為Prevost試劑，該試劑可氧化烯鍵成1，2-二醇，產(chǎn)物結(jié)構(gòu)隨反應(yīng)條件不同而異，當(dāng)有水存在時(shí)（Woodward反應(yīng)），得到順式1，2-二醇的單酯，水解得順式的1，2-二醇；而在無水條件下（Prevost反應(yīng)）則得到反式1，2-二醇的雙酯化合物。一、烴類化合物的氧化反應(yīng)

當(dāng)前37頁，總共118頁。

該試劑的價(jià)值在于它的專一性，反應(yīng)條件溫和。游離碘在所用的條件下，不影響分子中的其他敏感基團(tuán)。

②碘和羧酸銀為氧化劑（Woodward法）

一、烴類化合物的氧化反應(yīng)

當(dāng)前38頁，總共118頁。（2）氧化成反式1，2-二醇

①過氧酸為氧化劑，過氧酸氧化烯鍵可生成環(huán)氧化合物，亦可形成1，2-二醇，這主要取決于反應(yīng)條件。如環(huán)已烯用過氧甲酸溶液氧化，生成的環(huán)氧化合物立即與甲酸作用得反式單酯，經(jīng)水解得反式二醇。如：一、烴類化合物的氧化反應(yīng)

當(dāng)前39頁，總共118頁。（2）氧化成反式1，2-二醇

②Prevost反應(yīng)，以碘和羧酸銀試劑，在無水條件下，和烯鍵作用可獲得反式1，2-二醇的雙羧酸酯，此反應(yīng)為Prevost反應(yīng)。

生成的二酯水解得反式1，2-二醇。本反應(yīng)條件溫和，不會(huì)影響其它敏感基團(tuán)。一、烴類化合物的氧化反應(yīng)

當(dāng)前40頁，總共118頁。3．烯鍵的斷裂氧化

（1）用高錳酸鉀氧化最常用和最簡(jiǎn)單的將烯鍵斷裂氧化成羰基化合物或羧酸的方法是高錳酸鉀法，如：一、烴類化合物的氧化反應(yīng)

當(dāng)前41頁，總共118頁。（2）用臭氧氧化分解用臭氧氧化分解這也是一個(gè)氧化斷裂烯鍵的常用方法。一、烴類化合物的氧化反應(yīng)

當(dāng)前42頁，總共118頁。（三）芐位烴基的氧化

1．氧化生成醇和酯鉛鹽對(duì)芐位C-H鍵的酯化作用低于CAN

一、烴類化合物的氧化反應(yīng)

當(dāng)前43頁，總共118頁。（三）芐位烴基的氧化

1．氧化生成醇和酯硝酸鈰銨對(duì)芳烴的芐位C-H鍵氧化有較好選擇性一、烴類化合物的氧化反應(yīng)

當(dāng)前44頁，總共118頁。（三）芐位烴基的氧化

1．氧化生成醇和酯LTA是一個(gè)溫和的氧化劑，且有很好的選擇性

。一、烴類化合物的氧化反應(yīng)

當(dāng)前45頁，總共118頁。（三）芐位烴基的氧化

1．氧化生成醇和酯

以上所用的氧化劑都需要在無水的AcOH介質(zhì)中進(jìn)行反應(yīng)，某些芳環(huán)化合物的結(jié)構(gòu)中芐位碳原子上只有一個(gè)氫原子，則可以選擇較強(qiáng)的氧化劑，且僅獲得相應(yīng)的單一的氧化物。

一、烴類化合物的氧化反應(yīng)

當(dāng)前46頁，總共118頁。2．氧化生成醛

（1）硝酸鈰銨（CAN）-甲苯氧化劑

一、烴類化合物的氧化反應(yīng)

（三）芐位烴基的氧化

當(dāng)前47頁，總共118頁。（2）CrO3-Ac3O氧化劑

將芳環(huán)上甲基氧化成相應(yīng)的芳香醛二醋酐衍生物。該反應(yīng)中，過量的醋酐與醛基成酯的速度大于氧化的速度。這是制備芳香醛的方法之一。一、烴類化合物的氧化反應(yīng)

當(dāng)前48頁，總共118頁。（3）鉻酰氯作氧化劑

Etard反應(yīng)

一、烴類化合物的氧化反應(yīng)

當(dāng)前49頁，總共118頁。3．氧化形成酮

一、烴類化合物的氧化反應(yīng)

當(dāng)前50頁，總共118頁。4．氧化形成羧酸

很多強(qiáng)氧化劑可氧化芐位甲基成相應(yīng)的芳烴甲酸，常用的氧化劑有Na2Cr2O7、KMnO4、CrO3和稀硝酸等。

一、烴類化合物的氧化反應(yīng)

當(dāng)前51頁，總共118頁。（四）羰基α－活性烴基的氧化

1．形成α-羥酮

羰基α位的活性烴基可被氧化成α-羥酮。反應(yīng)先在α位上引入乙酰氧基（即形成酯），再經(jīng)水解生成α-羥酮，可用下式表示：

一、烴類化合物的氧化反應(yīng)

當(dāng)前52頁，總共118頁。如3-乙酰氧基孕甾-11，20-二酮在BF3存在時(shí)，可被氧化成3，21-二乙酰氧基孕甾-11，20-二酮，其收率過86%。（四）羰基α－活性烴基的氧化

1形成α-．羥酮

一、烴類化合物的氧化反應(yīng)

當(dāng)前53頁，總共118頁。（四）羰基α－活性烴基的氧化

2．形成1，2-二羰基化合物只有當(dāng)羰基鄰位僅有一個(gè)可氧化的烴基，或者兩個(gè)亞甲基處于相似（或?qū)ΨQ）的位置時(shí)，這類氧化才有合成意義一、烴類化合物的氧化反應(yīng)

當(dāng)前54頁，總共118頁。（四）羰基α－活性烴基的氧化

2．形成1，2-二羰基化合物一、烴類化合物的氧化反應(yīng)

當(dāng)前55頁，總共118頁。（五）烯丙位烴基的氧化

1．用二氧化硒氧化一、烴類化合物的氧化反應(yīng)

當(dāng)前56頁，總共118頁。案例：例抗腫瘤藥喜樹堿的合成（五）烯丙位烴基的氧化

1．用二氧化硒氧化

一、烴類化合物的氧化反應(yīng)

當(dāng)前57頁，總共118頁。案例分析：當(dāng)化合物中有多個(gè)烯丙位烴基存在時(shí)，氧化的選擇規(guī)則是：

①氧化雙鍵碳上取代基較多一邊的烯丙位烴基，并且產(chǎn)物總是以E-烯丙基醇或醛為主。②在不違背上述規(guī)則條件下，氧化順序是。當(dāng)烯烴中有兩個(gè)亞甲基時(shí)，則兩個(gè)都被氧化，得兩氧化產(chǎn)物的混合物。③當(dāng)上述兩規(guī)則有矛盾時(shí)，常遵循規(guī)則①。④末端雙鍵在氧化時(shí)，常會(huì)發(fā)生烯丙位重排，羥基引入末端。（五）烯丙位烴基的氧化

1．用二氧化硒氧化

一、烴類化合物的氧化反應(yīng)

當(dāng)前58頁，總共118頁。（五）烯丙位烴基的氧化

2．用CrO3-呲啶配合物（Collins試劑）和鉻的其它配合物氧化一、烴類化合物的氧化反應(yīng)

當(dāng)前59頁，總共118頁。二、醇類的氧化（一）伯醇、仲醇的氧化

1．伯、仲醇被氧化成醛、酮

2．醇被氧化成羧酸（二）二元醇的氧化

1．1,2－二醇的氧化

2．1,3-二醇的氧化

3．1，n-二醇的氧化（n≥4）當(dāng)前60頁，總共118頁。（一）伯醇、仲醇的氧化

1．伯、仲醇被氧化成醛、酮

（1）用鉻的化合物氧化

二、醇類的氧化當(dāng)前61頁，總共118頁。1．伯、仲醇被氧化成醛、酮

用作氧化醇的鉻化合物是鉻酐、重鉻酸鹽、鉻酐-呲啶配合化合物（Collins試劑）、氯鉻酸呲啶鹽（PCC）等，這些試劑都需要在酸性條件下進(jìn)行反應(yīng)，它們是使伯醇氧化成醛，仲醇氧化成酮的最普通的氧化方法。二、醇類的氧化當(dāng)前62頁，總共118頁。1．伯、仲醇被氧化成醛、酮

（2）用錳的化合物氧化二、醇類的氧化當(dāng)前63頁，總共118頁。案例：抗抑郁藥鹽酸齊美定的中間體3-吡啶基-4-溴苯基甲酮的制備1．伯、仲醇被氧化成醛、酮

二、醇類的氧化當(dāng)前64頁，總共118頁。案例分析：抗抑郁藥鹽酸齊美定的中間體3-吡啶基-4-溴苯基甲酮的制備中用二氧化錳氧化醇為酮，有較好的收率，但由于吡啶環(huán)的影響，反應(yīng)需要加熱回流10h.1．伯、仲醇被氧化成醛、酮

二、醇類的氧化當(dāng)前65頁，總共118頁。1．伯、仲醇被氧化成醛、酮

還有就是利尿藥鹽酸西氯他寧的中間體的制備使用了活性二氧化錳。

二、醇類的氧化當(dāng)前66頁，總共118頁。1．伯、仲醇被氧化成醛、酮

（3）用碳酸銀氧化二、醇類的氧化當(dāng)前67頁，總共118頁。1．伯、仲醇被氧化成醛、酮

（4）用二甲基亞砜（DMSO）氧化

二、醇類的氧化當(dāng)前68頁，總共118頁。1．伯、仲醇被氧化成醛、酮

（5）Oppenauer氧化法二、醇類的氧化當(dāng)前69頁，總共118頁。1．伯、仲醇被氧化成醛、酮

案例：二、醇類的氧化當(dāng)前70頁，總共118頁。1．伯、仲醇被氧化成醛、酮

案例分析：

Oppenauer氧化法已被廣泛地應(yīng)用于甾醇的氧化，特別是將烯丙位的仲醇氧化成可被氧化成α,β-不飽和酮，對(duì)其他基團(tuán)無影響，但在甾醇氧化反應(yīng)中常常有雙鍵的移位，以生成α,β位的共軛酮。分子中含有不飽和鍵或其他對(duì)酸敏感的官能團(tuán)的化合物，用此法較為合適。反應(yīng)必須在無水的介質(zhì)中進(jìn)行，避免叔丁醇鋁或異丙醇鋁水解，導(dǎo)致反應(yīng)失敗。二、醇類的氧化當(dāng)前71頁，總共118頁。2．醇被氧化成羧酸

二、醇類的氧化當(dāng)前72頁，總共118頁。（二）二元醇的氧化

1．1，2－二醇的氧化

二、醇類的氧化當(dāng)前73頁，總共118頁。2．1，3-二醇的氧化

二、醇類的氧化當(dāng)前74頁，總共118頁。（二）二元醇的氧化

3．1，n-二醇的氧化（n≥4）

二、醇類的氧化返回當(dāng)前75頁，總共118頁。（一）醛的氧化

1．醛被氧化成酸

三、醛、酮的氧化當(dāng)前76頁，總共118頁。（一）醛的氧化

2．Dakin反應(yīng)

三、醛、酮的氧化當(dāng)前77頁，總共118頁。（二）酮的氧化

三、醛、酮的氧化當(dāng)前78頁，總共118頁。（二）酮的氧化

案例分析：環(huán)己酮，在中性和弱堿性條件下氧化成1,1′-二羥基雙環(huán)己基過氧化物衍生物，而在酸性條件，如HCl的催化下，生成另一種氧化物1-羥基-1′-氫過氧雙環(huán)己基過氧化物。

三、醛、酮的氧化返回本節(jié)當(dāng)前79頁，總共118頁。四、芳烴的氧化（一）芳烴的氧化開環(huán)（二）氧化成醌（三）芳環(huán)酚羥基化當(dāng)前80頁，總共118頁。四、芳烴的氧化（一）芳烴的氧化開環(huán)芳烴基芐位碳?xì)滏I易被氧化，但當(dāng)芳環(huán)上連有供電基團(tuán)，如氨基、羥基時(shí)，苯環(huán)易被氧化，故這類氧化反應(yīng)對(duì)苯的衍生物沒有合成意義。而稠環(huán)和稠雜環(huán)被氧化時(shí)，被氧化的常是苯環(huán)，故用高錳酸鉀可合成某些鄰二甲酸或雜環(huán)鄰二甲酸。如：當(dāng)前81頁，總共118頁。四、芳烴的氧化（二）氧化成醌另外許多氧化劑都可將芳烴氧化成醌，在選擇不同氧化劑時(shí)，要與所氧化的芳烴的氧化態(tài)相適應(yīng)。大致的原則是芳烴的氧化態(tài)越高，則選擇的氧化劑強(qiáng)度（或氧化能力）應(yīng)越弱和越溫和，這樣才能得到收率較好的醌。當(dāng)芳環(huán)上連有供電子基團(tuán)（如氨基、羥基）時(shí)，芳環(huán)易被氧化成醌類化合物。如維生素E中間體的制備：當(dāng)前82頁，總共118頁。四、芳烴的氧化（三）芳環(huán)酚羥基化

Elbs氧化是在芳環(huán)上引入酚羥基的主要方法，即過二硫酸鉀在冷堿溶液中氧化酚類，在原有酚羥基的鄰對(duì)位引入酚羥基，反應(yīng)一般發(fā)生在酚羥基的對(duì)位，對(duì)位有取代基時(shí)，則在鄰位氧化，例如：當(dāng)前83頁，總共118頁。四、芳烴的氧化在酸催化下，用過氧化物（如過氧化氫、過氧化醚、過氧酸、過氧碳酸酯）將芳烴氧化成酚，也叫酚羥基化反應(yīng)。如在三氟化硼存在下，過氧化三氟乙酸是氧化芳烴較為有效的試劑，它能將均三甲苯氧化成2,4,6-三甲基苯酚，將甲苯氧化成鄰甲苯酚，但用于氧化苯時(shí)，僅得少量的酚。如：（三）芳環(huán)酚羥基化當(dāng)前84頁，總共118頁。一、催化氧化

催化氧化就是在催化劑存在下，用空氣或氧氣對(duì)有機(jī)化合物進(jìn)行氧化的反應(yīng)。為了提高催化氧化的選擇性并加快反應(yīng)速度，常選用適宜的催化劑。催化氧化分為液相催化氧化和氣相催化氧化兩大類。液相催化氧化時(shí)，將空氣或氧氣通入作用物與催化劑的溶液或懸浮液中反應(yīng)。氣相催化氧化時(shí)，將作用物在400℃～600℃汽化，與空氣或氧氣混合后，通過灼熱的催化劑使它們反應(yīng)。當(dāng)前85頁，總共118頁。第四節(jié)、催化氧化一、催化氧化二、生物氧化當(dāng)前86頁，總共118頁。（一）液相催化氧化液相催化氧化常用的催化劑：鈷鹽（醋酸鈷、丁酸鈷、環(huán)烷酸鈷等）、錳鹽（醋酸錳等）、銅鹽、鉑-炭、氧化鉻等。

液相催化氧化中，由于只使用空氣或氧氣及少量催化劑，不消耗化學(xué)氧化劑，所以比化學(xué)氧化法經(jīng)濟(jì)。其反應(yīng)溫度較氣相催化氧化低，一般在100℃～200℃之間，反應(yīng)壓力亦不太高。

液相催化氧化的選擇性也較好，可使反應(yīng)停留在中間階段，因此常用于制備有機(jī)過氧化物和機(jī)酸。一、催化氧化當(dāng)前87頁，總共118頁。（一）液相催化氧化對(duì)硝基苯乙酮是合成氯霉素的重要中間體，它是由對(duì)硝基乙苯經(jīng)液相空氣氧化制得。一、催化氧化當(dāng)前88頁，總共118頁。該反應(yīng)分為三個(gè)階段

1．開始反應(yīng)階段（亦稱誘導(dǎo)期）

該階段主要是生成對(duì)硝基乙苯-α-游離基（1）。游離基的形成需要能量。因此，在開始反應(yīng)階段需將對(duì)硝基乙苯加熱，以供給能量使產(chǎn)生游離基，加入催化劑硬脂酸鈷有利于加速游離基的產(chǎn)生并降低反應(yīng)溫度。

（一）液相催化氧化一、催化氧化

當(dāng)前89頁，總共118頁。2．連鎖反應(yīng)階段

游離基與氧分子反應(yīng)生成對(duì)硝基乙苯-α-過氧游離基。對(duì)硝基乙苯-α-過氧游離基（2）再與另一分子對(duì)硝基乙苯作用生成對(duì)硝基乙苯-α-氫過氧化物（3），后者重復(fù)上述反應(yīng)，使連鎖反應(yīng)連續(xù)地進(jìn)行下去。

一、催化氧化當(dāng)前90頁，總共118頁。3．氫過氧化物分解階段

在連鎖反應(yīng)階段生成的氫過氧化物在催化劑作用下分解，生成對(duì)硝基苯乙酮。這樣，由于氫過氧化物不斷地生成和分解，使連鎖反應(yīng)連續(xù)不斷地進(jìn)行。

在上述反應(yīng)系統(tǒng)中，若游離基相互結(jié)合就會(huì)使連鎖反應(yīng)中斷。一、催化氧化當(dāng)前91頁，總共118頁。3．氫過氧化物分解階段

使連鎖反應(yīng)中斷的因素主要有一些抑制劑、氧化副產(chǎn)物以及反應(yīng)器壁等，須加以注意。一、催化氧化當(dāng)前92頁，總共118頁。液相催化氧化促進(jìn)劑：液相催化氧化均屬于這樣的游離基反應(yīng)，對(duì)于有些誘導(dǎo)期特別長(zhǎng)的反應(yīng)，除使用催化劑外，往往需要再加入少量促進(jìn)劑。用作促進(jìn)劑的化合物有兩類，一類是有機(jī)含氧化合物，如三聚乙醛、乙醚或甲乙酮等；另一類是溴化物，包括無機(jī)和有機(jī)溴化物，如溴化銨、溴乙烷，四溴化碳等。（一）液相催化氧化一、催化氧化當(dāng)前93頁，總共118頁。（二）氣相催化氧化

氣相催化氧化多用于一些易被氣化的化合物的氧化，而且要求原料和產(chǎn)品有足夠的熱穩(wěn)定性，不易被分解或深度氧化。氣相催化氧化常用的催化劑有釩和鎳等過渡金屬氧化物，銀、鈀等貴金屬。一、催化氧化

當(dāng)前94頁，總共118頁。反應(yīng)大致分為以下5個(gè)步驟：

反應(yīng)物在催化劑表面的擴(kuò)散；反應(yīng)物在催化劑表面吸附；被吸附的反應(yīng)物發(fā)生氧化反應(yīng)，并釋放出熱量；氧化產(chǎn)物自催化劑表面脫附；脫附的產(chǎn)物由催化劑表面擴(kuò)散到流體相并帶走熱量。（二）氣相催化氧化

一、催化氧化當(dāng)前95頁，總共118頁。氣相催化氧化反應(yīng)通常是在列管式固定床或流化床中進(jìn)行的。反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。為了維持反應(yīng)的適宜溫度，反應(yīng)器內(nèi)必須有足夠的傳熱裝置，以便及時(shí)移走氧化反應(yīng)釋放出的巨大熱量。（二）氣相催化氧化

一、催化氧化當(dāng)前96頁，總共118頁。（二）氣相催化氧化

糠酸是重要的有機(jī)合成中間體，采用氣相催化氧化法生產(chǎn)。工業(yè)生產(chǎn)中，鑒于氧化銀價(jià)格貴，采用含有氧化銅的氧化銀作催化劑，通入空氣進(jìn)行。反應(yīng)中，氧化銀起氧化作用后被還原成銀，銀接著被氧化銅氧化再生成氧化銀，而被還原生成的氧化亞銅由空氣氧化再生成氧化銅。這樣氧化銀可重復(fù)使用，節(jié)省了銀。

一、催化氧化當(dāng)前97頁，總共118頁。二、生物氧化利用微生物對(duì)有機(jī)化合物進(jìn)行氧化的反應(yīng)稱為生物氧化。其實(shí)質(zhì)是利用微用物代謝所產(chǎn)生的酶為催化劑的催化氧化。酶是生物體內(nèi)產(chǎn)生的一類蛋白質(zhì)，它具有特殊的催化功能；生物體內(nèi)進(jìn)行的許多化學(xué)變化如氧化、還原、水解、酯化、縮合等，都是在酶的作用下進(jìn)行的，酶被稱為“生物催化劑”。當(dāng)前98頁，總共118頁。生物氧化和一般的發(fā)酵生產(chǎn)有所不同，其發(fā)酵的產(chǎn)物一般不是目的產(chǎn)物，而只是利用微生物的酶對(duì)底物的某一部位進(jìn)行特定的化學(xué)反應(yīng)來獲得一定的產(chǎn)物。整個(gè)生產(chǎn)過程，微生物的生長(zhǎng)和氧化完全可以分開，一般先進(jìn)行菌種的培養(yǎng)的，在菌生長(zhǎng)過程中累積氧化所需要的酶，然后利用這些酶來改造分子的某一部位。需了解各種菌產(chǎn)酶的最適條件，并盡可能地誘導(dǎo)生產(chǎn)所需要的酶而抑制不需要的酶。返回二、生物氧化

當(dāng)前99頁，總共118頁。生物氧化具有明顯的特點(diǎn)：高度的專一性與選擇性；具有高收率、高質(zhì)量和低成本；改善生產(chǎn)環(huán)境。二、生物氧化當(dāng)前100頁，總共118頁。雖然酶是溫和條件下進(jìn)行反應(yīng)的高效催化劑，但由于酶的特點(diǎn)使生物氧化存在一些問題。酶只能和底物作用一次，生產(chǎn)能力低，生產(chǎn)周期長(zhǎng)。產(chǎn)品的提取、分離、精制較麻煩。固定化酶技術(shù)的應(yīng)用可以解決一些問題。二、生物氧化當(dāng)前101頁，總共118頁。生物氧化的關(guān)鍵:

是選擇專屬性高的微生物和控制適宜的發(fā)酵條件。包括選擇各種微生物自身適宜的培養(yǎng)基、發(fā)酵進(jìn)行前對(duì)發(fā)酵罐、培養(yǎng)基、空氣過濾器及有關(guān)設(shè)備必須進(jìn)行蒸汽滅菌、增加氧氣的供給并使其均勻分散，保證微生物生長(zhǎng)及生物氧化的需要，提高轉(zhuǎn)化率、選擇最適宜發(fā)酵溫度、pH值、選擇最佳接種時(shí)機(jī)及接種量。此外，根據(jù)需要還需補(bǔ)料（加糖、通氨等）以調(diào)節(jié)發(fā)酵過程于最佳范圍。二、生物氧化當(dāng)前102頁，總共118頁。由于微生物幾乎對(duì)甾體分子中的每個(gè)位置上的碳原子都能進(jìn)行各類不同程度的氧化，所以生物氧化較多的用于甾體藥物的制備。另外，生物氧化現(xiàn)已越來越多地用于抗生素、氨基酸、有機(jī)酸、核酸、維生素和甾體激素等的合成中。二、生物氧化

當(dāng)前103頁，總共118頁。維生素C的合成也使用了生物氧化。其中“二步發(fā)酵法”是我國(guó)研究出的新方法。D－山梨糖醇用黑醋菌氧化，可生成L－山梨糖，再用假單胞菌氧化而得到2-酮-L-古龍?zhí)撬?，后者?jīng)酸處理烯酵化、內(nèi)脂化轉(zhuǎn)變?yōu)榫S生素C。二、生物氧化當(dāng)前104頁，總共118頁。維生素C的合成二、生物氧化返回當(dāng)前105頁，總共118頁。一、選擇題（一）單項(xiàng)選擇題（二）多項(xiàng)選擇題二、簡(jiǎn)答題三、完成下列反應(yīng)方程式四、寫出下列反應(yīng)的主要試劑目標(biāo)檢測(cè)

當(dāng)前106頁，總共118頁。

（一）單項(xiàng)選擇題

目標(biāo)檢測(cè)

1．在什么介質(zhì)中KMnＯ4的氧化能力最強(qiáng)

A．HCl

B．AcOH

C．H2OD．NaOH

一、選擇題2．用20%KMnO4(酸性水溶液)氧化烯烴得到的主要產(chǎn)物是

A．順式二醇B．α-羥酮C．羧酸D．反式二醇

3．3．5一三甲苯用CAN和50%AcOH發(fā)生氧化反應(yīng)，通常生成物中有多少個(gè)醛基

A．1

B．2

C．3

D．0

4．用臭氧氧化烯鍵使之?dāng)嗔训姆椒ㄗ畲蟮膬?yōu)點(diǎn)是

A．氧化能力強(qiáng)B．無危險(xiǎn)性

C．臭氧反應(yīng)后本身無副產(chǎn)物D．反應(yīng)速度快查看答案當(dāng)前107頁，總共118頁。

（一）單項(xiàng)選擇題

5．過氧酸使含烯鍵化合物環(huán)氧化，得到的產(chǎn)物是

A．順式加成物B．反式加成產(chǎn)物

C．隨條件而定D．多種產(chǎn)物混合物

6．氧化成羧酸，可選擇作氧化劑的是

A．堿性B．C．氧化物D．7．活性的特點(diǎn)中沒有的是

A．選擇性好B．反應(yīng)條件溫和

C．叔胺不會(huì)放氧化

D．氧化能力強(qiáng)

8．醇類與丙酮、異丙醇鋁、甲苯反應(yīng)生成反應(yīng)中氫的接受體是

A．醇類B．丙酮C．異丙醇鋁D．甲苯；目標(biāo)檢測(cè)

查看答案當(dāng)前108頁，總共118頁。

（一）單項(xiàng)選擇題

9．1,2一二醇氧化常導(dǎo)致C-C鍵的斷裂，下列說法錯(cuò)誤的是

A．所有類型的1，2-二醇均能被四乙酸鉛氧化

B．過碘酸對(duì)三元醇或多元醇，只要2個(gè)羥基處于相鄰位置的2個(gè)C上，都可氧化

C．鉻酸僅將1，2-二醇氧化成相應(yīng)的羰基化合物

D．1，2-二醇在四乙醋鉛的作用下，生成相應(yīng)的小分子醛或酮10．醛易被氧化成羧酸，下列說法錯(cuò)誤的是

A．高錳酸鉀在酸性溶液中能氧化芳香醛或羧酸

B．新制備的氧化銀適于醛的氧化，不影響其他易氧化基團(tuán)如雙鍵

C．有機(jī)過氧酸與芳香醛反應(yīng)，只能將醛基氧化為羥基

D．利用堿熔融法也可使醛醛氧化成羧酸

目標(biāo)檢測(cè)

查看答案當(dāng)前109頁，總共118頁。

（二）多項(xiàng)選擇題

1．羰基α位活性烴基用SeO2氧化成相應(yīng)的1，2-二羰基化合物。下例情況下才有合成意義的是

A．羰基鄰位有兩個(gè)處于相似的位置

B．羰基鄰位有兩個(gè)處于對(duì)稱的位置

C．羰基鄰位僅有一個(gè)可氧化的羥基

D．沒有要求；E．上述都要求2．DMSO-Ac2O和DMSO-DCC法氧化醇類比較，特點(diǎn)在于

A．毒性小B．副產(chǎn)物難處理C．不加其他溶劑

D．適用于位阻小的羥基氧化E．適用于位阻大的羥基氧化

3．稀硝酸氧化伯醇為羧酸的特點(diǎn)有

A．價(jià)廉B．反應(yīng)液中無殘?jiān)麮．副反應(yīng)少

D．無環(huán)境問題E．反應(yīng)液中有殘?jiān)?/p>

目標(biāo)檢測(cè)

查看答案當(dāng)前110頁，總共118頁。