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醇的氧化


4、二醇的氧化
在两个相邻的碳原子上连有两个羟基的醇类,称为1,2-二 醇。这类醇可在特殊的氧化剂条件下,如:高碘酸钠 (NaIO4)或四乙酸铅(Pb(OAc)将碳-碳键氧化成两个羰 基,若长链分子则得到两个化合物;若环状分子则得到一个 双羰基化合物。这就是俗称的:乙二醇裂解反应
谢谢
PDC:类似PCC一样的温和氧化剂,室温下为橙黄色晶体, 用来把醇有限度地氧化为醛。
1.1.2、氧化机理
1.1.3、应用举例
物料名称 K11A08 PCC DCM 硅藻土
投料量 1.040g 1.523 100ml 5g
分子量 294.47 215.56 / /
摩尔量 (mmol) 3.532 70.64 / /

摩尔比 1 2 / /
操作:将K11A08与DCM加入到250ml三口瓶中,室温搅 拌,溶解完全后加入PCC,加毕搅拌1h,TLC监测,原料 反应完全后,加入硅藻土,抽滤,滤液旋干过柱,得产物, 收率≥90%。
1.2、活化的DMSO 可从DMSO与亲电试剂反应获得,如: 草酰氯(斯文氧化),碳二亚胺(Pfitzner-Moffatt氧化, 或SO3〃Py络合物(Parikh–Doering氧化反应)。 1.2.1、斯文氧化:斯文氧化反应的第一步是低温下,二甲 基亚砜(1a)共振形成(1b)并与草酰氯(2)的亲核加成,生 成第一个中间体(3)。此中间体迅速的分解为CO2和CO, 并生成氯化二甲基氯代锍盐(4)。当加入醇以后,锍盐 (4)与加入的醇(5)反应生成关键的烷氧基锍离子中间 体(6)。在加入了两当量的碱后,发生去质子作用生成硫 叶立德(7)。通过一个五元环的过渡态,硫叶立德(7)进 一步分解为二甲基硫醚以及产物——酮(或醛)(8)
反应机理:
反应中常用的碱为叔丁醇铝或异丙醇铝,一级醇可以不受破 坏,虽也可以氧化为相应的醛,但存在副反应羟醛缩合反应, 效果并不很好。
3、氧化成羧酸
3.1、KMnO4:醇不能被冷、稀、中性的高锰酸钾水溶液所 氧化,在比较强烈的条件(如加热)下,一级醇生成羧酸钾 盐,溶于水,并有二氧化锰沉淀析出,中和后可得羧酸,二 级醇用高锰酸钾氧化时,易进一步氧化使碳碳键断裂,故很 少用于合成酮。
3.2、琼斯氧化反应(Jones氧化) 3.3、Corey和Schmidt法:伯醇与PDC“使用二甲基甲酰胺” (Me2NCHO, DMF)作为溶剂,可氧化伯醇至羧酸而不是 醛。有趣的是,当底物为烯丙基或者苄基伯醇时,反应产物 则到不了羧酸阶段。Corey和Schmidt的氧化饱和伯醇至羧酸 的反应需要在中性条件下进行
1.5、Anelli氧化:用1%molTEMPO,10%molNaBr或KBr和 稍过量的NaOCl溶液,在pH=9.0,15℃和DCM作溶剂的条件
下,伯醇、仲醇会被高效高选择性的氧化为相应的醛酮。
1.6、MnO2的氧化:MnO2能将醇类转化为酮类,即使该醇 类中有双键,也不会被二氧化锰所氧化
2、氧化成酮
Parikh- Doering 氧化反应的机理也与体系中形成烷氧基锍 盐中间体 相似,该反应的优点是副产物烷氧基甲基硫醚很 少
1.3、高价态碘化合物
1.3.1、 Dess-Martin Oxidation:戴斯-马丁氧化剂作为一种容 易制备、性能温和、选择性高而且环境友好的有机合成新试 剂,经常用于将伯醇氧化成醛、仲醇氧化成酮。其优点是反 应条件温和、速度适中、用量少、后处理简单。
醇的氧化
2015.1.4
1、氧化成醛 1.1、铬类氧化剂 1.1.1、铬类氧化剂的介绍 1.1.2、氧化机理 1.1.3、应用举例 1.2、活化的DMSO 1.2.1、斯文氧化 1.2.2、普菲茨纳-莫法特氧化 反应 1.2.3、Parikh-Doering氧化反应 1.3、高价态碘化合物 1.3.1、 Dess-Martin Oxidation
应用实例:
1.4、Ley-Griffith 氧化反应(TPAP/NMO):TPAP(四丙基高 钌酸铵)是一个温和的、在中性条件下使用的氧化试剂,对 带有酸敏基团或者多官能团取代底物的氧化反应,选择 TPAP/NMO组合试剂是非常合适的,它能够将伯醇和仲醇氧 化成相应的醛和酮,其高度的化学选择性对许多其它官能团 不产生影响,例如:烯键、炔键、内酯、环氧,甚至缩醛、 硅醚、四氢吡醚等。
醇的氧化反应是一类重要的有机反应。其中,伯醇(RCH2-OH)可被氧化为醛或羧酸;而仲醇通常最后氧化为酮 的形式;叔醇则通常难于发生氧化反应。
1、氧化成醛
1.1、铬类氧化剂,如:Jones试剂,Collins试剂,PDC或PCC
1.1.1、铬类氧化剂的介绍 Jones试剂:由三氧化铬、硫酸与水配成的水溶液,为选择 性氧化有机化合物的试剂。能氧化仲醇成相应的酮,而不影 响分子中存在的双键或叁键;
1.3.2、2-碘酰基苯甲酸(IBX):是典型的高价碘试剂,在有 机合成中用作氧化剂,用于将醇氧化为醛,IBX与DMSO连用, 使邻二醇发生氧化断裂,生成酮。
1.3.3、二醋酸碘苯:催化量的TEMPO将醇氧化为相应的醛, 而自身被还原为TENHP;催化量的DIB再将TENHP氧化为 TEMPO,而自身被还原为碘苯和醋酸。
一级醇(伯醇)可以被氧化为醛。 二级醇(仲醇)可被 许多氧化剂氧化为酮,但通常不能被氧化成醛,如:三氧化 铬(CrO3)的硫酸溶液(琼斯试剂),或在异丙醇铝条件下, 使用丙酮作为氧化剂(沃氏氧化反应)。 三级醇(叔醇)既 不可被氧化为醛又不可被氧化为酮。 Oppenauer氧化:是二级醇与丙酮(或甲乙酮、环己酮)在 碱存在下一起反应,醇被氧化为酮,同时丙酮被还原为异丙 醇的反应。
Collins试剂:CrO3和吡啶在CH2Cl2中的络合物,能将一级 醇氧化成醛,二级醇氧化成酮,适用于对于酸性敏感化合物 的氧化,但该试剂易潮解,且制备中易燃;
PCC:一种温和的氧化剂,不像相关的琼斯试剂,PCC鲜少 有过氧化的发生而形成羧酸,在实际操作过程中,铬的副 产物会与吡啶一起沉淀。可加入惰性吸附剂,如分子筛或 硅胶,使得黏稠的副产物吸附至表面并更好作用;
1.3.2、2-碘酰基苯甲酸(IBX) 1.3.3、二醋酸碘苯 1.4、Ley-Griffith 氧化反应 (TPAP/NMO) 1.5、Anelli氧化 1.6、MnO2的氧化 2、氧化成酮 3、氧化成羧酸 3.1、KMnO4 3.2、琼斯氧化反应 3.3、Corey和Schmidt法 4、二醇的氧化
1.2.2、普菲茨纳-莫法特氧化反应(Pfitzner-Moffatt氧化 反应、Moffatt氧化反应)以二甲基亚砜(DMSO)和碳二 亚胺(失水剂,如二环己基碳二亚胺(DCC))混合物作氧 化剂,经由烷氧基锍叶立德中间体,将一级和二级醇氧化 为醛或酮。
应用实例
1.2.3、Parikh-Doering氧化反应:以二甲亚砜为氧化剂,三 氧化硫-吡啶络合物为活化剂,三乙胺为碱而将伯醇和仲醇 转化为相应的醛酮。
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