第六章氧化反应课件.ppt
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1、第六章氧化反应第1页,此课件共79页哦药物合成反应l第一章 卤化反应l第二章 烃化反应l第三章 酰化反应l第四章 缩合反应l第五章 重排反应l第六章 氧化反应l第七章 还原反应l第八章 合成设计原理闻韧主编,化学工业出版社第三版第2页,此课件共79页哦一、5,5-二苯基-2,4-咪唑烷二酮钠盐(苯妥英钠)的合成药物合成反应实验 第3页,此课件共79页哦CHOOH+CH2(COOC2H5)2NHOOCOOC2H5NaOHCOONaCOONaONaHClOOCOOH二、1.2-苯并吡喃酮-3-羧酸(香豆素-3-羧酸)的合成Knovengel反应、水解反应药物合成反应实验 第4页,此课件共79页哦三
2、、对氨基苯甲酸乙酯(苯佐卡因)的合成药物合成反应实验 CH3NO2OCOOHNO2C2H5OHH2SO4COOC2H5NO2HCOOC2H5NH2NH2CH3(CH3CO)2ONHCOCH3CH31 KMnO42 H+,H2OCOOHNH2C2H5OHH2SO4COOC2H5NH2第5页,此课件共79页哦天然药物的提取药物的合成药物合成再修饰第6页,此课件共79页哦一滴水一桶水第7页,此课件共79页哦第六章第六章 氧化反应氧化反应 Chapter 6 Oxidation Reaction第8页,此课件共79页哦概 述HCHHHCHOHHC OOCOH氧化数:-3-1+1+3特点:条件难以控制
3、实验室和工业上不同,工业上用O2 狭义:加氧去氢广义:电子转移,使C上电子云密度降低原子失去电子或者氧化态升高定义第9页,此课件共79页哦CH2OHCOOHCHO化合价O第10页,此课件共79页哦CCH2OCH2COC CO OCOCHOHCOCOOH化合价第11页,此课件共79页哦H OO HH2C r O4OOH OO HH2C r O4OOH3CH2CCC H3CHC H3H3CHCCC H3CHC H3O HS e O2H O A cH3CH2CCC H3CHC H3H3CHCCC H3CHC H3O HS e O2H O A cCHCHH2C化合价第12页,此课件共79页哦常见的氧化
4、剂氧气、臭氧,双氧水,金属离子高锰酸钾KMnO4、重铬酸钾K2Cr2O7硝酸HNO3NRNROH2O2HAcNNKMNO4HOOC第13页,此课件共79页哦H2CrO4铬酐-醋酐(CrO3-Ac2O)三氧化二铬Cr2O3、常见的氧化剂铬酐吡啶(分子内盐)Collins试剂CrO3.2Py CH2Cl2二氯铬酰(Etard,埃塔试剂、铬酰氯)CrOOClCl第14页,此课件共79页哦二氧化硒SeO2硝酸铈铵 Ce(NH4)2(NO3)6四醋酸铅 Pb(AcO)4Ag2CO3、AgNO3CHORCOOHRAgNO3NaOH常见的氧化剂第15页,此课件共79页哦二甲基亚砜H3CSCH3O过氧酸酯过氧
5、化物OOOO常见的氧化剂COClOOH第16页,此课件共79页哦第一节 氧化反应机理一、电子反应机理1、亲电反应2、亲核反应二、自由基机理反应过程中有自由基参与反应(正电性-亲-负点性)(负点性-亲-正电性)(一般是其中一个反应物转化成自由基形式)第17页,此课件共79页哦一、电子反应机理1、亲电反应(1)、亲电加成碘和湿羧酸银氧化烯键成1,2-二醇的反应属于亲电加成反应机理。第18页,此课件共79页哦(2)、亲电取代二氧化硒氧化烯丙位生成烯丙醇的反应,为亲电取代反应机理五元环过渡态第19页,此课件共79页哦(3)、亲电消除两种途径i:铬酸氧化醇成醛或酮的反应,使醇羟基上的质子和其相邻的碳原子
6、上的质子被消除形成羰基,为亲电消除反应因伴随着碳原子上的质子消除,故碱性条件对该反应有利。第20页,此课件共79页哦分子内断裂分子间断裂两种途径第21页,此课件共79页哦ii.SeO2选择性脱去酮羰基的,-氢,得到,-不饱和酮,属于亲电消除反应机理烯醇式硒酸酯-消除R CH2CH2C OR第22页,此课件共79页哦一、电子反应机理2、亲核反应(负点性-亲-正电性)(1)亲核消除反应二甲基亚砜(DMSO)氧化醇生成醛和酮的反应属于亲核消除反应机理亲电试剂(E)活化,生成活性锍盐,与醇反应形成烷氧基锍盐,发生消除反应,生成醛或酮和二甲硫醚。常用的亲电试剂(E):DCC、Ac2O、(CF3CO)2O
7、、SOCl2、(COCl)2等。H3CSCH3O第23页,此课件共79页哦活性锍盐DCCDMSODMSO:二甲基亚砜Dimethyl sulfoxide H3CN CHOH3CH3CSCH3ODMF:N,N-二甲基甲酰胺N,N-Dimethylformamide 沸点:149156 熔点:18 ,沸点:189 第24页,此课件共79页哦一、电子反应机理2、亲核反应(负点性去亲正电性)(2)亲核加成 过氧化物氧化,-不饱和酮形成,-环氧化酮的反应使缺电子烯键变成环氧,为亲核加成反应机理负点性正电性第25页,此课件共79页哦一、电子反应机理2、亲核反应(负点性去亲正电性)(3)亲核取代四醋酸铅氧化
8、羰基-活性C-H键生成-醋酸酯酮的反应为亲核取代反应机理第26页,此课件共79页哦二、自由基机理反应过程中有自由基生成(反应物生成自由基)1、自由基加成氧气氧化酮羰基-位氢成-羟基的反应为自由基加成机理第27页,此课件共79页哦二、自由基机理2、自由基取代过氧酸酯氧化烯丙位羟基成-烯酯自由基取代第28页,此课件共79页哦二、自由基机理3、自由基消除Fremy盐:亚硝基过硫酸钾 用Fremy盐在稀碱水溶液中将酚和芳胺氧化成醌的反应第29页,此课件共79页哦氧化反应的机理一般分以下两种:一、电子反应机理1、亲电反应(正电性-亲-负点性)2、亲核反应(负点性-亲-正电性)二、自由基机理自由基参与的氧
9、化反应本节小结第30页,此课件共79页哦 要求能够正确、熟练地写出某些氧化反应的反应机理(1)碘和湿羧酸银氧化烯键成1,2-二醇的亲电加成反应机理。(2)铬酸氧化醇成醛或酮的亲电消除反应机理(3)过氧化物氧化,-不饱和酮形成,-环氧化酮的亲核加成反应机理重点第31页,此课件共79页哦第一节 烃类的氧化第二节 烃类的氧化反应CH2CCH2OCH CHCH2苄位CH键的氧化烯丙位活性C-H键的氧化羰基-活性C-H键的氧化第32页,此课件共79页哦CH2苄位CH键的氧化1、氧化成醛(1)硝酸铈铵(Ce(NH4)2(NO2)6)氧化苄基成醛基(2)铬酐-醋酐(CrO3-Ac2O)氧化苄位甲基形成醛基(
10、3)二氯铬酰(Etard埃塔试剂、铬酰氯)氧化苄基成醛基2、氧化成酸或酮(1)苄位亚甲基被氧化成酮常用的氧化剂:铈的络合物、铬的氧化物、铬酸盐等;(2)苄位甲基被氧化成芳基羧酸常用的氧化剂:高锰酸钾、重铬酸钾、三氧化二铬、稀硝酸等;(3)空气氧化(O2)氧化成酸第33页,此课件共79页哦(1)、)、硝酸铈铵(硝酸铈铵(Ce(NH4)2(NO2)6)CAN 苄位CH键的氧化:1、氧化成醛CH3CHOCAN40H3CCH3CH3H3CCH3CHOCAN80(反应在酸性介质中进行,不论有几个甲基,最终只氧化一个)温度CH2第34页,此课件共79页哦(2 2)铬酐)铬酐-醋酐(醋酐(CrO3-Ac2O
11、)氧化苄位甲基形成醛基氧化苄位甲基形成醛基OOO+OCCOOCH3CH3CrOOOCCH3OCCH3OOCrCH3CrOOOCCH3OCCH3OO+CHOCOCH3OCOCH3+GrOOOHOHH2OCHOA、硫酸或硫酸/醋酸条件B、由于生成了醛的二醋酸酯,再水解得醛,不会生成酸。CH2苄位CH键的氧化:1、氧化成醛第35页,此课件共79页哦(3)二氯铬酰(二氯铬酰(Etard,埃塔埃塔试剂,铬酰氯)试剂,铬酰氯)CrO3+HClH2SO410OOClClbp117Cr制备:HCl、H2SO4滴加到CrO3中,蒸馏除水 CH2苄位CH键的氧化:1、氧化成醛第36页,此课件共79页哦CH3RCH
12、OR+2CrO2Cl2CS2R=H 2-CH3 2-NO2 3-CH3 90%65%50%70%(立体效应使邻位收率低)CH3CH3CHOCH3EtardArCH2 +HOCrOCl2.CH2苄位CH键的氧化:1、氧化成醛第37页,此课件共79页哦2氧化成酸或酮氧化成酸或酮反应通式:反应通式:(1 1)苄位亚甲基被氧化成酮)苄位亚甲基被氧化成酮常用的氧化剂有铈的络合物、铬的氧化物、铬酸盐等常用的氧化剂有铈的络合物、铬的氧化物、铬酸盐等(2 2)苄位甲基被氧化成芳基羧酸)苄位甲基被氧化成芳基羧酸常用的氧化剂有高锰酸钾、重铬酸钾、三氧化二铬、稀常用的氧化剂有高锰酸钾、重铬酸钾、三氧化二铬、稀硝酸等
13、硝酸等 ArCH2CH3OArOArCH3OArCOOHCH2苄位CH键的氧化:2、氧化成酸或酮第38页,此课件共79页哦Na2Cr2O7/H2O250,18hCOOHCOOH87%-93%Na2Cr2O7+H2O+H+CrO3+H2O举例(1)重铬酸钠(钾)三氧化铬CH2苄位CH键的氧化:2、氧化成酸或酮第39页,此课件共79页哦OOCrO3/HOAc40H3COH3COOCrO3/HOAc(75%)40、2hrCH2苄位CH键的氧化:2、氧化成酸或酮第40页,此课件共79页哦(2)KMnO4为氧化剂为氧化剂H+MnO4-+8H+5eMn2+4H2OOH-MnO4-+2H2O+3eMnO2+
14、4OH-(KOH)CH3CH2CH2CH3COOHCOOHKMnO4不管侧链多长均被氧化成-COOHCH2苄位CH键的氧化:2、氧化成酸或酮第41页,此课件共79页哦(3)硝酸为氧化剂(稀硝酸)硝酸为氧化剂(稀硝酸)NO3-+4H+3eNO+2H2OCH3CH3CH3COOH40%HNO3只氧化一个-CH3CH2苄位CH键的氧化:2、氧化成酸或酮第42页,此课件共79页哦(4)空气氧化(空气氧化(O2)在碱或钴盐存在下,空气氧化可使苄位甲基氧化成羧基在碱或钴盐存在下,空气氧化可使苄位甲基氧化成羧基NCH3NCOOHO2/260V2O5CH3BrCOOHBrO2Co(OAc)2CH2苄位CH键的
15、氧化:2、氧化成酸或酮第43页,此课件共79页哦CCH2O二、羰基-活性C-H键的氧化1、生成、生成-羟基酮羟基酮 氧化剂:氧化剂:Pb(OAc)4 (LTA)Hg(OAc)22、生成、生成1,2-二羰基化合物二羰基化合物 氧化剂:氧化剂:SeO2或者亚硒酸或者亚硒酸R CHCRO HOH2OCH2COCCO O第44页,此课件共79页哦二 羰基-位氧化 1 形成-位羟基酮 1、生成、生成-羟基酮羟基酮氧化剂:氧化剂:Pb(OAc)4 (LTA)Hg(OAc)2RCH2CROCCHORHR慢CCORHRPb(OAc)4-OAcPb(OAc)3CCORHRPb(OAc)2OAcOAcRCHCRO
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- 第六 氧化 反应 课件
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