1、第五章、醇和酚的合成第五章、醇和酚的合成1第一节第一节 还原反应制备醇和酚还原反应制备醇和酚 醇可以由多种含氧化合物如醛、酮、环氧化物、羧酸及其衍生物、酚、醌的还原而制得。其中，以醛、酮的还原最为重要。醛、酮的还原可以采用多种方法：催化氢化法具有经济、简便的特点；化学还原法是广为应用的方法，新的还原剂层出不穷，使还原反应具有反应条件温和、选择性好的特点；醛分子间的氧化还原反应是一种较特殊的合成某些醇的简便的方法；醛、酮的双分子还原法是合成二醉的重要方法。环氧化物可由烯与过酸反应而制得，因此，环氧化物的还原开环成醇的反应可看作烯烃间接加水的一种方法。羧酸及其衍生物的还原是合成伯醇的一种方法。酚的
2、还原是合成环己醇的重要方法(5.1.8法)。醌的还原是合成苯系及荼系邻、对二元酚的方法。2一、醛、酮的催化氢化一、醛、酮的催化氢化 催化氢化法可以便醛、酮顺利地还原成醇。常用的催化剂有活性镍、钯、铂、氧化铝或氧化铬与其他金属(如铜、锌)组成的复合催化剂。用活性镍、钯、铂作为催化剂时，氢化反应可以在室温(或稍高)和较低的氢气压力下进行；而用氧化铬组成的复合催化剂时氢化反应往往要求在比较强烈的条件下进行。OR(H)RH2catalystOHR(H)R3 在乙醇中，用活性镍作催化剂，于25和0.1MPa的氢压下，环己酮被迅速地还原成环己醇。ONi/H2/EtOH25 COH 在1，4二氧杂环己烷，用
3、CuOCr203作催化刑，需要在较高的温度和压力下还原胡椒醛成胡椒醇。CHOOOCuO-Cr2O3/H2,30MPa160-175 C,1,4-dioxoneOOOH4 一般而言，用催化氢化法对有其他易被还原的官能团存在下的醛、酮的选择性还原是比较困难的。但是，如能选择适当的催化剂及反应条件，选择性还原还是可能的。用铂和氧化铝作催化剂，在70进行催化氢化时，可供酮基选择性还原，而酯基不被还原。CH3OOOCH310%Pt/Al2O3,H270 C,1hCH3OHOOCH3100%5 均相催化氢化已成功地用于醛、酮的还原。所用的催化剂是钌、铑、铱等金属的络合物。在强碱性条件下，用铑络合物作催化剂
4、，一些脂肪和芳香酮易被还原成相应醇。RCHO1MP/H2/RuCl2(PPh3)3benzeneRCH2OH100%0.4MP/H2/RuCl2(PPh3)3CH3O25 C,18hCH3OH97%6二、醛酮的化学还原OR(H)ROHR(H)R H 1、用金属还原剂还原 醛、酮可被多种金属还原剂还原成醇。在六甲基磷酰三胺和质子溶剂(如t-C4H9OH、CH3OH)中，用碱金属还原醛、酮，高产率地生成相应的醇。2辛醇的合成。CH3CH3OCH3CH3OHK/HMPT/t-BuOHether95%7 活性锌粉以及锌粉与氯化物组成的复合体系能有效地将醛、酮还原成相应的醇。锌粉二氯化钻、锌粉二氯化镍或
5、锌粉四氯化钛均能将醛、酮还原成醇。CHOCH3CH3CH3CoCl2 6H2O/Zn/DMF/H2Or.t.6hCH2OHCH3CH3CH395%金属镁与二氯化钙在四氢呋喃中，能迅速将环酮还原成相应的醇。OCH3CH2OHCH3CH2Mg/CaCl2/THFr.t.15min95%82、用硫代硫酸钠和二氧化硫脲还原 硫代硫酸钠、二氧化硫脲是十分有效而经济的试剂，它能还原各种酮成相应的醇。硫代硫酸钠（Na2S2O3）在二氧杂环己烷中，碳酸氢钠存在下，能对含有酮基和酯的化合物进行选择性还原成相应的醇。CH3OCH3OONaHCO3/NaS2O41,4-dioxone,85 C,3hCH3OCH3O
6、HO92%在乙醇中，于碱性条件下，二氧化硫脲能还原芴酮成相应的醇。O+SO2-H2N+NH2NaOH/EtOH90 COH+SNH2NH293、用金属氢化物还原 金属氢化合物已被广泛地用于还原醛、酮成酵。氢化铝锂是最常用的还原剂，它不但能还原醛、酮，甚至也能还原羧酸成相应的醇。由于氢化铝锂还原性极强，因此，对官能团的选择还原比较差。用氢化铝锂作还原剂，反应在严格的无水条件下，在非质子性溶剂(如乙醚、四氢呋喃或二氯甲烷)中进行。还原反应是按氢负离子转移的亲核加成反应机理进行的，四个氢负离子均能被利用，最后生成烷氧基铝锂，经水解后即得到醇。10 2-溴-4,4-二苯基环己酮悬浮在无水乙醚中，在室温
7、下用氢化铝锂还原，以产率93生成反式-2-溴-4,4-二苯基环己醇。OBrC6H5H5C6LiAlH4/etherr.t.OHBrC6H5H5C611 硼氢化钠是一种温和的还原剂，它不但能在乙醇中，而且也能在相转移催化剂存在下在水有机两相体系中很好地还原醛、酮。用硼氢化铀还原醛、酮，不但选择性好，一些易还原基团(如NO2、CN等)的存在可以不受影响，而且操作简便、安全，不需无水要求。在甲醇中，用硼氢化钠还原，4-硝基丁醛生成4-硝基丁醇；4-乙氧碳基环己酮还原成4-乙氧碳基环己醇。O2NCHONaBH4methanolO2NCH2OHNaBH4methanolOOOCH3OHOOCH312采用
8、微波辐射，用硼氢化钠铝体系能快速地将酮还原成醇。CH3ONaBH4/AlMW,30minCH3OH 硼氢化钠对共轭醛、酮还原时，有一定比例的1，4-加成产物。当,-不饱和酮及饱和酮共存于同一分子中时，可以优先还原饱和酮，提供了在,-不饱和酮存在下饱和酮的选择性还原。NaBH4OCH3OOCH3OH13 硼氢化锌的还原能力虽与硼氢化钠相当，但其碱性小，因此，特别适用于对碱敏感的醛、酮化合物的还原。在二甲氧基乙烷中，由硼氢化钠与氯化锌反应生成的硼氢化锌，可将下列化合物中的碳基还原，而内酯环不受影响。OOOOHC6H5OMeOCH2CH2OMeZn(BH4)2OOOOHC6H5O14 9-硼双环3.
9、3.1-壬烷(9BBN)是较好的选择性还原剂，它不仅迅速地还原各种结构的，不饱和醛、酮，产；率几乎定量，而且其他易还原基团(如-NO2、-COOH、-COOR、-CONH2、-CN、-S-、-S-S-、-SO-、-SO2-、-N=N-、卤素等）的存在亦不受到影响。9-Borabicyclo3.3.1nonane 9-Borabicyclo3.3.1nonane or 9-BBN9-BBN is an organoborane compound and used in organic chemistry as a hydroboration reagent.It can be prepared
10、from 1,5-cyclooctadiene and a borane-dimethyl sulfide complex,using dimethoxyethane as the reaction solvent 9-BBN is more stable than other boranes in the pure state,but not in solution.This is due to the formation of hydride-bridged dimers in the solid state.15OCH3OOCH39-BBN/THF/O CHOCH2CH2NH2OHCH3
11、OOCH3 将化学计算量的9-BBN的四氢呋喃溶液滴加到3-甲基-4-乙氧碳基环己烯-2-酮中还原反应迅速发生，可生成95产率的醇。95%164 4、醛、酮被醇铝还原、醛、酮被醇铝还原(Meerwein-Ponndorf-Vertey(Meerwein-Ponndorf-Vertey反应反应)醛或酮与异丙醇铝在异丙醇溶液中加热，还原成相应的醇，而异丙醇则氧化为丙酮，将生成的丙酮由平衡物中慢慢蒸出来，使反应朝产物方向进行。这个反应相当于Oppenauer氧化的逆向反应。17 通常，用过量的试剂和从反应体系中除去低沸点的丙酮可以使还原反应完全。一船情况下，用本法还原醛、酮产率是好的。本法对于合有双
12、键、硝基、酯基、卤素等官能团的醛、酮，可进行选择性还原。18对硝基苯甲醛与异丙醇铝于室温下作用，定量生成对硝基苯甲醇。O2NCHOTFA/(i-PrO)3AlC6H6,r.t.15 minO2NCH2OH100%在微波(MW)作用下，采用异丙醇铝作还原剂，仅2min就能完成反应。CHOi-PrOH/(i-PrO)3AlMW,2 minCH2OH84%19 S或R型联萘酚与氢化铝锂形成的手性试剂，可使芳基烷基酮及,-不饱和酮进行不对称还原。反应具有较高的立体选择性，而且S型手性试剂生成S型醇，R型手性试剂生成R型醇。该方法已广泛用于天然产物的合成。OHOHLiAlH4/ROHAl-OOHRLi+
13、CH2ROR-LS-LCH2ROHCH2ROH205 5、醛分子间氧化还原、醛分子间氧化还原(Cannizzaro(Cannizzaro反应反应)没有-氢原子的醛在碱的作用下生成醇和相应羧酸盐的反应称为Cannizzaro反应。在反应中，一分子醛被还原，另一分子的醛被氧化。因此，醇的收率按原料醛总量计是比较低的。但是，由于本合成法不需特殊试剂及设备，操作手续十分简便，因此仍有一定的实用价值。特别是借以合成芳香醇、杂环醇以及脂肪族多羟基化合物。对环上带有烷基、卤素、羟基、甲氧基和硝基的芳醛，在反应中，这些取代基均不受影响。21 呋喃甲醛是从含有多缩戊糖的许多农副产品中易得的原科。用浓碱在低于室温
14、下处理呋喃甲醛，即可方便地制得呋喃甲醇。22 若采用两个不同的醛之间进行反应，称为交叉的Cannizzaro反应。在合成上有意义的是反应的一个组分通常是甲醛，它易被氧化成甲酸，而另一组分的醛被还原成醇。对苯二甲醛与过量甲醛在氢氧化钠存在下反应，生成对苯二甲醇。CHOCHO+HCHONaOHCH2OHCH2OH64%23 在氢氧化钙存在下，甲醛和乙醛反应合成季戊四醇。反应过程中，首先发生交叉的羟醛缩合反应，乙醛中的-氢原子被羟甲基取代，最后三羟基乙醛与甲醛间发生交叉的Cannizzaro反应，生成季戊四醇。CH3CHO+3HCHOC CHOOHCCHOCHOCa(OH)2Ca(OH)2HCHOC
15、 CH2OHHOH2CCH2OHCH2OH 微波能加速Cannizzaro反应。如苯甲醛与甲醛生成苯甲醇和甲酸，在加热条件下需要12h，转化率为50，而用微波仅需25min，产率达90。CHO+HCHONaOHMW,25minCH2OH90%24OR1(H)R2+OR1(H)R2R1(H)R2R1(H)R2OHOHRORO+RROOROHOR6 6、羰基化合物及酯的双分子还原偶联、羰基化合物及酯的双分子还原偶联 碳基化合物及酯的双分子还原偶联是合成-二醇及-羟酮的重要方法。通常碳基化合物与镁汞齐或铝汞齐一起在苯中回流反应，即发生双分子还原偶联，生成频哪醇，一般情况下，产率中等。两种不同的碳基化
16、合物可发生分子间的还原偶联，生成不对称频哪醇，但其产率往往是低的。在上述反应中，由于生成的频哪醇金属化合物不溶于苯中，成为一稠状物，往往使搅拌困难，影响反应。采用铝汞齐作还原剂，反应在二氯甲烷或四氢呋喃中进行，则生成的醇铝可溶于这些溶剂中。这样，不但使操作方便，而且反应条件比较温和，频哪醇的产率也可以提高。25 由四氯化钛和锌反应生成的低价钛适用于芳香族碳基化合物的还原偶联。如苯甲醛或苯乙酮的还原偶联。CHOTiCl4/ZnCH CH OHOHTHF98%TiCl4/ZnCH3OC C OHOHCH3CH3THF91%26 由四氯化钛和镁汞齐形成的低价钛适用于大多数碳基化合物的还原偶联。如辛醛
17、的还原偶联以及环酮与低分子量碳基化合物分子间的还原偶联。TiCl4/Mg-Hgn-C7H15HOTHFCH CH n-C7H15n-C7H15OHOH(CH2)nO+CH3CH3OTiCl4/Mg-HgTHFC CH3OHOHCH3(CH2)n65-67%27 在惰性溶剂中羧酸酯与金属钠发生还原偶联反应，这是合成脂肪族-羟酮的重要方法。在甾族-羟酮的合成中，往往采用均相的钠-液氨-乙醚的还原体系，可能得到较好的结果。将金属钠溶于60的液氨和40的乙醚中，下列化合物乙醚溶液进行反应。反应完成后，蒸去氨、酸化即得到-羟酮。OCH3CO2CH3CH2CO2CH3CH3Na/NH3/Et2OH3O+O
18、CH3CH3OOH96%28 通过本法可有效地合成五元以上不同的碳原子数目的环状化合物，甚至三十个碳以上的大环化合物也容易地合成。三十四二酸二乙酯在二甲苯中与金属钠反应，继而用乙酸酸化，即制得-羟基环三十四酮。(CH2)32CO2EtCO2EtNa/xylene140 C(CH2)32OOH297、环氧化合物的还原 （略）30三三 、羧酸及其衍生物的还原、羧酸及其衍生物的还原RY OHRCH2OHY:-OH,-X,-NR2,-OR 1、催化加氢 已有多种方法可以将羧酸及其衍生物还原成相应的伯醇。通常采用的是催化氢化法。常用的催化剂为活性镍、铂，铑、钌络合物、氧化铼、氧化铜及氧化铬的复合催化剂等
19、。催化氢化一般在较高的温度和压力下进行，要求特殊的设备和技术。因此，在实验室中，这种方法应用不普遍。31 以七氧化二铼为催化剂，在19.3MPa的氢气下，于163可使辛酸还原成辛醇。n-C7H15OHORe2O7,19.3MP,H2163 C,H2O,dioxonen-C8H17OH100%以氧化铜及亚铬酸铜组成的复合催化剂可使已酸甲酯还原成己醇n-C5H11OMeOCuO-CuCr2O4,20MP,H2250 C n-C6H13OH92%OBnORu(acac),Et3N,H2,8.5MP120 C,16hOH苯甲酸苄酯的还原32 用金属钠和醇使酯还原成醇的方法(Bouveault-Blan
20、c法)是早已采用的比较简便的方法。通常是将酯的醇溶液加到悬浮在惰性溶液(如甲苯或二甲苯)的钠沙中进行的，产率较佳。本法特别适合于从油脂制取长链的饱和醇及不饱和醇。从橄榄油制取十八碳-9-烯-1-醇橄榄油Na,ethanolxyleneCH3(CH2)7CH=CH(CH2)7CH2OH钠在正丙醇中可使酰胺还原成相应的醇NH2NH2OCH3Na n-propanolNH2OHCH382%2、化学还原 33铝汞齐和乙醇是还原酯的有效试剂。从邻苯二甲酸二乙酯制备邻苯二甲醇。OOOOCH3CH3Hg-AlethanolOHOH60%34 金属氢化合物是还原羧酸及其衍生物成醇的优良试剂。氢化铝（AlH3)
21、是广为应用的还原剂，许多含有卤原子、双键、羟基、烷氧基、氨基、杂环的醇均可方便地制得。根据具体情况选用不同的原料。氢化铝钠、三乙基胺-氢化铝(Et3N-AlH3)也被用作还原酸成醇的还原剂。制备新戊醇时，由2,2-二甲基丙酸乙酯还原产率仅65%，而还原2,2-二甲基丙酸产串可达92。CO2MeCH3CH3CH3LiAlH4,etherCH2OHCH3CH3CH365%CO2HCH3CH3CH3LiAlH4,etherCH2OHCH3CH3CH382%35 二元酸酐的还原比一元酸酐的还原要普通得多。一般而言，脂肪或芳香的二元酸酐易被还原成二元醇。萘-1,2-二羧酸酐在正丁醚中还原，以60产率生成
22、相应的二元醇。OOOLiAlH4dibutyl etherCH2OHCH2OH60%OHOEt3N-AlH3OHTHF,3h98%由苯甲酸还原成苯甲醇36 硼氢化钠不能直接还原羧酸，对,-不饱和酯的还原未能获得满意的结果，但在醇中能还原内酯成醇。在DME中能还原取代的苯甲酸酯成相应的取代苯甲醇。若在三氯化铝、三氟乙酸酯、溴、碘、二氯化锌、DIBAL-BuLi存在下，硼氢化钠的还原能力大大提高，不但可以还原酯，也可以还原酸。3-甲氧基-4-甲基苄醇的合成。OMeOCH3OCH3NaBH4OHCH3OCH3DME98%在三氯化铝存在下，在高沸点溶剂中对硝基苯甲酸(或酯)被硼氢化钠选择还原成对硝基苯
23、甲醇。NO2CO2RNaBH4,AlCl3(MeOCH2CH2)2ONO2CH2OHR=H,Et82 84%37 硼氢化锌能还原酰氯和酸成相应的醇。在四甲基乙二胺存在下，硼氢化锌可使酰氯还原成醇，分子中存在的-Cl、-NO2、-COOR、一CC等基团均无影响。COClClZn(BH4)2THFCH2OHClTMEDA98%TMEDA Tetramethylethylenediamine 四甲基乙二胺 苯甲酸可被硼氢化锌还原成苯甲醇。90%CO2HZn(BH4)2THFCH2OHreflux,6h38四、醌的还原（略）3、电解还原 电化学还原法亦是将羧酸及其衍生物还原成醇的良好法。邻氨基苯甲酸在
24、15硫酸中进行电解还原，以70左右的产率生成邻氨基苯甲醇。15%H2SO4电解NH2OHNH2OHO69-78%N,N-二甲基软脂酸酰胺在溶有氯化锂的甲胺中进行电解，则以高产率生成十六醇。CH3(CH2)14CON(CH3)2LiCl,methylamine电解CH3(CH2)14CH2OH97%39第二节 加成反应制醇 加成反应合成醇是常用的方法。这些方法大致可分为三类：即有机金属化合物与氧、环氧化合物的加成；碳基化合物与某些亲核试剂的加成；烯烃的水合。有机金属化合物与氧加成生成醇的反应可以看作由卤代烃转化成醇的一种间接的方法；有机金属化合物与碳基化合物，羧酸及其衍生物的加成是合成多种伯、仲
25、、叔醇的重要方法，有机金属化合物对环氧化物的亲核开环是一步增加2个碳原子合成伯醇的好方法。醛、酮与亲核试剂氰化氢、亚硫酸氢钠的加成是合成-羟基氰、-羟磺酸盐的方法。烯烃的直接水合具有十分重要的工业意义；烯烃的硼氢化氧化是极有价值的反马氏规则的烯烃水合法；烯烃借乙酸汞的氧进行汞化脱汞反应是烯烃水合的另一途径，烯烃也能与碳基化合物加成合成醇。硝基烷烃或卤代烃与碳基化合物的加成是合成醇的新方法。40一、从有机金属化合物制备醇一、从有机金属化合物制备醇 1、格氏试剂与氧反应 RMgXO2ROMgXH3O+ROH 格氏试剂易与空气或氧气反应生成醇镁化合物，继而水解得醇。整个过程可看作由卤代烃转化成醇的一
26、种间接的方法。本合成法特别适用于那些直接水解困难的或水解时易伴随发生消除、重排等副反应的卤代烃。一艇而言，脂肪族格氏试剂易与氧气反应，生成相应的醇的产率为60一80。；而芳香族格氏试剂生成相应酚的产率是十分低的。不过，有时用芳基锂代替格氏试剂，或在脂肪族格氏试剂存在下，芳香格氏试剂与氧气反应，均可提高酚的产率。如溴化苯基镁与氧气反应，苯酚的产串仅为25，主要别产物为联苯，当用苯基锂时，酚的产率可达65；溴化-噻吩基镁与氧气反应仅得微量的2-羟基噻吩，若在等量的溴化异丙基镁存在下反应，则可得25的2-羟基噻吩。采用过氧化物与格氏试剂或芳基锂反应，也可大大提高醇或酚的产率。41 将过氧化叔丁醇的醚
27、溶液，于05，加入新戊基溴化镁中反应，经水解后得新戊醇。CH3CH3CH3MgBr+OCH3CH3CH3OHether0-5 CCH3CH3CH3OH99%若用过氧苯甲酸叔丁酯与格氏试剂反应，首先生成醚；继而在对甲苯磺酸存在下水解，即很高产率的酚。如2羟基噻吩的制备。SMgBrOOOCH3CH3CH3+SOCH3CH3CH3TsOHSOH70 76%89-94%422、有机金属化合物与羰基的加成有机金属化合物与羰基的加成OR1R2+RMgXOMgXR1R2RH3O+OHR1R2R 多种有机金属化合物能与碳基化合物发生亲核加成，加成物经水解得到醇。这是合成伯、仲、叔醇重要的方法。有机金属化合物中
28、以格氏试剂的应用最为广。格氏试剂与醛反应生成仲醇，与酮反应生成叔醇。通常，除了立体位阻的情况外，醇的产率是好的。除格氏试剂和有机锂外，有机铝、有机钛、有机锰、有机锌、有机锗、有机铟、有机锆、有机锡、有机钐、有机碲等试剂与醛或酮反应也能生成醇。43 格氏试剂与甲醛反应生成多一个碳原子的伯醇。一般而言，伯、仲烃基格氏试剂生成醇的产率往往比叔烃基格氏试剂好。甲醛可以以气态的形式直接被通入格氏试剂中进行反应。由于甲醛易聚合，可能堵塞导气管，所以也可以直接采用多聚甲醛与格氏试剂进行反应。n-C16H35MgBr+HCHOn-C17H35OH 卤代烃在镁、铝、铬、镍、锌等以及它们的化合物、络合物等促进下，
29、与羰基化合物发生加成反应，生成相应的醇。即将羰基化合物、卤代烃、金属催化剂进行一锅法反应生成醇。采用该法的方便之处是不用先制备金属有机化合物。443 3、有机金属化合物与酯的加成、有机金属化合物与酯的加成 格氏试剂与酯的加成也是合成醇的一种常用的方法。格氏试剂与甲酸酯反应生成对称的仲醇，而与高级酸酯反应则生成叔酵。在反应过程中，酯首先与一分子格氏试剂反应生成半缩酮式的中间体，接着它迅速的又与另一分子格氏试剂反应生成叔烷氧基卤化镁，经水解后便得相应的醇。45么么么么方面 Sds绝对是假的OHOCH3+2 n-C4H9MgBrOOCH3+2 C6H5MgBrOOOCH3CH3+3 C2H5MgBr
30、MgBrMgBr(CH2)n+RCO2Me474 4、有机金属化合物与环氧化物反应、有机金属化合物与环氧化物反应 （略）（略）二、羰基化合物与亚硫酸氢钠、氰化氢的加成二、羰基化合物与亚硫酸氢钠、氰化氢的加成 几乎所有的醛、许多脂肪族甲基酮和一些环酮均能与亚硫酸氢钠加成，生成羟基磺酸盐。后者是很好的固体结晶，易从饱和亚硫酸氢钠溶液中分离出来。由于上述反应是可逆的，因此加入酸或碱都能分解亚硫酸钠而使羰基化合物再生。本法主要用于从其他物质中分离羰基化合物、提纯羰基化合物。OR1R2+NaHSO3OHR1R2SO3Na 碳基化合物与氰化氢加成生成-羟基腈，它是合成-羟基酸、,-不饱和酸、-羟基胺等化合
31、物的重要中间体。氰化氢与羰基化合物加成时，加入少量氰化钠或脂肪胺,有利于反应的进行。CHOHCNCNOH48 由于氰化氢是一种剧毒低沸点液体，若进行大量制备时，不甚安全。为了避免使用氰化氢，可以采用氰化钠处理羰基基化合物与亚硫酸氢钠的加成物，或将酸加至羰基化合物与氰化钾的混合物中等改良方法。NaHSO3CHOSO3NaOHNaCNCNOH在催化剂存在下，氰化三甲硅烷与羰基化合物加成，盐酸水解生成-羟基腈化合物。CHO+Me3SiCNCNOSiMe3CNOH49三、羰基化合物与硝基烷烃的加成羰基化合物与硝基烷烃的加成 硝基烷烃中与硝基相连的碳原子受硝基的影响，在活泼金属作用下可形成-碳负离子，进
32、一步与羰基化合物发生加成反应，生成-羟基硝基化合物。在镁铝作用下，苯甲醛与硝基甲烷反应生成相应的加成物。CHO+CH3NO2OHNO2Mg/Al50四、烯烃加水 烯烃加水是合成醇常用的方法，具有十分重要的工业意义。低分子量烯烃如乙烯、丙烯、丁烯可以用石油裂解大量制得，它们是合成乙醇、异丙醇、丁醇的重要原料。烯烃加水的一般过程是将烯烃通入硫酸中，首先生成硫酸单酯及硫酸二酯，接着水解，即生成醇。不对称烯烃加水时，一OH基总是连在双键中含氢少的碳原于上。CH2CH3CH3H2SO4CH3CH3CH3OSO3HCH3CH3CH3OHH2O51 在催化量的强酸(如过氯酸)存在下，甲酸也易与烯烃反应生成甲
33、酸酯。水解甲酸酯得醇。对支链烯烃，三氟乙酸比甲酸更好。1-甲基环己烯溶于冷的三氟乙酸中，接着加入乙醚及40氢氧化钾水溶液进行水解，即生成1-甲基-1-环己醇CH3CF3CO2HCH3OHKOH52五、烯烃的硼氢化烯烃的硼氢化氧化氧化 (Brown(Brown反应反应)烯烃通过硼氢化氧化成醇是极有价值的反马氏规则的烯烃加水方法。其主要特点是：顺式加成，一OH连在双链中带氢多的碳原子上，以及没有碳骨架的重排。烯烃的硼氢化氧化法加水过程是烯烃首先与乙硼烷(通常由NaBH4与三氯化铝、三氟化硼乙醚络合物或乙酸反应制得)发生硼氢化反应生成烷基硼烷，继而烷基硼烷经碱性过氧化氢氧化，即生成醇。RRHRB2H
34、6RRHRB 3H2O2/NaOHRRHROH53由1-甲基环戊烯合成反-2-甲基-1-环戊醇。B2H6H2O2/NaOHCH3CH3OH85%54第三节第三节 取代反应制备醇和酚取代反应制备醇和酚 卤代烃水解是合成醇常用的方法。酯水解同时可得醇及酸，它是醇与酸酯化的逆反应。环氧化物的水解是合成-二酵的方法。磺酸基被羟基取代、氨基被羟基取代、重氮基被羟基取代均是合成酚的重要方法。醚通常是作为羟基的保护基团，已有多种方法使醚裂解成醇。55一、卤代烃水解一、卤代烃水解RCH2XOH2RCH2OH 卤代烃水解可以得到醇、酚。如戊烷的卤代产物、苄氯、氯代苯的水解是工业上合成戊醇、苄醇、苯酚的重要方法。
35、卤代烃水解难易程度依赖于它们的结构。乙烯式卤化物及芳卤较难水解，而烯丙式卤化物及苄卤则极易水解；叔卤代烃比仲及伯卤代烃易水解；在不同卤素的卤代烃中，碘代烃比溴代烃易水解，而后者又比氯代烃易水解；双环体系中外向卤化物比内向者易水解。活泼的卤代烃与水一起加热回流，即可水解。而一般均用氢氧化钠(氢氧化钾)的水溶液，或用氧化钙、碳酸钙、碳酸钡、氧化铅的悬浮液来水解。有时也有用新沉淀的氧化银与卤代烃起反应。56 1，2-二氯代-2-甲基丙烷用悬浮在水中的碳酸钙处理，选择性水解成1-氯-2-甲基-2-丙醇。CH3CH3ClClCa2CO3OH2CH3CH3OH Cl48%卤代苯的水解一般是困难的。工业上从
36、氯苯高压、高温水解成酚的方法不适用于实验室制备。而且反应通过苯炔中间体，在取代的氯代苯水解的情况下，结果形成异构的酚。使反应的合成价值受到一定的限制。对氯甲苯与氢氧化钠水溶液在加压下，于340进行反应几乎生成等量的对甲酚和间甲酚。CH3ClNaOH340 CCH3OH+CH3OH50.4 49.657 若在反应体系中，加入Cu-CuO，抑制苯炔历程，则可得无异构的酚。3-溴芘在Cu-CuO存在下，用10NaOH处理，生成3-羟基芘，没有异构的2-羟基衍生物形成。BrCu-CuO,10%NaOH280 COH55%58 在卤代芳烃中，卤原子的邻位或对位有吸电子基如-NO2、-CN、-COOH存在
37、时，增加卤原子的活泼性，其中硝基的影响最大。如对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钠水溶液即可，2,4,6-三硝基氯苯用温水处理就可转化成2,4,6-三硝基苯酚。ClNO215%NaOH150 COHNO2ClNO2Na2CO3130 COHNO2NO2ClNO2O2NNO2OH2OHNO2NO2O2N59 羧酸酯可以用水、酸或碱的水溶液进行水解，生成醇同时得到酸。因此，酯水解既是醇的合成法也是酸的合成法。由水解是醇与酸的酯化反应的逆反应。酯化、水解反应是个平衡反应。而在碱性条件下的水解，由于能生成了盐，平衡遭到破坏，使水解反应完全。碱性水解通常称为皂化，这是工业上
38、由油脂制肥皂的重要方法。酯水解的难易程度与它本身的结构有关。低级酸酯较高级酸酯易水解；叔醇生成的酯最易水解，而伯醇的酯最难水解。由于酯一般都是由醇与酸的酯化化而制得，因此本合成法有一定的局限性，仅对那些易得的酯适用。二、酯水解酯水解 OH2ROOR1ROHO+R1OH60三、环氧化合物的水解环氧化合物的水解R1R2O+OH2OHR1R2OH 环氧化合物的水解是合成邻二醇的重要方法。如工业上由环氧乙烷、环氧丙烷生产乙二醇、1，2-丙二醇。水解反应在一船情况下是比较缓慢的；若在酸催化下，或在较高的温度和压力下，水解反应迅速发生。常用的酸催化剂是硫酸、过氯酸、氢碘酸、2，4，6三硝基苯磺酸、三氯乙酸
39、等。O+OH2OHOHOCH3+OH2OHOHCH361四、磺酸基被羟基取代四、磺酸基被羟基取代 芳香族磺酸盐的碱熔是制备酚的一种工业方法。苯磺酸钠与氢氧化钠碱熔，即生成苯酚。而有些磺酸盐的碱熔需用氢氧化钾或氢氧化钠与氢氧化钾的混合物。间苯二磺酸盐的碱熔，根据碱的浓度及反应条件，可以生成间羟基苯磺酸或间苯二酚。若带有对碱敏感的基团(如硝基、卤原子)的磺酸盐则不能用碱熔法。ArSO3NaNaOHArONaH+ArOH62五、重氮基被羟基取代五、重氮基被羟基取代OH2ArN2+HSO4-ArOH+N2 重氮盐很易分解。通常加热酸性重氮盐溶液，则重氮基可以被羟基取代。本合成法广泛使用于制备酚，特别是
40、对某些位置的酚，因定位关系而不易制得时，更有实用价值。间硝基苯酚的合成NH2NO2NaNO2H2SO4N2+HSO4-NO2H2OCuSO4OHNO285%63 重氮盐水解成酚的一个改良方法是将重氮盐与氟硼酸作用，生成氟硼酸重氮盐，然后用冰乙酸处理，得乙酸芳酯，将它水解，即得到酚。NH2NaNO2N2+BF4-OCH3OHBF4AcOHOH2OH64ArORHXArOH+RX六、醚的裂解六、醚的裂解 用醚的裂解方法合成醇或酚虽然意义不大，但是在多步合成中，常常以醚的形式来保护醇，因此，醚的裂解在合成中仍是十分重要的方法。酚常用甲氧基保护。甲氧基可用多种试剂使其裂解，如浓的氢卤酸、无水三卤化铝、
41、碘化钾和磷酸、吡啶盐酸盐、碘化镁乙醚络合物、三溴化硼等等。对于芳基苄基醚的裂解，三氟乙酸是十分有效的试剂。微波能使芳基甲醚迅速裂解成酚。O2NOMeCF3C6H5N HCl210 CO2NOHCF3OMeC6H5N HClOHCF3MW,2min87%65 分裂芳香甲醚的方法均需较高的温度，若采用三溴化硼，则可在二氯甲烷的回流温度或室温下进行，更突出的是三溴化硼的选择性好，能在其他功能团存在下分裂甲醚。如3,3-二甲氧基联苯转化成3，3-羟轻基联苯。OMeMeOBBr3CH2Cl2,r.t.OHOH86%OOCH2CH2 常用的还有烯丙基、苄基、2-O-四氢吡喃(THP)基和2-O-四氢呋喃(
42、THF)基、三烷硅基、3-戊基等。THP THF 66 用CeCl27H2O-NaI体系，可选择性地裂解脱去烯丙基，产率良好。该方法适用于酚和醇的烯丙基醚的裂解OCH2CeCl2 7H2O/NaIacetonitrile,reflux,6hOH90%CeCl2 7H2O/NaIacetonitrile,reflux,5hOOOCH2OOOH95%67 在乙腈硼酸缓冲液(pH8)中，醇的THP或THF保护基团可被催化量的硝酸铈铵(CAN)催化裂解脱去。反应在中性条件下进行，产率82-99。CH3OO3%CAN,60 Cacetonitrile,H3BO3,pH=8CH3OH3%CAN,60 Ca
43、cetonitrile,H3BO3,pH=8OSCH3OOOSCH3OH99%68第四节 氧化反应制备醇和酚 通过对烷烃、烯烃及芳烃的氧化可以得醇或酚。烃氧化是个重要的方法 烯烃氧化是立体专一合成-二酵的好方法；丙烯的-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。69一、烃的氧化一、烃的氧化R(Ar)H O R(Ar)OH 通过氧化反应，位烃转化成醇或酚是个理想的反应。然而采用任何一种氧化方法往往得过氧化物或更高级的氧化产物。1、烷烃氧化 烷烃的氧化往往不十分专一，除非烷烃分子中包含有环上叔氢。在低温吸附臭氧的硅胶可使叔氢氧化成羟基。RHO3/Sili
44、ca Gel-78 C ROH65-99%CH3CH3CH3702、芳烃氧化 在酸催化下，用过氧化物(如过氧化氢、过氧化醚、过氧酸、过氧碳酸酯)等氧化芳烃成酚。在三氟化硼存在下，过氧化三氟乙酸是氧化芳烃较为有效的试剂，它能氧化均三甲苯成2，4，6三甲基苯酚。然而用于氧化苯时，仅得少量的酚。CH3CH3CH3CF3CO3H,BF3,CH2Cl2CH3CH3CH3OH88%CF3CO3H,NaBrO3CH3CH3OH邻甲苯酚的合成713、异丙苯氧化 异丙苯用空气氧化，生成氢过氧化异丙苯，在稀酸催化下，氢过氧化异丙苯分解成苯酚和丙酮。这是目前工业上生产苯酚并联产丙酮的方法。CH3CH3O2OCH3C
45、H3OHH2OOH+CH3CH3O72二、烯烃的氧化二、烯烃的氧化CH CH CH3CH3CH CH CH3CH3OHOH 烯烃的温和氧化是立体专一合成-二醇的重要方法。许多试剂能立体专一地将烯烃氧化成-二醇。1、顺式羟基化 碱化高锰算钾氧化是烯烃顺式经基化简便的方法。C C HHKMnO4C C HHMn O-OOH2C C HHOHOH 一般是将烯烃溶于稀碳酸钠或氢氧化钠中，然后在室温或更低的温度下，用微微过量的稀高锰酸钾溶液处理。除去二氧化锰沉淀，用合适的溶剂将生成的-二醇从水溶液中萃取出来。本法对长链单烯酸的羟基化，产率几乎是定量的。虽然本法手续简便，但由于试剂浓度低，因此当大量制备时
46、，带来一定的麻烦。73油酸氧化成顺式9,10-二羟基硬脂酸CH CH(CH2)7CO2HCH3(CH2)7KMnO4,NaOH0-10 CCH CH (CH2)7CO2HCH3(CH2)7OHOH96%上述方法对于水不溶的烯的氧化是不适宜的。采用相转移催化技术，使烯的氧化可以在水相及有机相的两相体系中顺利进行。在氯化三乙基苄基铵存在下，将环辛烯的二氯甲烷溶液与碱性高猛酿钾水溶液一起搅拌反应，即生成1，2-二羟基环辛烷KMnO4,NaOHOHOHTEBA,CH2Cl250%74 四氧化锇也是一种烯烃的顺式经基化试剂。通常，在室温下将四氢化锇与烯烃在醚中进行反应，渐渐生成锇酸酯，后者通常是沉淀，然
47、后分解，生成-二醇。最初生成锇酸酯的反应可被叔胺，特别是吡啶所加速。锇酸酯也可被多种试剂(如亚硫酸钠乙醇水溶液、硫化氢、甘露醇碱性溶液、氯酸钾酸性溶液等)所分解。C C HHC C HHOsO2OH2C C HHOHOHOsO4下列化合物在吡啶存在下，与四氧化锇反应，继而用硫化氢处理，生成顺式醇CH3OCH3CH3OsO4,pyridine,THFH2SCH3OCH3CH3OHOH75 四氧化锇氧化法虽然具有操作简便、产率高的优点，但是由于它的毒性及昂贵的价格其应用受到了限制。在催化量的四氧化锇存在下，用氯酸盐水溶液也能氧化烯烃，生成顺式-二醇。特别是对于有一定水溶性的烯的氧化，产率良好。环己
48、烯用氯酸钠水溶液及催化量四氧化锇处理，生成顺式二醇OsO4,NaClO3OHOH 过氧化氢在叔丁醇中，在四氧化锇催化下，能氧化各种烯烃成相应的顺式-二醇。反丁烯二酸乙酯，在四氧化锇催化下，用过氧化氢氧化。CH CH CO2EtEtO2COsO4,H2O2,t-BuOHCH CH CO2EtEtO2COHOH58%762、反式羟基化 过酸能氧化烯烃成环氧化物，后者可以不被分离直接水解-二醇。在所有情况下，发生顺式加成形成环氧化合物，反式开环生成-二醇。所以，总的结果是反式羟基化。常用的过酸是过甲酸、过乙酸、过三氟乙酸、过苯甲酸、单过邻苯二甲酸等等。将三氟乙酐加到过氧化氢在二氯甲烷的悬浮液中，生成
49、过三氟乙酸。然后将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应，继而与3的氯化氢的甲醇溶液一起回流，生成2,3戊二醇。CH CH CH3C2H51)CF3CO3F,CF3CO2-HN+Et3,CH2Cl2CH CH CH3C2H5OHOH2)HCl,MeOH74%773、烯烃的臭氧化 烯烃的臭氧化，首先形成臭氧化合物，若将其还原，则生成醇。然而在这反应过程生成的醇不是-二醇，而是在原来双键处断裂的醇。1-辛烯与臭氧反应生成臭氧化物，继而用氢化铝锂还原，则生成1-庚醇CH CH2CH3(CH2)51)O32)LiAlH4CH2 OHCH3(CH2)5硼氢化钠亦是臭氧化物还原
50、的有效试剂。78三、丙烯的三、丙烯的 位氧化位氧化RCH3 O RCH3OH 丙烯的位可以被一些氧化剂选择性地氧化，生成相应的,-不饱和醇。本法可以从烯合成用其他方法不易制得的醇。二氧化硒和过氧化物是常用的氧化剂。氧化反应大多在乙酸和乙酐的溶剂中进行，首先形成乙酸酯，接着水解生成醇。对于二氧化硒氧化，简单的烯不发生反应，五个碳以上的烯烃才能被氧化。通常环状烯烃氧化其产率比开链的好。环己烯于乙酐中，在7090下，加入亚硒酸进行反应，继而水解，生成2-环已烯醇。H2SeO3,Ac2OOCH3OOH2OH48 52%79 过氧化物氧化，需在氯化亚铜催化下进行。环已烯于乙酸中，用过氧化叔丁醇氧化，则以
