海南大学药物合成氧化反应课件.ppt
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- 海南 大学 药物 合成 氧化 反应 课件
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1、健康的人格,良好的习惯,健康的人格,良好的习惯,坚强的毅力是成功三秘诀。坚强的毅力是成功三秘诀。概概 述述HCHHHCHOHHCOOCOH氧 化 数:-3-1+1+3定义定义:狭义:狭义:加加氧氧去氢去氢 广义:广义:电子转移,使电子转移,使C C上电子云降低上电子云降低氧化还原反应的特点氧化还原反应的特点:条件难以控制条件难以控制实验室和工业上不同实验室和工业上不同,工业上工业上用用O2 Oxidation-reductions or redox reactions are an important group of organic reactions those involve the t
2、ransfer of electrons from one molecule to another.Loss of Electrons is Oxidation,Reducing agentGain of Electrons is Reduction,Oxidizing agentDrug Synthesis 第一节第一节 烃类的氧化烃类的氧化CCH2O一、苄位的氧化一、苄位的氧化 1.氧化成醛铬酐-醋酐(CrO3-Ac2O)氧化苄位甲基形成醛基二氯铬酰(Etard埃塔试剂)硝酸铈铵(Ce(NH4)2(NO2)6),CAN2.氧化成酸或酮铬酸/铬酐H+:KMnO4为氧化剂硝酸为氧化剂(稀硝酸)
3、空气氧化(O2)第一节第一节 烃类的氧化烃类的氧化CCH2O二、羰基二、羰基-位氧化位氧化 1.形成-位羟基酮 Pb(OAc)4 Hg(OAc)22.形成1,2-二羰基化合物 SeO2为氧化剂 第一节第一节 烃类的氧化烃类的氧化三、烯丙位的氧化反应三、烯丙位的氧化反应 1.SeO2/H2O/HOAc 2.酪酐吡啶(Collins试剂)OCollins Reagent3.有机过酸酯 第一节第一节 烃类的氧化烃类的氧化 一.苄位的氧化成醛成醛实例实例CH3CrOOOCCH3OCCH3OO+CHOCOCH3OCOCH3+GrOOOHOHH2OCHO铬酐铬酐-醋酐(醋酐(CrO3-Ac2O)氧化苄位甲
4、基形成醛基氧化苄位甲基形成醛基CrO3+HClH2SO410GrOOClClbp117 第一节第一节 烃类的氧化烃类的氧化 一.苄位的氧化成醛成醛实例实例二氯二氯铬铬酰(酰(Etard埃塔埃塔试剂)试剂)制备:制备:HCl、H2SO4滴加到滴加到CrO3中,蒸馏除水中,蒸馏除水CH3CH3CHOCH3EtardH3CCH3CH3H3CCH3CHOCAN50H3CCH3CH3H3CCH3COOHCAN50(反应在酸性介质中进行,不论有几个甲基,最终只氧化一个)(反应在酸性介质中进行,不论有几个甲基,最终只氧化一个)第一节第一节 烃类的氧化烃类的氧化 一.苄位的氧化成醛成醛实例实例硝酸铈铵(硝酸铈
5、铵(Ce(NH4)2(NO2)6),CAN Na2Cr2O7+H2O+H+CrO3+H2OC8H17CrO3/HOAc/H2SO4COOH 第一节第一节 烃类的氧化烃类的氧化 一.苄位的氧化成成酸或酮实例酸或酮实例铬酸铬酸/铬酐铬酐H+:OOCrO3/HOAc40H3COH3COOCrO3/HOAc(75%)40、2hrKMnO4为氧化剂为氧化剂CH3CH2CH2CH3COOHCOOHKMnO4不管侧链多长均被氧化成-COOHNO3-+4H+3eNO+2H2OCH3CH3CH3COOH40%HNO3只氧化一个-CH3硝酸为氧化剂(稀硝酸)硝酸为氧化剂(稀硝酸)空气氧化(空气氧化(O2)(在碱或
6、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)NCH3NCOOHO2/260V2O5RCH2CROCCHORHR慢CCORHRPb(OAc)4-OAcPb(OAc)3CCORHRPb(OAc)2OAcOAcRCHCROAcORCHCROHOH2O 第一节第一节 烃类的氧化烃类的氧化 二 羰基-位氧化 1.形成形成-位羟基酮实例位羟基酮实例 Pb(OAc)4 Hg(OAc)2H2CCOOEtCOOEtAcOHCCOOEtCOOEtHOHCCOOEtCOOEtPb(OAc)4水解 第一节第一节 烃类的氧化烃类的氧化 二 羰基-位氧化 1.形成形成-
7、位羟基酮位羟基酮 Pb(OAc)4 Hg(OAc)2CH2COCCO ORC CH2ROCCHROHROOSe2,3-迁移RCCHROSeOOHRCCHROSeOHORCCROO+SeSeO2为氧化剂为氧化剂 第一节第一节 烃类的氧化烃类的氧化 二 羰基-位氧化 2.形成形成1,2-二羰基化合物二羰基化合物 PhCH2COPhSeO2/HOAcPhC-CPhOO第一节第一节 烃类的氧化烃类的氧化 三三 烯丙位的氧化反应烯丙位的氧化反应 1.SeO2/H2O/HOAc H3CH3CCHH2CCH3CH2OHH3CCHH2CCH3SeO2HOAc环内双键,优先氧化环上的烯丙位环内双键,优先氧化环上
8、的烯丙位CH2CH3CH2CH3SeO2HOAcO第一节第一节 烃类的氧化烃类的氧化 三三 烯丙位的氧化反应烯丙位的氧化反应 2.2.酪酐酪酐吡啶吡啶 (Collins(Collins试剂试剂)CH3CH3OCrO3-Py/CH2Cl2(氧化的同时发生烯丙双键移位)铬酐吡啶(形成配合物称为铬酐吡啶(形成配合物称为Collins试剂(试剂(CrO3.2Py/CH2Cl2)OCollins Reagent第一节第一节 烃类的氧化烃类的氧化 三三 烯丙位的氧化反应烯丙位的氧化反应 3.3.有机过酸酯有机过酸酯 OHCH3CO3C(CH3)3C6H5COOCCH33OCH3COOCCH33O常用用有机
9、过酸酯氧化在分子中用有机过酸酯氧化在分子中 引入酰氧基后水解得到不饱和醇引入酰氧基后水解得到不饱和醇得烯丙醇第一节第一节 烃类的氧化烃类的氧化小结小结烃类的氧化有实际应用价值的主要发生在:烃类的氧化有实际应用价值的主要发生在:1.苄位的氧化苄位的氧化 2.羰基羰基-位氧化位氧化3.烯丙位的氧化反应烯丙位的氧化反应 使用不同的氧化剂可以得到不同的产物:使用不同的氧化剂可以得到不同的产物:1.氧化成醛氧化成醛:铬酐铬酐-醋酐醋酐;二氯二氯铬铬酰(酰(Etard埃塔埃塔试剂)试剂);硝酸铈铵;硝酸铈铵2.氧化成酸或酮:氧化成酸或酮:铬酸;铬酸;KMnO4;硝酸硝酸;空气;空气-Co 3.氧化成醇:氧
10、化成醇:Pb(OAc)4;Hg(OAc)2;有机过酸酯;有机过酸酯4.氧化成羰基:氧化成羰基:SeO2;Collins试剂试剂 第二节第二节 醇的氧化醇的氧化 一、一、伯、仲醇被氧化成醛、酮伯、仲醇被氧化成醛、酮 1.铬酸为氧化剂 2.Jones试剂:26.72gCrO3+23mlH2SO43铬酐吡啶络合物 Collins试剂:CrO3:Py=1:2;PCC:氯铬酸吡啶盐;PDC:重铬酸吡啶盐.适合于所有对酸敏感的官能团的醇类氧化,烯丙位、苄位-OH(不改变双键位置)4.锰化合物的氧化 5.Ag2CO3为氧化剂 6.二甲亚砜DCC Pfitznor-Moffat 氧化法 7.Oppenauer
11、氧化 二、二、醇被氧化成羧酸醇被氧化成羧酸三、三、1,2-二醇的氧化二醇的氧化 第二节第二节 醇的氧化醇的氧化 一一 伯、仲醇被氧化成醛伯、仲醇被氧化成醛CHOHRRCrOHOHOOCHORRCrHOOO+快CORRCrOHOOHHC ORRCrOHOOH HOCrOOH慢+H3O+H2O1.铬酸为氧化剂铬酸为氧化剂 H2CrO4 第二节第二节 醇的氧化醇的氧化 一一 伯、仲醇被氧化成醛、酮伯、仲醇被氧化成醛、酮 2.2.Jones试剂试剂H3CHC COHOCH3H3CC CO OCH3Jones试剂(不氧化苄甲基)2.Jones试剂试剂:26.72gCrO3+23mlH2SO4HOJone
12、s试剂O 第二节第二节 醇的氧化醇的氧化 一一 伯、仲醇被氧化成醛、酮伯、仲醇被氧化成醛、酮 3.3.铬酐铬酐吡啶络合物吡啶络合物OCrOOOCrClOOHOCrOOHNCl+HClN3铬酐铬酐吡啶络合物吡啶络合物 Collins试剂:试剂:CrO3:Py=1:2;PCC:氯铬酸吡啶盐;PDC:重铬酸吡啶盐.适合于所有对酸敏感的官能团的醇类氧化,烯丙位、苄位-OH(不改变双键位置)第二节第二节 醇的氧化醇的氧化 一一 伯、仲醇被氧化成醛、酮伯、仲醇被氧化成醛、酮 3.3.铬酐铬酐吡啶络合物吡啶络合物CHCHCH2OHCHCHCHOCrO3/PyHOCH2OHHOCHOCrO3/Py 第二节第二
13、节 醇的氧化醇的氧化 一一 伯、仲醇被氧化成醛、酮伯、仲醇被氧化成醛、酮 4.4.锰化合物的氧化锰化合物的氧化 H+强O H-中MnO4-+2H2O+3eMnO2+4OHHCOHNCON-位无H-位有HRH2C CHH2CROHR CHCH2CROHOH被MnO4氧化断裂,使产物复杂。避免方法:加Mg2+、Al3+KMnO4氧化氧化:第二节第二节 醇的氧化醇的氧化 一一 伯、仲醇被氧化成醛、酮伯、仲醇被氧化成醛、酮 4.4.锰化合物的氧化锰化合物的氧化 CH CH3OHCH CH3OHCCH3OCCH3OKMnO4Mg(NO3)266%活性活性MnO2:新鲜制备的新鲜制备的MnO2,用于烯丙醇
14、的氧化,用于烯丙醇的氧化HOHOOHOHOOH活 性 MnO2 第二节第二节 醇的氧化醇的氧化 一一 伯、仲醇被氧化成醛、酮伯、仲醇被氧化成醛、酮 5.5.Ag2CO3为氧化剂为氧化剂 AgNO3+Na2CO3藻土Ag2CO3均匀分布在载体上HOOHOOHAg2CO3CH3COCH3OHOHOOHAg2CO3用用Ag2CO3为氧化剂,烯丙位羟基较仲醇更易被氧化,二元醇只氧为氧化剂,烯丙位羟基较仲醇更易被氧化,二元醇只氧化其中一个羟基化其中一个羟基 第二节第二节 醇的氧化醇的氧化 一一 伯、仲醇被氧化成醛、酮伯、仲醇被氧化成醛、酮 6.6.二甲亚砜二甲亚砜二甲基亚砜可被二甲基亚砜可被DCCDCC
15、、AcAc2 2O O、三氟乙酸酐、草酰氯、三氧、三氟乙酸酐、草酰氯、三氧化硫等活化,生成活性的锍盐化硫等活化,生成活性的锍盐(sulfonium salt)在温和条在温和条件下将醇氧化生成醛或酮,同时臭味的二甲硫醚。件下将醇氧化生成醛或酮,同时臭味的二甲硫醚。适合于甾族、生物碱及碳水化合物等的氧化适合于甾族、生物碱及碳水化合物等的氧化 第二节第二节 醇的氧化醇的氧化 一一 伯、仲醇被氧化成醛、酮伯、仲醇被氧化成醛、酮 6.二甲亚砜二甲亚砜NCNSOCH3H3CHNCNHOSH3CCH3立体位阻大的醇不易氧化(体现了选择性)OCOCH3HOCOCH3OH3CDMSODCC:99%:6.5%二甲
16、亚砜二甲亚砜DCC Pfitznor-Moffat 氧化法氧化法HOCH2RRH2COSCH3CH3RHCOHSCH3CH3+-H臭 第二节第二节 醇的氧化醇的氧化 一一 伯、仲醇被氧化成醛、酮伯、仲醇被氧化成醛、酮 7.Oppenauer氧化氧化 RHCHORR CORH3CHCOHCH3CH3CCH3O+Al(O-iPr)3+Oppenauer(奥芬脑尔奥芬脑尔)氧化是用羰基化合物作为氧化剂,在烷氧化是用羰基化合物作为氧化剂,在烷氧基铝存在下将仲醇氧化成酮的有效方法,但不适合伯醇的氧化。氧基铝存在下将仲醇氧化成酮的有效方法,但不适合伯醇的氧化。使用的氧化剂有:丙酮,环己酮,二苯酮等使用的氧
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