氧化反应合成醛酮炔烃通过硼氢化作用课件

氧化反氧化反应合成合成醛酮炔炔烃通通过硼硼氢化作用化作用We Are Determined To Serve You Better2前前 言言 醛和酮是一类重要的有机化合物，其合成在有机合成中占醛和酮是一类重要的有机化合物，其合成在有机合成中占有非常重要的地位。醛和酮的合成方法繁多，新合成途径有非常重要的地位。醛和酮的合成方法繁多，新合成途径也层出不穷。本部分主要以官能团的转换为主线，依次讨也层出不穷。本部分主要以官能团的转换为主线，依次讨论了由醇、卤化物，甲基、亚甲基、羧酸及其衍生物、烯论了由醇、卤化物，甲基、亚甲基、羧酸及其衍生物、烯烃、炔烃、醚及环氧化合物、胺、硝基化合物等转换为醛烃、炔烃、醚及环氧化合物、胺、硝基化合物等转换为醛酮的方法。酮的方法。2We Are Determined To Serve You Better32由醇合成醛酮由醇合成醛酮 由醇合成醛酮是有机合成中的一类非常重要的反应。由醇合成醛酮是有机合成中的一类非常重要的反应。伯醇的氧化可以得到醛。由于醛处于醇与羧酸的中间氧化状态，伯醇的氧化可以得到醛。由于醛处于醇与羧酸的中间氧化状态，就就必须选择适当的氧化剂加以控制，不致氧化过度而生成羧酸。必须选择适当的氧化剂加以控制，不致氧化过度而生成羧酸。仲醇的氧化得到酮。但仲醇过度氧化可以导致分子开裂。由叔仲醇的氧化得到酮。但仲醇过度氧化可以导致分子开裂。由叔醇的氧化开裂、转位等反应也能合成酮，但实用范围不大。醇的氧化开裂、转位等反应也能合成酮，但实用范围不大。醇的氧化就必须从所使用氧化剂氧化性的强弱、醇分子的结构醇的氧化就必须从所使用氧化剂氧化性的强弱、醇分子的结构以及反应条件等多个方面考虑。本部分主要讨论铬氧化剂活性以及反应条件等多个方面考虑。本部分主要讨论铬氧化剂活性MnO2MnO2、DMSODMSO试剂、氧铵盐、高价碘化物等氧化剂在醇氧化合成试剂、氧铵盐、高价碘化物等氧化剂在醇氧化合成醛酮反应中的应用。醛酮反应中的应用。3We Are Determined To Serve You Better4常用的铬（常用的铬（VI）试剂主要有三氧化铬（）试剂主要有三氧化铬（CrO3）、重铬酸、铬酸酯）、重铬酸、铬酸酯CrO2(OCOR)2、铬酰氯（、铬酰氯（CrO2Cl2）等。为了控制醇不被过度氧）等。为了控制醇不被过度氧化，化学家已经开发了种种氧化方法，最常用的方法有化，化学家已经开发了种种氧化方法，最常用的方法有Jones氧化氧化法（法（Cr2O3/H2SO4/acetone）、）、Collins氧化法（氧化法（Cr2O32Py）PCC（Pyrindium Chlorochromate）及）及PDC（Pyrindium Dichromate）氧化法等。氧化法等。2.1铬（铬（VI）试剂）试剂4We Are Determined To Serve You Better52.1.1 Jones氧化（氧化（CrO3/H2SO4/acetone）JonesJones试剂通常可以将伯醇氧化成酸，把仲醇氧化成酮试剂通常可以将伯醇氧化成酸，把仲醇氧化成酮5We Are Determined To Serve You Better6Collins氧化法是利用氧化法是利用CrO3-pyridine配合物将伯醇和仲醇依次配合物将伯醇和仲醇依次氧化成醛（和氧化成醛（和/或酸）和酮的方法。或酸）和酮的方法。2.1.2 Collins氧化氧化（CrO32Py）Collins氧化法是在氧化法是在Sarett氧化法（以吡啶为溶剂）基础上的改进，氧化法（以吡啶为溶剂）基础上的改进，以二氯甲烷为溶剂氧化伯醇为醛以二氯甲烷为溶剂氧化伯醇为醛C.Collins,W.W.Hess,C.Collins,W.W.Hess,Org.Syn.52,5(1972);52,5(1972);R.W.Ratcliffe,R.W.Ratcliffe,ibid.55,84(1976).55,84(1976).）.6We Are Determined To Serve You Better7PCC易于合成和保存，操作简单，是将伯醇和仲醇氧化成易于合成和保存，操作简单，是将伯醇和仲醇氧化成醛和酮的应用最广的氧化方法。醛和酮的应用最广的氧化方法。PCC中所用的碱除吡啶外，中所用的碱除吡啶外，也可以是其它碱，且随着碱性部分碱性的增强，氧化的选择也可以是其它碱，且随着碱性部分碱性的增强，氧化的选择性也提高。其中，性也提高。其中，DMAPHCrO3Cl为适用于烯丙醇类及苄醇为适用于烯丙醇类及苄醇类的选择性氧化试剂。类的选择性氧化试剂。2.1.3 PCC(Pyrindium Chlorochromate)氧化氧化PCC的氧化以均相反应为主，但有的方法是将催化剂吸附于硅胶、的氧化以均相反应为主，但有的方法是将催化剂吸附于硅胶、氧化氧化铝等无机载体或离子交换树脂等有机高分子载体上，对醇铝等无机载体或离子交换树脂等有机高分子载体上，对醇作非均相催化氧化。后处理简单并可控制反应的选择性。作非均相催化氧化。后处理简单并可控制反应的选择性。7We Are Determined To Serve You Better8PDCPDC的氧化能力较的氧化能力较PCCPCC强，其氧化作用一般在中性条件下进行，强，其氧化作用一般在中性条件下进行，而而PCCPCC则需在酸性中进行。因此，对酸不稳定的化合物用则需在酸性中进行。因此，对酸不稳定的化合物用PCCPCC氧化时氧化时,必须在醋酸钠存在下进行。必须在醋酸钠存在下进行。PDCPDC的氧化一般在二氯甲的氧化一般在二氯甲烷中进行，如在烷中进行，如在DMFDMF中进行时，氧化性增强，能将伯醇最终氧中进行时，氧化性增强，能将伯醇最终氧化成酸。化成酸。PDCPDC的氧化操作基本和的氧化操作基本和PCCPCC相同，这里不再举例说明。相同，这里不再举例说明。2.1.4 PDC（Pyrindium Dichromate）氧化）氧化8We Are Determined To Serve You Better92.2 用活性用活性MnO2氧化氧化（Organic Syntheses,Coll.Vol.9,p.136;Vol.73,p.44）活性活性MnO2广泛用于氧化与广泛用于氧化与-不饱和基团（三键，双键、芳香不饱和基团（三键，双键、芳香环）的环）的位的醇（烯丙醇，苄醇等）。对于烯丙醇，其氧化条位的醇（烯丙醇，苄醇等）。对于烯丙醇，其氧化条件温和，不会引起双键的异构化。件温和，不会引起双键的异构化。MnO2 2的活性（国产与进口）的活性（国产与进口）及溶剂的选择对反应至关重要，常用的溶剂有二氯甲烷、乙醚、及溶剂的选择对反应至关重要，常用的溶剂有二氯甲烷、乙醚、石油醚、己烷、丙酮等。石油醚、己烷、丙酮等。(Organic Syntheses,Coll.Vol.7,p.102;Vol.62,p.111)9We Are Determined To Serve You Better102.3 用用DMSO氧化氧化DMSODMSO可由各种亲电试剂（可由各种亲电试剂（E E）活化后与醇反应，生成烷氧基硫）活化后与醇反应，生成烷氧基硫盐，接着发生消除，生成醛或酮。盐，接着发生消除，生成醛或酮。亲电试剂有亲电试剂有DCC，(CH3CO)2O，(CF3CO)2O，SOCl2，(COCl)2等等.10We Are Determined To Serve You Better11Swern氧化目前是该类氧化方法中最为常用的一种。各种酰氯氧化目前是该类氧化方法中最为常用的一种。各种酰氯及亚硫酰氯都可作为作为及亚硫酰氯都可作为作为DMSODMSO的活化剂，而由草酰氯活化的的活化剂，而由草酰氯活化的DMSODMSO对醇的氧化最为合适。对醇的氧化最为合适。该反应一般在中性条件下进行，该反应一般在中性条件下进行，可应用于各类对酸敏感的底物。可应用于各类对酸敏感的底物。2.3.2 DMSO-(COCl)2氧化氧化（Swern Oxidation）(Organic Syntheses,Coll.Vol.10,p.320;Vol.77,p.64)11We Are Determined To Serve You Better12(Organic Syntheses,Coll.Vol.5,p.242;Vol.47,p.25)(Organic Syntheses,Coll.Vol.6,p.218;Vol.56,p.99)2.3.1 DMSO-DCC氧化氧化(Pfitzner-Moffatt Oxidation or Moffatt Oxidation)将将DCCDCC溶于溶于DMSODMSO中，然后加入醇与氢受体而进行氧化反应，氢的中，然后加入醇与氢受体而进行氧化反应，氢的给予体可用磷酸、三氟醋酸、吡啶给予体可用磷酸、三氟醋酸、吡啶-磷酸、吡啶磷酸、吡啶-三氟醋酸等。三氟醋酸等。该方法广泛用于酸敏感保护基保护的糖类的氧化，反应一般在该方法广泛用于酸敏感保护基保护的糖类的氧化，反应一般在室温进行，比较方便，但缺点是除去氧化副产物尿素衍生物比室温进行，比较方便，但缺点是除去氧化副产物尿素衍生物比较困难。此时则用较困难。此时则用SwernSwern氧化法较为方便。氧化法较为方便。12We Are Determined To Serve You Better13用用DMSO-Cl2和和DMS-NCS体系使醇氧化虽应用广泛且收率也高，体系使醇氧化虽应用广泛且收率也高，但还是以但还是以DMSO-(COCl)2氧化较为方便。氧化较为方便。2.3.3 DMSO-Cl2，DMS-NCS（Corey-Kim氧化）氧化）E.J.Corey,C.U.Kim,J.Am.Chem.Soc.94,7586(1972).（Organic Syntheses,Coll.Vol.6,p.220;Vol.58,p.122）13We Are Determined To Serve You Better142.3.4 DMSO-SO3-Pyridine该方法条件温和，一般用于糖化学较多该方法条件温和，一般用于糖化学较多14We Are Determined To Serve You Better152.5 用高价碘试剂氧化用高价碘试剂氧化高价碘氧化剂可以在中性或接近中性的条件下，在室温很温和高价碘氧化剂可以在中性或接近中性的条件下，在室温很温和的将伯醇和仲醇氧化为醛酮。一般用二氯甲烷作溶剂。常用的高的将伯醇和仲醇氧化为醛酮。一般用二氯甲烷作溶剂。常用的高价碘氧化剂有三种，即价碘氧化剂有三种，即(Diacetoxyiodo)benzene(DIB)，o-iodoxybenzoic acid(IBX)和和Dess-Martin periodinane(DMP)。DMP可由邻碘苯甲酸通过两步反应制得。(Dess,D.B.;Martin J.C.,J.Org.Chem.,1983,48,4188)15We Are Determined To Serve You Better16(Synthesis 2002,No.3,326330)DMPDMP氧化反应示例：氧化反应示例：(Turk.J.Chem.2003,27,713-716)IBXIBX氧化反应示例：氧化反应示例：Dess-Martin氧化示例氧化示例16We Are Determined To Serve You Better172.4 用漂白粉（次氯酸钠）氧化用漂白粉（次氯酸钠）氧化(Organic Syntheses,Coll.Vol.8,p.367;Vol.69,p.212)用氧铵盐氧化醇即可得到相应的醛酮。用氧铵盐氧化醇即可得到相应的醛酮。用氧铵盐氧化示例：用氧铵盐氧化示例：17We Are Determined To Serve You Better182.4 次氯酸钠用氧化次氯酸钠用氧化(Organic Syntheses,Coll.Vol.8,p.367;Vol.69,p.212)用次氯酸钠氧化醇即可得到相应的醛酮。用次氯酸钠氧化醇即可得到相应的醛酮。18We Are Determined To Serve You Better192.6 亚硝酸钠和醋酐氧化亚硝酸钠和醋酐氧化 一个较实用的合成醛的方法，反应一般在室温下进行，反一个较实用的合成醛的方法，反应一般在室温下进行，反应时间较短，可氧化大部分伯醇、烯丙醇和苄醇，而且产率应时间较短，可氧化大部分伯醇、烯丙醇和苄醇，而且产率较高，副反应较少。较高，副反应较少。19We Are Determined To Serve You Better202.7 其它氧化方法其它氧化方法其它的氧化方法还有其它的氧化方法还有TPAP Perruthenate-Ley 氧化，氧化，Oppenauer氧化，碳酸银和氧化银氧化，过渡金属氧化剂氧氧化，碳酸银和氧化银氧化，过渡金属氧化剂氧化等。化等。TPAP(n-Pr4NRuO4)是比较温和的将醇氧化为醛酮是比较温和的将醇氧化为醛酮的方法的方法(Reviews:Ley,Synthesis,1994,639)，反应为均相，收，反应为均相，收率较高，常用于对复杂分子的氧化率较高，常用于对复杂分子的氧化.(Harran,ACIEE,2001,4766)20We Are Determined To Serve You Better21氧化氧化1,2-1,2-二醇的氧化剂一般为过碘酸及四醋酸铅。用过碘酸氧化的反应虽二醇的氧化剂一般为过碘酸及四醋酸铅。用过碘酸氧化的反应虽然选择性好且有意义，但因氧化剂不溶于有机溶，应用受到了限制。为了弥然选择性好且有意义，但因氧化剂不溶于有机溶，应用受到了限制。为了弥补这个缺点，可用相转移催化剂的双相体系氧化的改良法或使用硅胶的非均补这个缺点，可用相转移催化剂的双相体系氧化的改良法或使用硅胶的非均相反应，二者都很有效。乙酸钴，硝酸铊也可氧化相反应，二者都很有效。乙酸钴，硝酸铊也可氧化1,2-1,2-二醇类化合物。二醇类化合物。2.8 二醇的氧化二醇的氧化DMDO(dimethyldioxirane)DMDO(dimethyldioxirane)，NaOCl/HACNaOCl/HACb b可选择性氧化仲醇可选择性氧化仲醇21We Are Determined To Serve You Better22伯卤甲基和仲卤甲基可以通过多种方法的氧化成醛酮。通常伯卤甲基和仲卤甲基可以通过多种方法的氧化成醛酮。通常所用的氧化剂有所用的氧化剂有DMSO（Kornblum反应）、硝基化合物反应）、硝基化合物（Hass反应）、乌洛托品（反应）、乌洛托品（Sommelet反应）、对亚硝基二反应）、对亚硝基二甲苯胺氧化吡啶翁盐（甲苯胺氧化吡啶翁盐（Krohnke反应）、胺氧化物等。将反应反应）、胺氧化物等。将反应活性好的卤甲基化合物与活性好的卤甲基化合物与DMSO反应，生成烷氧基锍基，然后反应，生成烷氧基锍基，然后起起-消除反应而得醛。消除反应而得醛。3.由卤化物合成醛酮由卤化物合成醛酮3.1 3.1 由伯卤甲基和仲卤甲基的氧化合成醛酮由伯卤甲基和仲卤甲基的氧化合成醛酮22We Are Determined To Serve You Better23本法对于活性高的卤甲基化合物收率很好，对于活性低的卤甲本法对于活性高的卤甲基化合物收率很好，对于活性低的卤甲基化合物，可先将其变成碘化物，然后再进行反应可得较高收基化合物，可先将其变成碘化物，然后再进行反应可得较高收率。对于仲卤代物经常发生消除反应，酮的收率低下。但对率。对于仲卤代物经常发生消除反应，酮的收率低下。但对-卤代酮或卤代酮或-卤代酯等活性较高的仲卤代物而言，相应的醛酮的卤代酯等活性较高的仲卤代物而言，相应的醛酮的收率也较高。收率也较高。(N.Kornblum,J.Am.Chem.Soc.,1959,81,4113)3.1.1 用用DMSO氧化（氧化（Kornblum反应）反应）23We Are Determined To Serve You Better24将卤甲基化合物与硝基烷烃的钠盐反应，可得相应的醛。将卤甲基化合物与硝基烷烃的钠盐反应，可得相应的醛。3.1.2 用硝基化合物氧化（用硝基化合物氧化（Hass反应）反应）24We Are Determined To Serve You Better25将卤甲基化合物与乌洛托品（六甲基四胺，将卤甲基化合物与乌洛托品（六甲基四胺，HMTHMT）反应，）反应，然后用酸水解可得相应的醛。这是将芳香族甲基变成醛的一然后用酸水解可得相应的醛。这是将芳香族甲基变成醛的一个有效方法。个有效方法。3.1.3 用乌洛托品氧化（用乌洛托品氧化（Sommelet反应）反应）25We Are Determined To Serve You Better26F.Krhnke et al.,Ber.69,2006(1936);71,2583(1938);72,440(1939).3.1.4 3.1.4 用对亚硝基二甲苯胺氧化吡啶翁盐氧化（用对亚硝基二甲苯胺氧化吡啶翁盐氧化（KrhnkeKrhnke反应）反应）胺氧化物与卤化氧化物盐，将该盐用碱处理或热分解变可得醛。胺氧化物与卤化氧化物盐，将该盐用碱处理或热分解变可得醛。3.1.53.1.5用胺氧化物氧化用胺氧化物氧化26We Are Determined To Serve You Better27将二卤甲基或二卤亚甲基化合物在酸性或碱性条件下水解，将二卤甲基或二卤亚甲基化合物在酸性或碱性条件下水解，则生成相应的醛酮。比如则生成相应的醛酮。比如9 9，9-9-二溴芴在醋酸中，于醋酸钠存在二溴芴在醋酸中，于醋酸钠存在下加热回流即可以良好的收率生成芴酮。下加热回流即可以良好的收率生成芴酮。3.2 由二卤甲基或二卤亚甲基合成醛酮由二卤甲基或二卤亚甲基合成醛酮(Organic Syntheses,Coll.Vol.2,p.133;Vol.12,p.12)27We Are Determined To Serve You Better283.3 由有机金属化合物的甲酰化合成醛由有机金属化合物的甲酰化合成醛有机金属化合物（有机镁、有机锂化合物）与亲电的甲酰化试有机金属化合物（有机镁、有机锂化合物）与亲电的甲酰化试剂反应可以得到相应的醛。甲酰化试剂以甲酸酯类、甲酰胺类剂反应可以得到相应的醛。甲酰化试剂以甲酸酯类、甲酰胺类用得较普遍，以用得较普遍，以DMF或或N-甲酰哌啶使用较为方便。常称为甲酰哌啶使用较为方便。常称为Bouveault反应。反应。常用的甲酰化试剂有：常用的甲酰化试剂有：HCOOMeHCOOMe，HCOOEtHCOOEt CH(OCHCH(OCH3 3)3 3，PhN=CHOEt PhN=CHOEt，PhN(Me)CHOPhN(Me)CHO，DMFDMF，LM(CO)xLM(CO)x，28We Are Determined To Serve You Better29有机金属化合物的甲酰化合成醛示例有机金属化合物的甲酰化合成醛示例29We Are Determined To Serve You Better30芳基卤化物及乙烯基卤化物在芳基卤化物及乙烯基卤化物在Pd催化剂的存在下与催化剂的存在下与H2及及CO反应则生成醛。反应则生成醛。该法为高压反应，如用该法为高压反应，如用Si-H或或Sn-H为还原剂，则也可在低压为还原剂，则也可在低压下进行甲酰化。下进行甲酰化。V.P.Baillargeon,J.Am.Chem.Soc.,1986,108,4523.4 由由Pd催化反应合成醛催化反应合成醛30We Are Determined To Serve You Better313.4 由由Pd催化反应合成醛酮催化反应合成醛酮31We Are Determined To Serve You Better32羰基及与芳香环相邻的活泼甲基、亚甲基很容易被羰基及与芳香环相邻的活泼甲基、亚甲基很容易被SeO2氧化为相应的醛酮。反应操作简单，选择性、重复性良好。氧化为相应的醛酮。反应操作简单，选择性、重复性良好。4由活泼甲基或活泼亚甲基烷烃合成醛酮由活泼甲基或活泼亚甲基烷烃合成醛酮甲基可被许多氧化剂如甲基可被许多氧化剂如SeO2SeO2、铬酸、次卤酸等氧化为醛，特、铬酸、次卤酸等氧化为醛，特别是与羰基及芳香环相邻的活性甲基更易氧化。其中别是与羰基及芳香环相邻的活性甲基更易氧化。其中SeO2SeO2的的选择性较好，是最常用的氧化方法之一。相比之下，由亚甲选择性较好，是最常用的氧化方法之一。相比之下，由亚甲基氧化合成酮的方法较多。主要有用基氧化合成酮的方法较多。主要有用SeO2SeO2氧化、用空气氧化、氧化、用空气氧化、用铬酸氧化、用高锰酸盐氧化、用醌氧化等方法。用铬酸氧化、用高锰酸盐氧化、用醌氧化等方法。32We Are Determined To Serve You Better33(Organic Syntheses,Coll.Vol.9,p.396;Vol.71,p.181)(Organic Syntheses,Coll.Vol.2,p.509;Vol.15,p.67)4.1 用用SeO2氧化合成醛酮氧化合成醛酮(Organic Syntheses,Coll.Vol.10,p.204;Vol.79,p.125)33We Are Determined To Serve You Better34二芳基甲烷衍生物比较容易氧化，由于产物酮是稳定的，所二芳基甲烷衍生物比较容易氧化，由于产物酮是稳定的，所以各种氧化均能有良好收率。比如芴或二芳基甲烷在以各种氧化均能有良好收率。比如芴或二芳基甲烷在CoCo2 2O O的存的存在下，空气氧化可以定量得到相应的酮二芳基甲烷衍生物在叔在下，空气氧化可以定量得到相应的酮二芳基甲烷衍生物在叔丁醇钾、丁醇钾、Triton BTriton B、KOHKOH等碱存在下，用氧气使之氧化酮的收率等碱存在下，用氧气使之氧化酮的收率很高。很高。4.2用空气氧化合成酮用空气氧化合成酮(T.L.Cairns,J.Am.Chem.Soc.,1951,73,1270)34We Are Determined To Serve You Better35烯丙位或苄位的亚甲基易被铬酸氧化成酮。用过量的氧化烯丙位或苄位的亚甲基易被铬酸氧化成酮。用过量的氧化剂且在激烈的反应条件下进行反应时，生成的酮会进一步氧剂且在激烈的反应条件下进行反应时，生成的酮会进一步氧化开裂而生成羧酸。用大过量的化开裂而生成羧酸。用大过量的CollinsCollins试剂或试剂或PCCPCC在在DCMDCM中回中回流；或在硅藻土或分子筛存在下使用流；或在硅藻土或分子筛存在下使用PCCPCC；以及用；以及用PCCPCC时使用时使用3 3，5-5-二甲基吡啶，则能高收率地将亚甲基变成酮。二甲基吡啶，则能高收率地将亚甲基变成酮。4.3 用铬酸氧化合成酮用铬酸氧化合成酮用用PCC-PCC-硅藻土氧化合成酮示例：硅藻土氧化合成酮示例：(E.J.Parish,Synth.Commun.,1987,17,1227)35We Are Determined To Serve You Better36使用高锰酸钾，在温和的条件下，能合成酮。使用高锰酸钾，在温和的条件下，能合成酮。用用2 2，3-3-二氯二氯-5-5，6-6-二氰基对苯醌（二氰基对苯醌（DDQDDQ）氧化富电子的芳）氧化富电子的芳环苄位，能生成酮。环苄位，能生成酮。4.4 用其他氧化剂用其他氧化剂36We Are Determined To Serve You Better37一般直接还原羧酸得醛，而是先将羧酸还原至醇后再氧化比较可靠。一般直接还原羧酸得醛，而是先将羧酸还原至醇后再氧化比较可靠。但化学家也开发出了一些比较有用的直接还原方法，如用有机硼氢化物但化学家也开发出了一些比较有用的直接还原方法，如用有机硼氢化物2 2，3-3-二甲基二甲基-2-2-丁基甲硼烷、丁基甲硼烷、1 1，1 1，2-2-三甲基丙基卤代甲硼烷、三甲基丙基卤代甲硼烷、9-BBN9-BBN等等还原羧酸为醛。这些方法用于脂肪羧还原时非常有效。氢化氨基铝是一还原羧酸为醛。这些方法用于脂肪羧还原时非常有效。氢化氨基铝是一种很好的羧酸还原试剂，可高收率地得到醛。氢化氨基铝可由种很好的羧酸还原试剂，可高收率地得到醛。氢化氨基铝可由LAHLAH与与N-N-甲甲基哌嗪制取。基哌嗪制取。5由羧酸及其衍生物合成醛酮由羧酸及其衍生物合成醛酮5.15.1由羧酸合成醛由羧酸合成醛5.1.1用金属氢化物还原37We Are Determined To Serve You Better385.2由酰氯及酸酐合成醛酮由酰氯及酸酐合成醛酮 酰氯经催化氢化还原为醛称为酰氯经催化氢化还原为醛称为RosenmundRosenmund法。通常在酰氯的二法。通常在酰氯的二甲苯或甲苯溶液中，加入喹啉甲苯或甲苯溶液中，加入喹啉-S-S或硫尿等催化剂钝化剂，加热或硫尿等催化剂钝化剂，加热通氢并使生成的通氢并使生成的HClHCl脱离反应体系。如果甲硅烷或甲锡烷替代氢，脱离反应体系。如果甲硅烷或甲锡烷替代氢，收率可进一步提高。收率可进一步提高。5.2 用用Rosenmund法合成法合成K.W.Rosenmund,Ber.51,585(1918);K.W.Rosenmund,F.Zetzsche,ibid.54,425(1921).（Organic Syntheses,Coll.Vol.6,p.1007;Vol.51,p.8）38We Are Determined To Serve You Better39将酯部分还原为醛常用的试剂有将酯部分还原为醛常用的试剂有DIBALDIBAL及双（及双（2-2-甲氧基乙氧甲氧基乙氧基）氢化铝钠（基）氢化铝钠（SBMEASBMEA）。）。DIBALDIBAL对官能团的选择性高，即使对官能团的选择性高，即使分子内存在缩醛基，卤素、环氧基、氨基甲酰基几叔丁基硅分子内存在缩醛基，卤素、环氧基、氨基甲酰基几叔丁基硅醚基团时，也可将酯及内酯转化为醛及邻位羟基内醚，所以醚基团时，也可将酯及内酯转化为醛及邻位羟基内醚，所以可用于许多天然物的合成。可用于许多天然物的合成。SBMEASBMEA的选择性更高，如在的选择性更高，如在-70-70以下温度，对酰胺、腈及叔丁酯均无影响。以下温度，对酰胺、腈及叔丁酯均无影响。注意过度还原注意过度还原(反反应温度应温度,加料速度及时间加料速度及时间).).5.35.3由酯及内酯合成醛由酯及内酯合成醛（Organic Syntheses,Coll.Vol.10,p.66;Vol.78,p.177）39We Are Determined To Serve You Better40用用LAHLAH等金属氢化物还原等金属氢化物还原N N，N-N-二取代酰胺，中间经历的半二取代酰胺，中间经历的半缩醛比较稳定，反应能停于此阶段而最终的醛。缩醛比较稳定，反应能停于此阶段而最终的醛。DIBALDIBAL和和SBMEASBMEA因其操作简单，活性适中，经常用来还原酰胺为醛。因其操作简单，活性适中，经常用来还原酰胺为醛。用用LAHLAH等金属氢化物还原等金属氢化物还原N N，N-N-二取代酰胺，中间经历的半缩二取代酰胺，中间经历的半缩醛比较稳定并不是因为醛比较稳定并不是因为N N，N-N-二取代酰胺，而是分子内一定二取代酰胺，而是分子内一定有配位键的存在，使得中间体缩醛稳定，例如：有配位键的存在，使得中间体缩醛稳定，例如：-烷氧基的烷氧基的双取代酰胺，双取代酰胺，Weinreb Type Weinreb Type 酰胺原理都是一样的。酰胺原理都是一样的。5.4 由酰胺合成醛酮由酰胺合成醛酮40We Are Determined To Serve You Better415.5由酯或酰氯经由酯或酰氯经Weinreb酰胺合成醛酮酰胺合成醛酮酯和酰氯与有机锂试剂、格氏试剂反应，产生的酮活性较高酯和酰氯与有机锂试剂、格氏试剂反应，产生的酮活性较高继续反应最终得醇。继续反应最终得醇。41We Are Determined To Serve You Better42如果将酯和酰氯变为相应的如果将酯和酰氯变为相应的WeinrebWeinreb酰胺再与有机锂试剂、格氏酰胺再与有机锂试剂、格氏试剂反应则能将反应停止到醛或酮的阶段试剂反应则能将反应停止到醛或酮的阶段。WeinrebWeinreb酰胺和有机金属试剂的加成物形成了稳定的配合物使反应不再继酰胺和有机金属试剂的加成物形成了稳定的配合物使反应不再继续。配合物水解则得到酮。续。配合物水解则得到酮。5.5由酯或酰氯经由酯或酰氯经Weinreb酰胺合成醛酮酰胺合成醛酮42We Are Determined To Serve You Better43由由Weinreb酰胺还原合成醛反应示例酰胺还原合成醛反应示例43We Are Determined To Serve You Better44（Organic Syntheses,Coll.Vol.10,p.509;Vol.77,p.29）其它由酰胺合成醛酮示例其它由酰胺合成醛酮示例44We Are Determined To Serve You Better455.6 由氰合成醛酮由氰合成醛酮 腈还原到的醛一般是通过向腈化物中加入等当量至稍过腈还原到的醛一般是通过向腈化物中加入等当量至稍过量的量的DIBALDIBAL，00以下进行反应。以下进行反应。该法对缩醛及卤化物不反该法对缩醛及卤化物不反应，但除羧酸外会先与其它羰基化合物作用，所以通常要应，但除羧酸外会先与其它羰基化合物作用，所以通常要保护这些羰基后再进行反应。保护这些羰基后再进行反应。Raney Ni Raney Ni 的活性作适当调节，的活性作适当调节，可以催化还原腈到醛。通常用亚磷酸钠和甲酸钝化可以催化还原腈到醛。通常用亚磷酸钠和甲酸钝化Raney Raney NiNi。也有在。也有在N N，N-N-二苯基乙二胺或氨基脲共存下制得醛衍生二苯基乙二胺或氨基脲共存下制得醛衍生物的方法。腈与物的方法。腈与GrignardGrignard试剂反应，可以将腈变为酮。由试剂反应，可以将腈变为酮。由于反应中形成了活性低的酮亚胺盐，当反应停于此阶段，于反应中形成了活性低的酮亚胺盐，当反应停于此阶段，则经水解便能以较好的收率得到酮。因为则经水解便能以较好的收率得到酮。因为GrignardGrignard试剂有试剂有些碱性，它可以在连接吸电子基氰基的邻位碳上夺取一个些碱性，它可以在连接吸电子基氰基的邻位碳上夺取一个质子，所以本法用于脂肪组腈时，收率低了些，相反自芳质子，所以本法用于脂肪组腈时，收率低了些，相反自芳香腈制芳酮时，便是个高收率的优良合成法。香腈制芳酮时，便是个高收率的优良合成法。45We Are Determined To Serve You Better46(Organic Syntheses,Coll.Vol.6,p.631;Vol.51,p.20)由氰合成醛酮反应示例由氰合成醛酮反应示例1 1：(H.Stephen,J.Chem.Soc.,1925,127,1874)由氰合成醛酮反应示例由氰合成醛酮反应示例2 2：由氰合成醛酮反应示例由氰合成醛酮反应示例3 3：(H.C.Brown,J.Am.Chem.Soc.,1964,86,1085)5.6 由氰合成醛酮示例由氰合成醛酮示例 46We Are Determined To Serve You Better476.由烯烃、芳环合成醛酮由烯烃、芳环合成醛酮烯烃及芳环的烯烃及芳环的C=CC=C双键经臭氧、氧化锇等作用而氧化断裂双键经臭氧、氧化锇等作用而氧化断裂生成醛，是醛的重要合成法之一。此外，将烯烃变为醛的方生成醛，是醛的重要合成法之一。此外，将烯烃变为醛的方法尚有用在法尚有用在RhRh及及CoCo催化下与氢及一氧化碳起反应的加氢甲酰催化下与氢及一氧化碳起反应的加氢甲酰化，硼氢化反应以及将芳环上的化，硼氢化反应以及将芳环上的C-HC-H直接转化为直接转化为LiLi而起甲酰而起甲酰化反应等。烯烃经加成化反应等。烯烃经加成-氧化、加成氧化、加成-还原、加成还原、加成-水解、加水解、加成异构化以及一氧化碳插入反应等则能合成酮。成异构化以及一氧化碳插入反应等则能合成酮。47We Are Determined To Serve You Better48有多个双键共存时，臭氧化的选择性一般在电子密度高而位阻小的双键。有多个双键共存时，臭氧化的选择性一般在电子密度高而位阻小的双键。芳香环的反应较迟钝，有不饱和侧链存在时优先选择氧化侧链双键。含杂芳香环的反应较迟钝，有不饱和侧链存在时优先选择氧化侧链双键。含杂原子的芳环对臭氧的稳定性大于苯环。原子的芳环对臭氧的稳定性大于苯环。烯烃及芳香环等与臭氧反应，先生成过氧化物，由于有爆炸危烯烃及芳香环等与臭氧反应，先生成过氧化物，由于有爆炸危险不予分离，直接将其还原为醛。还原可用催化氢化、锌、碘化险不予分离，直接将其还原为醛。还原可用催化氢化、锌、碘化钠、磷化氢类化合物、亚磷酸、甲硫醚等方法。要是不予还原则钠、磷化氢类化合物、亚磷酸、甲硫醚等方法。要是不予还原则经氧化分解得酸。经氧化分解得酸。6.1 由烯烃臭氧氧化合成醛由烯烃臭氧氧化合成醛48We Are Determined To Serve You Better496.2 烯烃用烯烃用OsO4/NaIO4氧化合成醛氧化合成醛与臭氧化法相比，与臭氧化法相比，OsOOsO4 4/NaIO/NaIO4 4是一种温和的烯烃氧化开裂法，是一种温和的烯烃氧化开裂法，在天然产物合成中很有用。烯烃先与在天然产物合成中很有用。烯烃先与OsOOsO4 4反应生成锇酸酯，反应生成锇酸酯，再用过碘酸钠氧化，发生开裂，在生成羰基化合物的同时，再用过碘酸钠氧化，发生开裂，在生成羰基化合物的同时，OsOOsO4 4再生，所以再生，所以OsOOsO4 4用催化量即可。当生成的醛易于分子内用催化量即可。当生成的醛易于分子内缩合时，反应最好在两相系统中进行。缩合时，反应最好在两相系统中进行。49We Are Determined To Serve You Better506.3 烯烃经由有机硼化合物中间体的烯烃经由有机硼化合物中间体的甲酰化合成醛甲酰化合成醛烯烃与甲硼烷反应所得的有机硼化合物能用各种方法转变为醛。烯烃与甲硼烷反应所得的有机硼化合物能用各种方法转变为醛。用铬酸氧化时，所得醛的碳原子数不变。如与一氧化碳反应再用铬酸氧化时，所得醛的碳原子数不变。如与一氧化碳反应再进行氧化便得多一个碳原子的醛。要是与重氮乙醛反应，即可进行氧化便得多一个碳原子的醛。要是与重氮乙醛反应，即可得增长二个碳原子的醛。通过与丙烯醛的加成，碳原子数可增得增长二个碳原子的醛。通过与丙烯醛的加成，碳原子数可增加三个。加三个。50We Are Determined To Serve You Better516.4 由烯烃的加氢甲酰化合成醛由烯烃的加氢甲酰化合成醛将烯烃与水煤气（将烯烃与水煤气（COCO和水的混合物）在钴、铑等催化剂存在和水的混合物）在钴、铑等催化剂存在下进行反应反应可得延长一个碳的醛。工业上需要高温高压下进行反应反应可得延长一个碳的醛。工业上需要高温高压下进行。将催化剂改良可使反应在常温常压下进行，已经有下进行。将催化剂改良可使反应在常温常压下进行，已经有了实验室很有用的醛的合成法。了实验室很有用的醛的合成法。由烯烃的加氢甲酰化合成醛（羰基合成法）反应示例：由烯烃的加氢甲酰化合成醛（羰基合成法）反应示例：51We Are Determined To Serve You Better526.5 由烯烃的甲酰化合成醛由烯烃的甲酰化合成醛6.5.1 Vilsmeyer 反应反应 此方法广泛应用于活性芳环，杂环，不饱和脂肪上（富电子）此方法广泛应用于活性芳环，杂环，不饱和脂肪上（富电子）引入甲醛，引入甲醛，-OH,-OR,-NR1R2,CH(OR)-OH,-OR,-NR1R2,CH(OR)不影响反应，可用二氯甲不影响反应，可用二氯甲烷，二氯乙烷或二氯苯作溶剂，也可不用反应溶剂。烷，二氯乙烷或二氯苯作溶剂，也可不用反应溶剂。其他的Lewis酸（草酰氯，氯化亚砜）亦可做成Vilsmeyer盐来反应。52We Are Determined To Serve You Better536.5.2 Duffs 甲酰化甲酰化 活泼的芳香族化合物（如酚）与六亚甲四胺反应生成亚胺中间活泼的芳香族化合物（如酚）与六亚甲四胺反应生成亚胺中间体，继而水解成醛。反应具有简便而迅速的特点，但这一经典体，继而水解成醛。反应具有简便而迅速的特点，但这一经典方法往往产率不高，限制了它的应用。利芳香族化合物在三氟方法往往产率不高，限制了它的应用。利芳香族化合物在三氟乙酸存在下与六亚甲基四胺反应，可以得到高产率的芳醛。改乙酸存在下与六亚甲基四胺反应，可以得到高产率的芳醛。改良方法不仅适用于活泼的芳香族化合物，亦可应用于简单的芳良方法不仅适用于活泼的芳香族化合物，亦可应用于简单的芳烃甲酰化。烃甲酰化。6.5.3 Reimer-Tiemann甲酰化甲酰化 53We Are Determined To Serve You Better546.5.4 Gattermann甲酰化甲酰化 6.5.5 多聚甲醛多聚甲醛/甲醇镁甲醇镁 苯酚甲酰化苯酚甲酰化 这是形成邻位苯酚甲酰化较好的方法，一般产率较高，特别适用于对甲氧这是形成邻位苯酚甲酰化较好的方法，一般产率较高，特别适用于对甲氧基苯酚的甲醛化。有些专利上报道，加入吡啶有利于提高产率。基苯酚的甲醛化。有些专利上报道，加入吡啶有利于提高产率。6.5.6 氯化锡氯化锡/多聚甲醛多聚甲醛 苯酚甲酰化苯酚甲酰化 在氯化锡或者氯化亚锡条件下，用多聚甲醛可在苯酚邻位上醛在氯化锡或者氯化亚锡条件下，用多聚甲醛可在苯酚邻位上醛,反应收率较高。反应收率较高。富电子芳环的各种直接甲酰化富电子芳环的各种直接甲酰化 54We Are Determined To Serve You Better55末端烯烃可通过使用二价钯的末端烯烃可通过使用二价钯的WackerWacker法氧化成甲基酮。催化剂有法氧化成甲基酮。催化剂有PdClPdCl2 2、PdPd（OAcOAc）2 2、NaNa2 2PdClPdCl4 4等的钯盐。再氧化剂为等的钯盐。再氧化剂为CuClCuCl2 2，CuClCuCl，CuCu（NONO3 3）2 2，酞花菁铁。氧化剂除了用氧气外，还可用酞花菁铁。氧化剂除了用氧气外，还可用H H2 2O O2 2，t-BuOOHt-BuOOH，苯醌电解氧化。，苯醌电解氧化。6.6 烯烃经加成烯烃经加成-氧化反应合成酮氧化反应合成酮1 1，2-2-二取代烯或环状烯可用二取代烯或环状烯可用KMnO4KMnO4氧氧化，在中性化，在中性pH9pH9时生成时生成2-2-羟基酮，在醋羟基酮，在醋酐中则生成酐中则生成1 1，2-2-而酮。而酮。(Organic Syntheses,Coll.Vol.5,p.852;Vol.42,p.79)(Organic Syntheses,Coll.Vol.5,p.647;Vol.41,p.53)55We Are Determined To Serve You Better567.7.由炔烃合成醛酮由炔烃合成醛酮从炔烃出发合成醛的反应主要有加成从炔烃出发合成醛的反应主要有加成-氧化反应。相对来说氧化反应。相对来说从炔烃出发合成酮的反应较多，具有适用价值的反应主要从炔烃出发合成酮的反应较多，具有适用价值的反应主要有氧化反应（包括加成有氧化反应（包括加成-氧化反应）、加成氧化反应）、加成-水解反应、加水解反应、加成成-还原反应、加成还原反应、加成-烷基化，酰化等反应。烷基化，酰化等反应。7.1 7.1 由加成由加成-氧化反应合成醛酮氧化反应合成醛酮炔烃通过硼氢化作用，继经氧化，可以得到相应的醛酮。炔烃通过硼氢化作用，继经氧化，可以得到相应的醛酮。7.2 7.2 由氧化反应合成酮由氧化反应合成酮炔烃可以通过氧化反应合成炔烃可以通过氧化反应合成1 1，2-2-二酮，氧化剂主要有二酮，氧化剂主要有RuO2H2O-NaIO4RuO2H2O-NaIO4，KMnO4KMnO4，OsO4-KClO3OsO4-KClO3，RuCl2RuCl2（PPh3PPh3）3-PhIO3-PhIO，RuO2-NaClORuO2-NaClO，TiTi（NO3NO3）3-HClO43-HClO4，HgHg（CH3CO2CH3CO2）2-H2O2-Na2WO42-H2O2-Na2WO4，O3-Ph3PO3-Ph3P等。等。56We Are Determined To Serve You Better577.3 7.3 由加成由加成-水解反应合成酮水解反应合成酮由炔的加成由炔的加成-水解反应合成酮水解反应合成酮HgO-HHgO-H2 2SOSO4 4法、法、HgO-NaFion-HHgO-NaFion-H法、法、C C6 6H H5 5HgOHHgOH法等。另外将法等。另外将-炔醇和炔醇和85%85%甲酸，固体超强酸，甲酸，固体超强酸，H H2 2SOSO4 4进行反应，可得乙烯基酮。进行反应，可得乙烯基酮。由加成由加成-水解反应合成酮示例：水解反应合成酮示例：(Organic Syntheses,Coll.Vol.4,p.13;Vol.35,p.1)57We Are Determined To Serve You Better587.4 由加成由加成-还原反应合成酮还原反应合成酮炔烃和腈氧化物或硝酮反应，生成异恶唑或异恶唑啉，再瑞尼镍或炔烃和腈氧化物或硝酮反应，生成异恶唑或异恶唑啉，再瑞尼镍或H2/PtO3还原得烯胺基酮。还原得烯胺基酮。7.5 由加成由加成-烷基化，酰化等反应合成酮烷基化，酰化等反应合成酮利用硼氢化和随后的转位反应，向烯烃或炔烃骨架引入相当于羰基的利用硼氢化和随后的转位反应，向烯烃或炔烃骨架引入相当于羰基的取代基，再经氧化或水解反应即可合成酮。取代基，再经氧化或水解反应即可合成酮。加成加成-还原或烷机基化等合成酮还原或烷机基化等合成酮58We Are Determined To Serve You Better598.由醚及环氧化合物合成醛酮由醚及环氧化合物合成醛酮8.1 Claisen8.1 Claisen重排重排将烯丙基乙烯基醚类加热，则发生将烯丙基乙烯基醚类加热，则发生3,33,3重排，高立体选择性的重排，高立体选择性的,-,-不饱和醛。不饱和醛。ClaisenClaisen重排法合成醛反应示例重排法合成醛反应示例 (Organic Syntheses,Coll.Vol.6,p.298;Vol.54,p.71)59We Are Determined To Serve You Better608.2 酸催化下环氧化物重排酸催化下环氧化物重排将环氧化物用酸处理则在开环时而发生重排得羰基化合物。将环氧化物用酸处理则在开环时而发生重排得羰基化合物。酸催化下环氧化物重排合成醛酮示例酸催化下环氧化物重排合成醛酮示例1：酸催化下环氧化物重排合成醛酮示例酸催化下环氧化物重排合成醛酮示例2：60We Are Determined To Serve You Better618.3 氧化法氧化法醚的醚的-位易接受游离基反应，所以可因过氧化物、四醋酸位易接受游离基反应，所以可因过氧化物、四醋酸铅、铅、NBS等氧化开裂得醛。等氧化开裂得醛。8.4 水解法合成醛酮水解法合成醛酮其它方法其它方法61We Are Determined To Serve You Better629.9.由胺合成醛由胺合成醛9.1 9.1 胺的氧化胺的氧化胺甲基化合物与六次甲基四胺在弱酸性溶液中加热可得醛胺甲基化合物与六次甲基四胺在弱酸性溶液中加热可得醛（SommeltSommelt反应），收率在反应），收率在60-70%60-70%左右。苄胺在左右。苄胺在DMSODMSO溶液中亚溶液中亚硝酸钠及三氟醋酸硝酸钠及三氟醋酸100100加热可得苯甲醛。加热可得苯甲醛。62We Are Determined To Serve You Better639.2 由胺经由西佛碱的方法由胺经由西佛碱的方法将胺与将胺与4-吡啶甲醛反应成西佛碱后在强碱作用下使不饱和键异吡啶甲醛反应成西佛碱后在强碱作用下使不饱和键异构化，再予水解，即可得醛。构化，再予水解，即可得醛。由胺经由西佛碱的方法示例由胺经由西佛碱的方法示例 63We Are Determined To Serve You Better649.3 自苯胺衍生物合成自苯胺衍生物合成将苯胺制成重氮盐，然后在二价铜盐存在下与甲醛肟作用，生将苯胺制成重氮盐，然后在二价铜盐存在下与甲醛肟作用，生成肟后再水解得醛。此法收率虽不一定高，但由于可将苯胺类成肟后再水解得醛。此法收率虽不一定高，但由于可将苯胺类化合物直接转变为醛，因而很重要。化合物直接转变为醛，因而很重要。合成示例：合成示例：64We Are Determined To Serve You Better6510.由由硝基化合物硝基化合物合成醛酮合成醛酮(Nef Reaction)用碱处理脂肪族硝基化合物，使其成为氮酸盐，然后在酸性条用碱处理脂肪族硝基化合物，使其成为氮酸盐，然后在酸性条件下进行水解，可得醛或酮，这就是件下进行水解，可得醛或酮，这就是NefNef反应。其缺点是不常用反应。其缺点是不常用于带有抗酸或抗碱能力弱的基团的化合物。于带有抗酸或抗碱能力弱的基团的化合物。对对Nef反应的改进则是在比较缓和的情况下使用各种氧化剂，常用于酮的合反应的改进则是在比较缓和的情况下使用各种氧化剂，常用于酮的合成。所用的氧化剂有成。所用的氧化剂有KmnO4，TiCl3，NaNO2-nPrONO，O3等。收率均很高。等。收率均很高。65We Are Determined To Serve You Better6611.由由Friedel-Crafts反应合成芳基酮反应合成芳基酮Friedel-Crafts Friedel-Crafts 反应是在芳环上引入酮基的非常好的方法。反应是在芳环上引入酮基的非常好的方法。傅傅-克酰基化反应克酰基化反应(Friedel-Crafts acylation)(Friedel-Crafts acylation)的反应机制和的反应机制和烷基化是类似的，也是在催化剂的作用下，首先生成酰基正烷基化是类似的，也是在催化剂的作用下，首先生成酰基正离子，然后和芳环发生亲电取代。离子，然后和芳环发生亲电取代。66We Are Determined To Serve You Better67常用的酰基化试剂是酰卤常用的酰基化试剂是酰卤(主要是酰氯和酰溴主要是酰氯和酰溴)和酸酐。常用和酸酐。常用的催化剂是三氯化铝。由于的催化剂是三氯化铝。由于AlCl3AlCl3能与羰基络合，因此酰化反能与羰基络合，因此酰化反应的催化剂用量比烷基化反应多，含一个羰基的酰卤为酰化应的催化剂用量比烷基化反应多，含一个羰基的酰卤为酰化试剂时，催化剂用量要多于试剂时，催化剂用量要多于1mol1mol，反应时，酰卤先与催化剂，反应时，酰卤先与催化剂生成络合物，少许过量的催化剂再发生催化作用使反应进行。生成络合物，少许过量的催化剂再发生催化作用使反应进行。如用含两个羰基的酸酐为酰基化试剂，因同样的原因，催化如用含两个羰基的酸酐为酰基化试剂，因同样的原因，催化剂用量要多于剂用量要多于2mol2mol，络合物的结构如下：，络合物的结构如下：酰基是一个间位定位基，当一个酰基取代苯环的酰基是一个间位定位基，当一个酰基取代苯环的H H后，苯环的活性就降低了，反应即后，苯环的活性就降低了，反应即行停止，不会生成多元取代物的混合物，因此芳烃的酰基化反应产率一般较好。行停止，不会生成多元取代物的混合物，因此芳烃的酰基化反应产率一般较好。11.由由