羟基氧化方法

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碳材料羟基化_方法_概述及解释说明

碳材料羟基化_方法_概述及解释说明

碳材料羟基化方法概述及解释说明“1. 引言”是文章的开篇部分,旨在引入读者并介绍本文。

下面是对“1. 引言”部分的内容的详细撰写:1.1 概述碳材料羟基化作为一种重要的功能修饰方法,在许多领域中得到广泛应用。

通过将羟基引入碳材料表面,可以赋予碳材料新的性质和功能,并提高其应用价值。

1.2 文章结构本文将首先概述碳材料羟基化的定义、应用领域以及优势和挑战。

接着, 将详细解释常用的碳材料羟基化方法,包括化学氧化法、生物合成法以及物理法及其衍生方法。

然后,我们将给出一些实验条件设置和步骤分析,并对结果进行讨论和分析。

最后,将总结主要结论,并展望未来研究方向。

1.3 目的本文旨在全面介绍碳材料羟基化方法,为读者提供一个清晰的概述以及对各种方法进行适当解释说明。

同时,本文还旨在探讨碳材料羟基化在不同领域中的应用前景,并提供有关实验条件和步骤分析的相关信息。

以上是对“1. 引言”部分内容的详细清晰撰写,希望能对你的长文撰写提供帮助。

2. 碳材料羟基化方法概述2.1 碳材料羟基化的定义碳材料羟基化是指将碳材料中的某些碳原子上的氢原子替换为羟基(OH基团)的化学反应过程。

这种改变可以通过不同的方法实现,从而使得碳材料获得新的功能和性质。

2.2 碳材料羟基化的应用领域碳材料羟基化在多个领域中具有广泛的应用,包括能源储存和转换、环境保护、催化剂、生物医学等。

在能源储存和转换方面,羟基化后的碳材料可以被用作电池材料、超级电容器等;在环境保护方面,它们可以作为吸附剂用于水处理和废气处理;在催化剂领域,羟基化的碳材料可用于提高反应速率和选择性;在生物医学领域,它们还可以作为药物载体和生物传感器。

2.3 碳材料羟基化的优势和挑战羟基化后的碳材料具有一些明显的优势。

首先,羟基化可以引入更多的活性官能团,从而提高材料的反应性和选择性。

其次,羟基化改善了碳材料的亲水性,使其在某些应用中更易于与水相互作用。

此外,由于碳材料具有较大的比表面积和孔隙结构,在羟基化过程中生成的羟基还可以增加材料的吸附能力和承载量。

羟基消毒原理

羟基消毒原理

羟基消毒原理概述:羟基消毒是一种广泛应用于生物、医疗、食品等领域的消毒方法。

羟基消毒的原理是通过氧化作用杀灭或抑制微生物的生长。

本文将详细介绍羟基消毒的原理、机制以及应用范围。

一、羟基消毒的产生原理1. 羟基离子的产生:羟基离子(OH-)可以通过电解水得到。

在电解水过程中,水分子(H2O)被分解成氢气(H2)和氧气(O2),同时产生羟基离子。

羟基离子具有极强的氧化性,能够杀灭微生物。

2. 羟基自由基的产生:羟基自由基(•OH)是一种高度活性的氧化物种,能够通过多种途径产生。

其中一种主要的途径是光生产羟基自由基,即通过光照射到含有氢氧根负离子(OH-)的溶液中,由过氧化氢(H2O2)和氢氧根(OH-)生成羟基自由基。

羟基自由基能够直接氧化微生物的细胞成分,破坏其结构和功能。

二、羟基消毒的机制1. 氧化作用:羟基消毒通过氧化作用杀灭或抑制微生物的生长。

羟基自由基具有极强的氧化性,能够直接氧化微生物的细胞成分,如蛋白质、核酸、脂质等,破坏其结构和功能,从而达到杀菌效果。

2. 破坏细胞膜:羟基自由基能够破坏微生物细胞膜的完整性。

细胞膜是微生物细胞的保护壳,一旦受到破坏,细胞内外的物质就会交换,导致细胞的死亡。

3. 破坏酶和酶系统:羟基自由基能够破坏微生物体内的酶和酶系统。

酶是微生物体内的关键生物催化剂,参与各种代谢活动。

一旦酶和酶系统被破坏,微生物的生命活动就会受到严重影响。

4. 氧化还原反应:羟基消毒还可以通过氧化还原反应杀灭微生物。

羟基自由基能够与微生物体内的重要成分反应,发生氧化还原反应,从而破坏微生物的生命活动。

三、羟基消毒的应用范围1. 医疗领域:羟基消毒被广泛应用于医疗领域,如手术室、病房、器械消毒等。

在医疗器械消毒中,羟基消毒可以有效灭活各类病原微生物,保护患者的健康安全。

2. 食品工业:羟基消毒在食品工业中的应用主要是食品表面和包装材料的消毒。

通过使用羟基消毒剂,可以有效杀灭食品表面潜在的细菌、病毒和霉菌,保证食品的卫生安全。

苯环上羟基 去除方法

苯环上羟基 去除方法

苯环上羟基去除方法苯环上羟基去除方法是一种常见的有机合成技术,在有机化学领域具有广泛的应用。

本文将介绍几种常见的苯环上羟基去除方法,并详细阐述每种方法的步骤、优势和适用范围。

通过学习这些方法,读者将能够对苯环上羟基去除技术有进一步的了解和应用。

一、酸催化:酸催化是一种常见的苯环上羟基去除方法之一。

该方法利用酸催化剂将苯环上的羟基质子化,生成相应的酚质子并反应生成水。

酸催化剂可以是无机酸如硫酸、氢氯酸等,也可以是有机酸如三氯乙酸等。

下面以苯酚为例说明酸催化去羟基方法的步骤:步骤一:将苯酚溶解在有机溶剂中(如甲醇、乙醇),生成反应物溶液。

步骤二:加入适量的酸催化剂到反应物溶液中。

步骤三:在适当的温度下进行反应,常用的反应温度为室温至加热温度。

步骤四:反应结束后,将产物通过适当方法(如冷却结晶、溶剂萃取等)分离和提取。

酸催化去羟基方法的优势在于反应条件温和、反应时间短、操作简单,适用于大多数含羟基的有机化合物。

二、还原反应:还原反应是一种常见的苯环上羟基去除方法之一。

该方法利用还原剂将苯环上的羟基还原成相应的氢原子,并反应生成水。

常用的还原剂包括金属钠、锂铝氢化物等。

下面以苯酚为例说明还原反应的步骤:步骤一:将苯酚溶解在有机溶剂中(如乙醇、二甲基甲酰胺),生成反应物溶液。

步骤二:加入适量的还原剂到反应物溶液中。

步骤三:在适当的温度下进行反应,常用的反应温度为室温至加热温度。

步骤四:反应结束后,将产物通过适当方法(如冷却结晶、溶剂萃取等)分离和提取。

还原反应去羟基方法的优势在于选择性好、反应条件温和,适用于对选择性要求较高的去羟基反应。

三、氧化反应:氧化反应是一种常见的苯环上羟基去除方法之一。

该方法利用氧化剂将苯环上的羟基氧化成相应的羰基,生成酮或醛。

常用的氧化剂包括高锰酸钾、过氧化氢等。

下面以酚为例说明氧化反应的步骤:步骤一:将酚溶解在有机溶剂中(如苯、二甲基甲酰胺),生成反应物溶液。

步骤二:加入适量的氧化剂到反应物溶液中。

脱羟基的方法

脱羟基的方法

脱羟基的方法
脱羟基的方法有多种,其中一种常用的方法是酸催化下的水解反应。

在酸性条件下,羟基能够被质子化,使得其更容易被亲核试剂进攻。

常见的亲核试剂包括醇、醚、硫醇等。

例如,在酸性条件下,醇可以被氧化成酮或酯,醚可以被裂解成两个烷烃,硫醇可以被氧化成亚砜或砜。

另一种脱羟基的方法是通过氧化反应,常用的氧化剂包括过氧化氢、高锰酸钾、硝酸等。

这些氧化剂可以将醇氧化成羧酸或酮,但是这个方法通常不适用于含有其他敏感官能团的化合物。

另外,还原反应也是一种可以用来脱羟基的方法。

在还原剂的作用下,醇可以被还原成烃或者醚。

这个方法通常适用于含有其他敏感官能团的化合物。

除此之外,有些化合物可以通过与其他的化合物发生反应来脱去羟基。

例如,有些醇可以与卤代烃发生反应,生成醚和卤化氢;有些醇可以与羧酸发生反应,生成酯和氢气。

总之,脱羟基的方法有很多种,不同的方法适用于不同的化合物。

在实际应用中,需要根据具体情况选择合适的方法来进行脱羟基反应。

过渡金属羟基氧化物

过渡金属羟基氧化物

过渡金属羟基氧化物一、物理化学性质过渡金属羟基氧化物是由过渡金属阳离子和羟根离子以及氧气离子组成的化合物。

它们通常表现出良好的催化活性和良好的电化学性能。

其晶格结构和物理化学性质与化学成分密切相关,不同的化学成分对其性质有着明显的影响。

1. 晶格结构过渡金属羟基氧化物具有多种晶体结构,如纤锰矿、螺旋型、钙钛矿等。

这些不同的晶体结构赋予了它们不同的物理化学性质。

例如,纤锰矿结构的过渡金属羟基氧化物通常具有良好的电化学性能,而钙钛矿结构的过渡金属羟基氧化物则具有良好的催化活性。

2. 电子结构过渡金属羟基氧化物的电子结构决定了其催化和电化学性质。

在催化反应中,过渡金属羟基氧化物通常能够通过其丰富的d电子,提供有效的电子传输通道,并参与反应的催化过程。

在电化学反应中,过渡金属羟基氧化物通常能够提供丰富的可变价态金属离子,从而促进氧化还原反应的进行。

3. 动力学性质由于其特殊的晶格结构和电子结构,过渡金属羟基氧化物通常表现出良好的动力学性质。

在催化反应中,它们能够提供丰富的活性位点,并通过吸附和解离催化物质,提高反应速率。

在电化学反应中,它们能够有效地调控电子和离子的传输过程,从而实现高效的氧化还原反应。

二、制备方法目前,制备过渡金属羟基氧化物的方法主要包括溶液法、固相热分解法、水热合成法、溶胶-凝胶法等。

这些方法各有优缺点,可以根据不同的需求选择不同的方法。

1. 溶液法溶液法是一种简单且易于控制的制备方法。

通过适当的化学反应,在溶液中沉淀过渡金属羟基氧化物,并经过适当的处理后得到所需的产物。

这种方法制备的产物通常具有较高的纯度和均匀的颗粒大小分布。

2. 固相热分解法固相热分解法是一种通过固相反应来合成过渡金属羟基氧化物的方法。

通过合适的固相反应条件,将过渡金属盐与适当的氢氧化物反应,进而得到所需的产物。

这种方法制备的产物通常具有良好的结晶度和均匀的晶粒形貌。

3. 水热合成法水热合成法是一种利用高温高压水热条件来合成过渡金属羟基氧化物的方法。

羟基的氧化规律

羟基的氧化规律

羟基的氧化规律
羟基的氧化规律取决于氧化剂的选择和反应条件。

以下是一些常见的羟基氧化规律:
1. 强氧化剂如高价氧化物(如高锰酸钾、过氧化氢等)可以将羟基氧化为对应的羰基化合物。

反应条件通常需要较高的温度和适宜的酸碱条件。

2. 羟基也可以被一些氧化性酸氧化为羧酸。

例如,饱和的或浓的硝酸可以将羟基氧化为羧酸。

3. 在一些特殊的条件下,羟基也可以通过自由基反应被氧化。

例如,强氧化剂和紫外线照射可以将羟基氧化为自由基,并进一步发生反应。

总体而言,羟基的氧化规律取决于所使用的氧化剂的性质和反应条件。

不同的氧化剂可以引发不同的氧化反应,从而将羟基氧化为不同的产物。

工艺方法——高级氧化技术

工艺方法——高级氧化技术

工艺方法——高级氧化技术工艺简介高级氧化工艺(Advanced Oxidation Processes,简称AOPS)是20世纪80年代开始形成的处理有毒污染物技术,它的特点是通过反应产生羟基自由基(·OH),该自由基具有极强的氧化性,通过自由基反应能够将有机污染物有效的分解,甚至彻底的转化为无害的无机物,如二氧化碳和水等。

1、Fenton氧化法过氧化氢与催化剂Fe2+构成的氧化技术体系称为Fenton试剂。

它是100多年前由H.J.H.Fenton发明的一种不需要高温和高压而且工艺简单的化学氧化水处理技术。

近年来研究表明,Fenton的氧化机理是由于在酸性条件下过氧化氢被催化分解所产生的反应活性很高的羟基自由基所致。

在Fe2+催化剂作用下,H2O2能产生两种活泼的氢氧自由基,从而引发和传播自由基链反应,加快有机物和还原性物质的氧化。

其一般历程为:Fenton氧化法一般在pH为2-5的条件进行,该方法优点是过氧化氢分解速度快,因而氧化速率也较高。

但此方法也存在许多问题,由于该系统Fe2+浓度大,处理后的水可能带有颜色;Fe2+与过氧化氢反应降低了过氧化氢的利用率及其pH限制,因而在一定程度上影响了该方法的推广应用。

近年来,有人研究把紫外光(UV),氧气等引入Fenton试剂,增强了Fenton试剂的氧化能力,节约了过氧化氢的用量。

由于过氧化氢的分解机理与Fenton试剂极其相似,均产生·OH,因此将各种改进了的Fenton试剂称为类Fenton试剂。

主要有H2O2+UV系统、H2O2+UV+Fe2+系统、引入氧气的Fenton系统。

Fenton试剂及类Fenton试剂在废水处理中的应用可分为两个方面:一是单独作为一种处理方法氧化有机废水;二是与其他方法联用,如与混凝沉降法、活性炭法等联用,可取得良好的效果。

Fenton法的催化剂难以分离和重复使用,反应pH低,会生成大量含铁污泥,出水中含有大量Fe2+会造成二次污染,增加了后续处理的难度和成本。

羟基自由基高级氧化技术应用进展综述

羟基自由基高级氧化技术应用进展综述

羟基自由基高级氧化技术应用进展综述引言:随着环境污染和水资源短缺问题的日益突出,高级氧化技术作为一种新型的处理方法逐渐受到广泛关注。

其中,羟基自由基高级氧化技术作为一种强氧化剂,具有高效、无毒、无二次污染等优点,被广泛应用于水处理、废气处理、vOCs降解等领域。

本文将综述羟基自由基高级氧化技术的应用进展,包括其原理、机制,以及目前所取得的成果和存在的问题。

一、羟基自由基高级氧化技术原理与机制羟基自由基高级氧化技术是指利用强氧化性的羟基自由基反应剂,对污染物进行氧化降解。

该技术主要采用光催化、超声波、电化学等方式产生羟基自由基,并与污染物发生反应,使其降解为无毒、无害物质。

1.1 光催化产生羟基自由基光催化是利用光能激发半导体材料上的电子,产生羟基自由基进行氧化反应的过程。

光催化产生羟基自由基的机制主要包括光致电子空穴对的生成、光生电子和空穴的分离以及单个电子转移等。

1.2 超声波产生羟基自由基超声波在液体中产生空化现象,在空化时产生高温、高压、高速的气液界面,进而引发气体的爆炸反应,生成羟基自由基。

超声波产生羟基自由基的机制涉及气液界面反应、高温高压效应以及超声波物理效应等方面。

1.3 电化学产生羟基自由基电化学方法通过施加电场、电压或电流的方式,在电极表面产生羟基自由基。

电化学产生羟基自由基的机制包括电离电解、电极电化学反应以及电场效应等方式。

二、羟基自由基高级氧化技术在水处理中的应用2.1 有机化合物的降解羟基自由基高级氧化技术在水处理中广泛应用于有机化合物的降解。

有机物是水体中的主要污染源之一,含有毒性或难降解的物质。

羟基自由基具有强氧化性,能够将有机物降解为无害的物质,缓解水体的污染。

2.2 微污染物的去除微污染物是指一些难以降解、难以去除的低浓度污染物。

羟基自由基高级氧化技术能够对微污染物进行高效降解,包括抗生素、杀虫剂、药物等微量有机物。

因此,该技术被广泛应用于饮用水、污水处理厂等场合,提高了水资源的安全性和水质的可靠性。

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通过化学氧化与脱氢,可以合成诸如醇、醛、酮、醌、羧酸等含氧化合物以及不饱和结构(如芳烃),是实现官能团转化的重要方法,在药物合成反应中占有重要地位。

其反应对象涵盖了从烷烃、烯烃到醇、醛等多种化合物,而氧化剂更是林林总总。

本章内容,以氧化对象为线索,讨论药物合成中氧化反应。

8.1 烷烃的氧化8.1.1 芳甲烷的氧化芳甲烷氧化可称为侧链氧化,在通常的氧化条件下,芳环一般是稳定的。

氧化芳甲烷可以获得苄醇、芳甲醛和酯等化合物,是将芳烃上的相对惰性的烷基转化为活性官能团的有效方法。

(1) 氧化为醇和酯芳甲烷氧化时易发生深度氧化,但使用硝酸酸铈铵((NH4)2Ce(NO3)6,CAN)或四乙酸铅(Pb(OAc)4,LTA)及四三氟乙酸铅(Pb(OCOCF3)4)一般可获得满意结果。

在含水乙酸中,可生成醇,而醇将部分地被进一步氧化为醛。

LTA的氧化能力弱于CAN,且不够稳定。

其反应可能为自由基机理。

对位供电子基取代的甲苯的反应活性更高,这与自由基的稳定性顺序一致。

如果是单取代的芳甲烷(苄位仅有一个氢原子),可使用更强的氧化剂,如10-甲基蒽酮可被30%H2O2在碱性条件下迅速氧化,其反应机理可能为:(2) 氧化为醛直接氧化芳甲烷为醛的适宜的氧化剂是CAN(+含水乙酸)、CrO3-Ac2O和CrO2Cl2(Etard反应)。

CAN作氧化剂的机理可能为:水与CAN得到羟基自由基,再与苄基自由基结合得到苄醇;然后再氧化下一个氢,得到双羟基苄基化合物(水合醛),最后脱水得到醛。

Etard反应的自由基机理与此类似(形成双铬酸酯然后水解得醛,略),其离子历程为:(2) 氧化为酮和酸直接氧化苄位亚甲基为酮的适宜的氧化剂是CAN(+硝酸)和Cr(VI)盐催化的过氧化物。

CAN(+硝酸)氧化的反应机理可能与氧化苄甲基为醛的机理类似,也就是氧化得到水合酮,再脱水。

Cr(Ⅵ)盐催化的过氧化物氧化的反应机理可以是自由基机理,如CrO3催化下,BuOOH氧化烷基苯为酮的反应过程。

很多强氧化剂可以氧化甲苯衍生物为苯甲酸衍生物。

常用的氧化剂有KMnO4、Na2Cr2O7、Cr2O3和稀硝酸等,其中KMnO4一般在碱性或中性介质中使用,而Na2Cr2O7则是在酸性介质中使用。

8.1.2 羰基alpha位活性烷基的氧化氧化羰基a位活性烷基可得alpha-羟基酮或alpha-二酮。

(1) 氧化为alpha-羟基酮LTA或Hg(OAc)2可氧化羰基alpha活性烷基,生成其乙酸酯,水解得到alpha-羟基酮。

尽管甲基、亚甲基和次甲基都可被氧化,但BF3的存在可以提高氧化甲基得选择性。

可能也与反应温度有关。

其反应机理为:形成烯醇式的烷基被氧化。

三氟化硼催化的时候,氢加在羰基碳上,再脱氢得烯醇式。

是不是脱甲基上脱氢容易?为什么容易?是因为甲基上得氢多吗?(2) 氧化为alpha-二酮羰基alpha位活性烷基可被SeO2(或H2SeO3)氧化为alpha-二酮。

反应可在二噁烷、乙腈和乙酐等溶剂中进行。

但SeO2氧化选择性差,一般只在分子中只有一个可氧化位点或多个相似位点同时氧化时才有意义,而且的毒性比As2O3还大,这限制了它的应用。

此外,小心控制反应条件,用KMnO4可将羰基a位活性甲基氧化为alpha-酮酸(剧烈的反应条件可脱羧并深度氧化),如苯乙酮的氧化。

8.1.3 烯丙位烷基的氧化选择合适的氧化剂,烯丙位烷基可被氧化为醇、酯、醛或酮,而双键则得以保留,但由于反应多以自由基或碳正离子机理进行,所以经常发生双键重排。

氧化烯丙位烷基常用的氧化剂有SeO2、CrO3-Py络合物(Collins试剂)和过氧酸酯等。

(1) SeO2作氧化剂SeO2可将烯丙位烷基氧化为醇,反应机理与其氧化羰基alpha位活性烷基的机理类似:SeO2作氧化剂的选择性、深度控制以及改进方法等较复杂,可参阅参考书5, p297。

(2) CrO3-Py络合物(Collins试剂)作氧化剂过量的Collins试剂和PCC(吡啶铬酰氯)可将烯丙位烷基氧化为酮。

由于反应按自由基机理进行,有时伴有双键的重排。

8.2 醇的氧化氧化醇可以得到醛(酮)和酸等产物。

其氧化剂的范围也非常广。

8.2.1 氧化伯、仲醇为醛和酮氧化伯、仲醇为醛和酮的氧化剂可以是六价铬化合物、二甲亚砜衍生物以及烷氧基铝催化的酮(质子受体)等。

(1) 铬化合物作氧化剂主要为CrO3、重铬酸盐、Collins试剂、PCC和PDC(重铬酸吡啶盐)等。

在酸性条件下,它们可将醇氧化为相应的羰基化合物。

其反应可分为铬酸酯的形成及分子内5原子6电子环流消除(也可由外部亲核试剂(比如水)去氢)两个主要步骤,以PCC氧化为例:表8.1 铬氧化剂的特点及应用(2) 锰化合物作氧化剂高锰酸钾活性很高,氧化伯醇可得到酸,氧化含alpha-H的仲醇常导致降解,但氧化不含alpha-H的仲醇可得到相应的酮(反应时加入酸或镁盐中和生成的碱,也可高收率地获得酮)。

该反应可能也经过分子内5原子6电子环流消除过程。

活性二氧化锰选择性氧化alpha,beta-不饱和醇的较好的氧化剂,反应条件温和,叔胺不被氧化,可用于生物碱、甾体等天然化合物的合成与分析。

当烯丙醇与其它醇共存时,活性二氧化锰可选择性氧化烯丙醇。

(3) 碳酸银作氧化剂碳酸银(硝酸银/碳酸钠)氧化条件温和,可氧化伯醇和仲醇。

优先氧化烯丙位羟基,然后是仲醇,位阻大的醇不被氧化。

1,4-、1,5-和1,6-二元伯醇氧化时得内酯。

可待因的氧化:其反应机理据认为是自由基过程。

(4) 二甲基亚砜(DMSO)作氧化剂将DMSO分子中的氧负离子衍生为更好的离去基团后,再与待氧化的醇发生亲核取代反应得到烷氧锍盐。

该锍盐经消除反应可得醛(酮)。

衍生的方法主要是使之与酸酐或酰氯等反应,如Ac2O、(CF3CO)2O、SOCl2、(COCl)2和DCC 等,其中以三氟乙酸酐和草酰氯为优。

此法反应条件温和,收率较好,应用广泛。

①DMSO-DCC法(Pfitznor-Moffat法)溶DCC于DMSO中,加入待氧化的醇和给质子体,常温下即可反应, 而且体系为中性。

重键、酯、酰胺、叠氮和糖苷键等不受影响。

适用于空间障碍小的伯仲醇的氧化。

反应示例:反应机理:②DMSO-Ac2O法(Albright-Goldman法)用Ac2O代替DCC,可避免使用DCC时难于后处理的缺点,也不需要加给质子体,缺点是对于位阻小的羟基,可发生乙酰化及生成甲硫甲醚(Pummerer反应)的副反应。

此法用于位阻大的醇的氧化可获满意结果。

副反应:甲硫甲醚的生成(Pummerer反应)。

③DMSO-(COCl)2法(Swern氧化)此法可用于氧化伯醇基仲醇,反应快,可在低温进行。

④附:DMS/NCS法(Corey-Kim氧化)由二甲硫醚和N-氯-丁二酰亚胺反应生成氯代二甲锍醚,后者可把伯、仲醇分别氧化为醛和酮。

(5) Oppenauer氧化在醇铝或醇钾催化下,在负氢受体(一般为丙酮或环己酮)存在下,氧化仲醇为酮的方法。

常用于甾醇的氧化,其它基团不受影响。

如Finasteride中间体的合成。

在氧化仲醇为酮的同时可完成双键在5,4位之间的转位,在甾醇氧化中应用十分广泛。

反应机理:醇铝中介的负氢转移。

8.2.2 氧化醇为羧酸伯醇深度氧化可得羧酸。

铬酸较为常用,也可在碱性条件下使用高锰酸钾。

丙醇氧化为丙酸:异丁醇氧化为异丁酸:仲醇氧化时得到的酮可转化为烯醇式,可在剧烈氧化时得降解的羧酸。

铬酸还能把苄醇酯直接氧化为羧酸:8.2.3 二元醇的氧化(1) 1,2-二醇的氧化氧化邻二醇的氧化剂常用高碘酸钠或四乙酸铅,结果是碳碳键断裂,生成两个羰基化合物。

氧化叔邻二醇也可用铬酸作催化剂,结果是也碳碳键断裂,生成两个酮。

以上反应的机理被认为是经过环内酯的消除过程。

用高碘酸钠氧化高碘酸钠是氧化邻二醇温和的氧化剂,由于顺式邻二醇的反应速率大于其反式异构体(刚性环上的反式邻二醇不反应),所以一般认为该反应经过环内酯过程。

alpha-氨基醇和alpha-羟基酮类化合物也可发生类似反应。

反应示例:Finasteride中间体的合成。

用四乙酸铅氧化(Criegee反应)四乙酸铅可氧化邻二醇为羰基化合物,而且尽管顺式的邻二醇反应速率大, 但反式的仍可反应,如反式-9,10-二羟基十氢萘的氧化。

氧化顺式邻二醇经过环状中间体过程。

氧化反应式邻二醇可能为消除过程。

alpha-氨基醇、alpha-羟基酸、alpha-氨基酸、alpha-酮酸和乙二胺等也可发生类似反应。

用铬酸氧化邻二叔醇铬酸可将邻二叔醇氧化为二酮。

也是通过环状中间体完成的(顺式异构体反应速率大)。

铬酸氧化伯仲邻二醇时,得相应的邻二酮,而不发生碳碳键断裂。

(2) 1,3-二醇的氧化1,3-二醇可被碳酸银氧化为beta-醇酮,即仅氧化仲羟基(这应与自由基的稳定性有关,可参考碳酸银氧化醇的内容)。

其氧化产物有时可进一步脱水生成alpha,beta-不饱和酮。

(3) 1,n-二醇的氧化(n≥4)至少含一个伯羟基的1,n-二醇可被碳酸银或铬酸铜氧化为内酯。

其过程为先氧化1,n-醇醛(酮),再闭环形成半缩醛(酮),最后氧化为酯。

8.3 醛和酮的氧化8.3.1 醛的氧化醛易被氧化为酸,铬酸、高锰酸盐、氧化银和过氧酸是常用的氧化剂。

重铬酸钾的稀硫酸溶液可氧化糠醛为糠酸。

高锰酸钾的酸性、中性和碱性溶液都可氧化脂肪醛和芳香醛为酸。

上述醛基的氧化可能包括醛的水合和羟基氧化为羰基两步。

氧化银可氧化醛为酸。

工业应用时一般用含氧化铜的氧化银作催化剂,用空气作氧化剂实现醛的大规模氧化。

氧化银氧化醛为酸,被还原为银,氧化铜氧化银为氧化银,被还原为氧化亚铜,空气氧化氧化亚铜为氧化铜。

过氧酸可氧化芳环上邻、对位吸电基取代的或未取代的以及间位供电基取代的芳醛为相应的酸(Baeyer-Villiger重排的氢迁移情况)。

而邻、对位供电基取代的芳醛则得酚的甲酸酯(Dakin 反应产物,即Baeyer-Villiger重排的芳基迁移情况,邻、对位供电基取代可提高芳环的迁移能力)。

8.3.2 酮的氧化酮的氧化较为复杂,多涉及羰基a位的氧化,如过氧化、生成邻二酮等。

合成上较有意义的是酮的过氧酸氧化,即Baeyer-Villiger重排反应(略)。

另一个常用的反应是甲基酮的卤仿反应。

8.3.3 alpha-羟基酮的氧化alpha-羟基酮可被温和的氧化剂(Bi2O3、Cu(OAc)2、HgCl2、O2/CuSO4以及NaBrO3等)氧化为邻二酮,如苯偶酰(苯妥英中间体)的合成。

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