醛酮的合成060331.docx
- 文档编号:6044052
- 上传时间:2023-01-03
- 格式:DOCX
- 页数:50
- 大小:618.17KB
醛酮的合成060331.docx
《醛酮的合成060331.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《醛酮的合成060331.docx(50页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
醛酮的合成060331
经典化学合成反应标准操作
醛酮的经典合成
编者:
雷耀辉,周盛峰
药明康德新药开发有限公司化学合成部
目录
1.前言4
2.由醇合成醛酮4
2.1铬(VI)试剂4
2.1.1Jones氧化(Cr2O3/H2SO4/acetone)4
2.1.2Collins氧化(Cr2O3·2Py)5
2.1.3PCC(PyrindiumChlorochromate)氧化7
2.1.4PDC(PyrindiumDichromate)氧化9
2.2用活性MnO2氧化10
2.2.1用活性MnO2氧化示例一:
10
2.3用DMSO氧化11
2.3.1DMSO-(COCl)2氧化(SwernOxidation)11
2.3.2DMSO-SO3-Pyridine12
2.4用氧铵盐氧化13
2.4.1用氧铵盐氧化示例:
13
2.5用高价碘试剂氧化14
2.5.1Dess-Martin氧化反应示例:
14
2.5.2IBX氧化反应示例:
15
2.6亚硝酸钠和醋酐氧化15
2.6.1亚硝酸钠和醋酐氧化示例15
2.6TPAP-NMO氧化16
2.6.1TPAP-NMO氧化示例16
2.71,2-二醇的氧化16
2.7.11,2-二醇的氧化示例一:
17
2.7.1其他1,2-二醇的氧化相关文献:
18
3.由卤化物合成醛酮18
3.1由伯卤甲基和仲卤甲基的氧化合成醛酮18
3.1.1用DMSO氧化(Kornblum反应)18
3.1.2用硝基化合物氧化(Hass反应)20
3.1.3用乌洛托品氧化(Sommelet反应)21
3.1.4用对亚硝基二甲苯胺氧化吡啶翁盐氧化(Kröhnke反应)22
3.1.5用胺氧化物氧化22
3.2由二卤甲基或二卤亚甲基合成醛酮22
3.2.1由二卤甲基合成醛反应示例:
23
3.3由有机金属化合物的酰化合成醛酮24
3.3.1由有机金属化合物的酰化合成醛酮示例25
3.4由Pd催化反应合成醛25
4.由活泼甲基或活泼亚甲基烷烃合成醛酮25
4.1用SeO2氧化合成醛酮26
4.1.1用SeO2氧化合成醛酮示例26
4.2用空气氧化合成酮26
4.2.1用空气氧化合成酮反应示例:
27
4.3用铬酸氧化合成酮27
4.3.1用铬酸氧化合成酮示例27
4.4用高锰酸盐氧化合成酮29
4.5用醌氧化合成酮29
5.由羧酸及其衍生物合成醛酮30
5.1由羧酸合成醛30
5.1.1用金属氢化物还原30
5.1.2由脱CO2合成醛31
5.1.3由羧酸合成酮31
5.2由酰氯及酸酐合成醛酮33
5.2.1用Rosenmund法合成33
5.2.2用金属氢化物还原34
5.3由酯及内酯合成醛35
5.3.1酯通过DIBAL还原为醛示例:
35
5.4由酰胺合成醛酮36
5.4.1由酰胺合成醛酮37
5.4.2McFadyen-StevensReaction38
5.5由酯或酰氯经Weinreb酰胺合成醛酮39
5.5.1由Weinreb酰胺还原合成醛反应示例一40
5.5.2由Weinreb酰胺还原合成酮反应示例:
41
5.6由氰合成醛酮41
5.6.1DIBAL还原腈到醛示例(最重要的方法)42
5.6.2Li(EtO)3AlH还原腈到醛示例(较重要的方法)42
5.6.3RanneyNi加氢还原氰到合成醛示例43
5.6.4有机金属试剂对腈加成合成酮示例44
6.由烯烃、芳环合成醛酮45
6.1由烯烃臭氧氧化合成醛45
6.2烯烃用OsO4/NaIO4氧化合成醛46
6.3烯烃经由有机硼化合物中间体的烯烃甲酰化合成醛46
6.5由烯烃的甲酰化合成醛47
6.5.1Vilsmeyer反应47
6.5.2Duff’s甲酰化50
6.5.3Reimer-Tiemann甲酰化51
6.5.4Gattermann甲酰化52
6.5.5多聚甲醛/甲醇镁苯酚甲酰化52
6.5.6氯化锡/多聚甲醛苯酚甲酰化53
6.5.7重氮化后甲酰化53
6.6烯烃经加成-氧化反应合成酮55
6.6.1烯烃经加成-氧化反应合成酮示例55
7.由炔烃合成醛酮56
7.1由加成-氧化反应合成醛酮56
7.2由氧化反应合成酮56
7.3由加成-水解反应合成酮57
7.4由加成-还原反应合成酮58
7.5由加成-烷基化,酰化等反应合成酮58
8.由醚及环氧化合物合成醛酮58
8.1Claisen重排58
8.2酸催化下环氧化物重排60
8.2.1酸催化下环氧化物重排合成醛酮示例一60
8.3氧化法60
8.4水解法缩醛或酮合成醛酮60
9.由胺合成醛61
9.1胺的氧化61
9.1.1胺的氧化合成醛反应示例:
62
9.2由胺经由西佛碱的方法63
9.2.1由胺经由西佛碱合成醛示例63
9.3自苯胺衍生物合成63
10.由硝基化合物合成醛酮63
11.由Friedel-Crafts反应合成芳基酮64
11.1由Friedel-Crafts反应合成芳基酮示例66
12.Dieckmann缩合脱酸68
13.由合成子合成醛酮70
14.由砜合成醛酮70
15.Michael反应和类似反应(Addition,Condensation)70
1.前言
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酮的一些非常实用的方法,一些少用或罕见的反应并没有收录进去。
2.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。
由仲醇的氧化可以得到酮。
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。
由此可见,要讨论由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入手。
本部分由讨论最常用的铬(VI)氧化剂开始,依次讨论了活性MnO2,DMSO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。
2.1铬(VI)试剂
常用的铬(VI)试剂主要有三氧化铬(CrO3)、重铬酸、铬酸酯[CrO2(OCOR)2]、铬酰氯(CrO2Cl2)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Jones氧化法(Cr2O3/H2SO4/acetone)、Collins氧化法(Cr2O3·2Py)、PCC(PyrindiumChlorochromate)及PDC(PyrindiumDichromate)氧化法等。
2.1.1Jones氧化(Cr2O3/H2SO4/acetone)
Jones试剂通常可以将伯醇氧化成酸,把仲醇氧化成酮
2.1.1.1(Cr2O3/H2SO4/acetone)合成方法示例
A1-L,round-bottomedflaskequippedwithamagneticstirringbarandpressure-equalizingdroppingfunnelischargedwithethyl3-hydroxy-4-pentenoateand400mLofacetone.ThemixtureiscooledinanicebathandJonesreagent(175mL)isaddeddropwiseviathedroppingfunnel(additiontimeisapproximately30–40min).WhenadditionoftheJonesreagentiscomplete,thereactionmixtureisallowedtowarmslowlytoroomtemperatureandisstirredovernight(10–20hr).Methanol(20mL)isaddedtoquenchexcessJonesreagentandthereactionmixtureispouredintoa2-Lseparatoryfunnelcontainingdiethylether(800mL).Afterthoroughmixing,thelayersareseparatedandtheaqueouslayerisextractedwithdiethylether(three200-mLportions).Thecombinedorganiclayersarewashedwithbrine(two200-mLportions),driedoverMgSO4,filtered,andthesolventisremovedbysimpledistillation.FinalpurificationisaccomplishedbyKugelrohrdistillationat0.60mm(oventemp45°C)witha250-mLreceivingbulbcooledto−78°Cusingadryice/isopropylalcoholcoldbath.Thepurifiedproduct(14.9g,52%)canbestoredat−20°Cforseveralmonthswithoutdecomposition.
Notes:
Jonesreagentispreparedbydissolvingchromiumoxide(CrO3)(23.5g)incon.sulfuricacid(21mL)withcoolingandthendilutingwithdistilledwatertogiveatotalvolumeof175mL.
Reference:
OrganicSyntheses,Coll.Vol.9,p.432;Vol.71,p.236
2.1.2Collins氧化(Cr2O3·2Py)
Collins氧化法是利用CrO3-pyridine配合物将伯醇和仲醇依次氧化成醛(和/或酸)和酮的方法。
(G.I.Poos,G.E.Arth,R.E.Beyler,L.H.Sarett,J.Am.Chem.Soc.75,422(1953).)
Collins氧化法是在Sarett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(J.C.Collins,TetrahedronLetters1968,3363;J.C.Collins,W.W.Hess,Org.Syn.52,5(1972);R.W.Ratcliffe,ibid.55,84(1976).).
2.1.2.1Dipyridinechromium(VI)oxide的制备方法
Adry,1-l.,three-neckedflaskfittedwithasealedmechanicalstirrer,athermometer,andadryingtube,ischargedwith500ml.ofanhydrouspyridine,whichisstirredandcooledtoapproximately15°Cwithanicebath.Thedryingtubeisperiodicallyremovedand68g.(0.68mole)ofanhydrouschromium(VI)oxideisaddedinportionsthroughtheneckoftheflaskovera30-minuteperiod.Thechromiumtrioxideshouldbeaddedatsucharatethatthetemperaturedoesnotexceed20°Candinsuchamannerthattheoxidemixesrapidlywiththepyridineanddoesnotadheretothesideoftheflask.Asthechromiumtrioxideisadded,anintenselyyellow,flocculentprecipitateseparatesfromthepyridineandtheviscosityofthemixtureincreases.Whentheadditioniscomplete,themixtureisallowedtowarmslowlytoroomtemperaturewithstirring.Withinonehourtheviscosityofthemixturedecreasesandtheinitiallyyellowproductchangestoadeepred,macrocrystallineformthatsettlestothebottomoftheflaskwhenstirringisdiscontinued.Thesupernatantpyridineisdecantedfromthecomplexandthecrystalsarewashedseveraltimesbydecantationwith250-ml.portionsofanhydrouspetroleumether.Theproductiscollectedbyfiltrationonasinteredglassfunnelandwashedwithanhydrouspetroleumether,avoidingcontactwiththeatmosphereasmuchaspossible.Thecomplexisdriedat10mm.untilitisfree-flowing,leaving150–160g.(85–91%)ofdipyridinechromium(VI)oxideasredcrystals.Theproductisextremelyhygroscopic;contactwithmoistureconvertsitrapidlytotheyellowdipyridiniumdichromate.Itisstoredat0°inabrownbottle.
Reference:
OrganicSyntheses,Coll.Vol.6,p.644;Vol.52,p.5
2.1.2.2Collins氧化标准操作
Asufficientquantityofa5%solutionofdipyridinechromium(VI)oxideinanhydrousdichloromethaneispreparedtoprovideasixfoldmolarratioofcomplextoalcohol,anexcessusuallyrequiredforcompleteoxidationtothealdehyde.Thefreshlyprepared,purecomplexdissolvescompletelyindichloromethaneat25°Cat5%concentration,givingadeepredsolution,butsolutionsusuallycontainsmallamountsofbrown,insolublematerialwhenpreparedfromcrudecomplex.Thealcohol,eitherpureorasasolutioninanhydrousdichloromethane,isaddedtotheredsolutioninoneportionwithstirringatroomtemperatureorlower.Theoxidationofunhinderedprimary(andsecondary)alcoholsproceedstocompletionwithin5to15minutesat25°Cwithdepositionofbrownish-black,polymeric,reducedchromium–pyridineproducts.Whendepositionofreducedchromiumcompoundsiscomplete(monitoringthereactionbyGCorTLCishelpful),thesupernatantliquidisdecantedfromthe(usuallytarry)precipitate,whichisrinsedthoroughlywithdichloromethane.
Thecombineddichloromethanesolutionsmaybewashedwithdilutehydrochloricacid,sodiumhydrogencarbonatesolution,andwater,orfiltereddirectlythroughafilteraid,orpassedthroughachromatographiccolumntoremovetracesofpyridineandchromiumsalts.Theproductisobtainedbyremovalofdichloromethane;anypyridinethatremainscanoftenberemovedunderreducedpressure.
2.1.3PCC(PyrindiumChlorochromate)氧化
PCC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。
PCC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,氧化的选择性也提高。
其中,DMAP·HCrO3Cl为适用于烯丙醇类及苄醇类的选择性氧化试剂。
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、氧化铝等无机载体或离子交换树脂等有机高分子载体上,对醇作非均相催化氧化。
后处理简单并可控制反应的选择性。
2.1.3.1PCC氧化合成方法示例:
Preparationof1,2:
4,5-Di-O-isopropylidene-D-erythro-2,3-hexodiulo-2,6-pyranose
A500-mL,round-bottomedflaskequippedwitha4.5-cm,egg-shapedTeflon-coatedmagneticstirbarischargedwith130mLofCH2Cl2,thealcoholpreparedinStepA(10.4g,40.0mmol),and15goffreshlypowdered3Åmolecularsieves.Pyridiniumchlorochromate(21.5g,100mmol)isaddedportionwiseover10minandtheresultingmixtureisstirredatroomtemperaturefor15hr.Ether(200mL)isaddedslowlywithvigorousstirringandthesolutionisfilteredundervacuumthroughapadof35gofCelite.ThesolidsremaininginthereactionflaskaretransferredtotheCelitepadbyscrapingwithaspatulaandwashingwiththree50-mLportionsofether.Theresultingcloudybrownfiltrateisconcentratedbyrotaryevaporationatroomtemperaturetogiveabrownsolid.Tothissolidisadded25mLof1:
1ether:
hexaneandthesolidsarescrapedwithaspatula.Themixtureisthenpouredonto60gofWhatman60Å(230-400mesh)silicagelpackedina4-cmdiameterchromatographycolumnandtheliquidisadsorbedontothesilicagelbygravity.Thematerialremainingintheflaskisfurtherwashedwith1:
1ether:
hexaneandtransferredontothesilicagel;thisprocessisrepeateduntilallthematerialhasbeenloadedontothesilicagel.Theketoneiselutedusing500mLof1:
1ether:
hexaneandtheeluentisconcentrat
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 合成 060331