06-醛和酮的人名反应.pptVIP

* 有机合成反应 第六章 醛和酮中的人名反应 Oppenauer氧化反应 Oppenauer氧化反应 一、背景（Background） 1937年，R. V. Oppenauer报道了在苯溶剂中使用催化量的叔丁氧基铝以丙酮作为氧化剂将甾体(steroids)的仲醇氧化成相应的酮的过程。这个氧化过程证明是高收率，并且比其他氧化方法要好，原因是条件温和。其实，Oppenauer氧化方法比其他三个不同的研究者采用烷氧基铝还原羰基的方法要晚10年左右。1) 1925年的时候，H. Meerwein就成功地用乙氧基铝/乙醇将醛还原；2) 同一年，A. Verley使用乙氧基铝和异丙氧基铝将酮还原，但是发现立体位阻的酮(比如樟脑，camphor)的反应很慢。3) 1926年，W. Ponndorf阐述了有好多烷氧基金属衍生物(比如，碱金属和铝的烷氧基化合物，从仲醇衍生得到)能够还原醛和酮，并且，他发现这个过程完全是可逆的。 Oppenauer氧化反应 一、背景（续） 在金属烷氧基化合物(比如异丙氧基铝)存在下，使用酮作氧化剂将伯醇和仲醇氧化成相应的醛和酮的过程就称为 Oppenauer氧化反应。 这个反应的逆反应，即将醛和酮还原成醇的过程，是另一个人名反应，称为Meerwein-Ponndorf-Verley还原反应。 Oppenauer氧化反应 二、Oppenauer氧化反应的特点 1、Oppenauer氧化反应完全是可逆的，但是按照Le Chatelier原理向反应体系中加入大量过量的酮(比如丙酮)能促使反应完全。 2、反应条件温和，因为反应通常在丙酮/苯混合溶剂中加热。 3、大部分官能团(烯烃、炔烃、酯、酰胺等)能够承受这样的反应条件，但是如果底物中含有碱性的N原子，则要用碱金属烷氧基化合物代替烷氧基铝。 4、为了达到合理的反应速度，有必要使用化学计量的(stoichiometric)的烷氧基铝。 5、最常用的是异丙氧基铝、叔丁氧基铝和苯氧基铝。 Oppenauer氧化反应 二、Oppenauer氧化反应的特点（续） 6、氧化反应对伯醇和仲醇的底物适用性很好，也就是说，有很多的伯醇和仲醇能被氧化； 7、仲醇非氧化速度比伯醇快很多，因此，能获得完全的化学选择性，这是Oppenauer氧化反应独特的特点。 8、伯醇氧化绝不会出现过度氧化成酸的情况。 9、1,4-和1,5-二醇(diol)的氧化通常生成内酯(lactone)。 10、丙酮是最常用的氧化剂，但是芳香或脂肪醛因为不容易被还原也是适合的氧化剂。 Oppenauer氧化反应 三、Oppenauer氧化反应的改进 1、加入质子酸能显著提高氧化反应的速度。 2、Oppenauer氧化反应也可以使用多相(heterogeneous)催化剂(比如，氧化铝(alumina)、分子筛(zeolite))。多相催化剂反应比传统的均相(homogeneous)的优点是催化剂非常方便地从反应体系中分离。 Oppenauer氧化反应 四、Oppenauer氧化反应的局限性 1、含有?-H的产物醛容易发生aldol缩合反应生成?-羟基醛和/或?,?-不饱和醛。但是酮发生同样的副反应则不常见。 2、不含?-H的产物醛可能发生Tishchenko反应，但是使用无水(anhydrous)溶剂能有效抑制这个副反应。 3、氧化烯丙醇(allylic)和高烯丙醇(homoallylic)底物的时候，可能会发生C=C双键的迁移(migration)。 Oppenauer氧化反应 五、机理（mechanism） 氧化剂的羰基(丙酮)和底物醇都键合(bound)到金属离子(铝)。醇以烷氧基的形式键合，而酮则是配位到铝上。这样酮被活化，可以接受来自烷氧基的H-迁移。H-迁移是通过一个六元环的椅式(chairlike)的过渡态进行的。烷氧基产物可能通过醇解(alcoholysis)离开铝核配位点，但是，如果产物烷氧基对金属有很强的亲和力(affinity)就会造成很慢的配体交换(ligand exchange)，这样，催化过程就不可能的了。这就是在Oppenauer氧化反应中使用化学计量的烷氧基铝的原因。 Oppenauer氧化反应 五、机理（续） Oppenauer氧化反应 五、应用（Application） P. Kocovsky等人在全合成estrone过程中应用改进的Oppenauer氧化反应的策略。底物tetracyclic diol与异丙氧基铝和N-methyl-piperidine-4-one (氧化剂)作用得到相应的烯酮(enone)，收率好。得到的烯酮涉及了起始的?,?-双键的迁移。最后将烯酮和对甲苯磺酸(TsOH)在乙醚中放置完成芳构化(arom