第二節(jié)　有機(jī)氧化劑

有機(jī)氧化劑主要有有機(jī)過(guò)氧酸及其酯類(lèi)、異丙醇鋁、二甲亞砜、醌類(lèi)化合物、N-氧化物以及N-鹵代亞胺等。

一、有機(jī)過(guò)氧酸及有關(guān)過(guò)氧化物

有機(jī)過(guò)氧酸簡(jiǎn)稱(chēng)過(guò)酸，向羧酸中加入雙氧水即氧化為過(guò)酸。常用的過(guò)酸有過(guò)氧甲酸，過(guò)氧乙酸，過(guò)氧三氟乙酸，過(guò)氧苯甲酸，過(guò)氧間氯苯甲酸等。過(guò)酸一般不穩(wěn)定，應(yīng)新鮮制備，但過(guò)氧間氯苯甲酸是穩(wěn)定的晶體。

烯烴在過(guò)酸作用下容易生成環(huán)氧乙烷類(lèi)化合物，后者在酸性條件下容易水解開(kāi)環(huán)生成反式1，2-二醇，是合成反式1，2-二醇的一種方法。有時(shí)也可以直接使用過(guò)氧化氫作氧化劑。

反式1，2-環(huán)己二醇的合成如下^［77］：

又如治療高血壓病的藥物地拉普利（Delapril）中間體1H-茚滿-2（3H）-酮（43）^［78］的合成。

由于過(guò)氧甲酸和過(guò)氧乙酸常以水溶液存在，用它們作氧化劑時(shí)生成的環(huán)氧化合物往往被水解或部分水解生成二醇。使用無(wú)水過(guò)氧酸如無(wú)水過(guò)氧苯甲酸時(shí)可以直接得到環(huán)氧化合物。

過(guò)氧酸氧化烯鍵生成環(huán)氧化合物的反應(yīng)機(jī)理是雙鍵上的親電加成，過(guò)酸由位阻較小的一邊向雙鍵進(jìn)攻，環(huán)氧環(huán)位于位阻較小的一邊。

氧化的難易與過(guò)酸的R和雙鍵上電子云密度有關(guān)。雙鍵上電子云密度高，容易發(fā)生環(huán)氧化，電子云密度較低時(shí)，則應(yīng)選用R為吸電子基的過(guò)酸，如CF₃CO₃H。過(guò)酸的強(qiáng)弱次序?yàn)椋篊F₃CO₃H ＞ PhCO₃H ＞ CH₃CO₃H。用過(guò)酸環(huán)氧化時(shí)，分子中的羥基不受影響。

烯類(lèi)化合物的環(huán)氧化為順式加成過(guò)程，順式烯烴環(huán)氧化后生成順式加成產(chǎn)物；反式烯烴環(huán)氧化后生成反式加成產(chǎn)物。并且過(guò)氧化物是從雙鍵上空間位阻最小的一邊向烯鍵加成。

雙鍵碳原子上連有鹵素原子（鹵乙烯類(lèi)化合物）、烷氧基（烯醚）和酰氧基（烯醇酯）的化合物，在過(guò)酸作用下也可以氧化為環(huán)氧乙烷衍生物。但這些環(huán)氧化合物對(duì)酸、熱非常不穩(wěn)定，容易立即發(fā)生分子內(nèi)重排，生成α-羰基化合物。

用于治療子宮頸炎、絕經(jīng)期綜合征以及前列腺肥大癥等的藥物雌三醇（44）^［79］的合成如下：

用m-CPBA作氧化劑在二氯甲烷中反應(yīng)，如下端基烯可以被氧化為環(huán)氧化合物，分子中的炔鍵不受影響^［80］。

預(yù)防和治療腎、肝、心臟和骨髓移植排斥的藥物麥考酚酸中間體（45）的合成如下，雙鍵具有選擇性。

如下α，β-不飽和酮用過(guò)氧乙酸氧化，除了生成環(huán)氧化物外，還有Baeyer-Villiger氧化產(chǎn)物生成。

過(guò)亞胺酸也可將烯氧化為環(huán)氧乙烷衍生物。過(guò)亞胺羧酸可以由腈與H₂O₂直接反應(yīng)來(lái)生成。常用的腈有乙腈、苯甲腈、三氯乙腈等。反應(yīng)一般以甲醇作溶劑，用碳酸氫鉀作緩沖劑。

酮類(lèi)化合物用過(guò)酸氧化生成酯，稱(chēng)為Baeyer-Villiger反應(yīng)。有關(guān)內(nèi)容參見(jiàn)重排反應(yīng)。

在酸性條件下，用過(guò)氧化物例如過(guò)氧化氫、過(guò)氧化醚、過(guò)氧酸、過(guò)氧碳酸酯等，可以將芳烴氧化為酚類(lèi)化合物。不同的反應(yīng)方法，其反應(yīng)機(jī)理也不盡相同。用過(guò)酸氧化實(shí)質(zhì)上是芳環(huán)上的親電取代反應(yīng)。過(guò)氧化物分解生成氫氧正離子，而后對(duì)芳環(huán)進(jìn)行親電取代，最后生成酚類(lèi)化合物。

顯然，環(huán)上連有給電子基團(tuán)的芳環(huán)容易發(fā)生該類(lèi)反應(yīng)。

在三氟化硼存在下，過(guò)氧三氟乙酸可以將1，3，5-三甲基苯氧化為2，4，6-三甲基苯酚，收率達(dá)88%，2，4，6-三甲基苯酚為維生素E的中間體。但當(dāng)使用苯進(jìn)行上述反應(yīng)時(shí)，只生成痕量的苯酚。

三氟化硼的作用是促進(jìn)HO⁺的生成。

菲用過(guò)酸氧化可生成2，2'-聯(lián)苯二甲酸（46）^［81］，為獸藥雙硝氯酚（Niclofolan）等的中間體。

有機(jī)過(guò)酸可將叔胺氧化為叔胺氧化物。吡啶在本質(zhì)上也屬于叔胺，吡啶氧化可以生成吡啶N-氧化物。吡啶N-氧化物是一種性質(zhì)特殊的化合物，可以使吡啶環(huán)氮原子的鄰、對(duì)位活化，從而使吡啶環(huán)上既容易發(fā)生親電取代反應(yīng)，也可以發(fā)生親核取代反應(yīng)。

叔胺N-氧化物也可以作為氧化劑來(lái)使用。

芳香胺用過(guò)酸氧化，控制過(guò)酸的用量以及反應(yīng)條件，可得到亞硝基化合物、氧化偶氮苯、偶氮苯、硝基化合物等。有時(shí)可利用芳香胺的過(guò)酸氧化來(lái)制備用其他方法難以制備的硝基化合物。

芳香胺通常是由相應(yīng)的硝基化合物經(jīng)還原而制備的，因此，芳香胺氧化制備硝基化合物的情況并不多。但在某些情況下也可以利用芳香胺的氧化法來(lái)制備特定位置的硝基化合物，過(guò)氧三氟乙酸是首選氧化劑，原因是可以得到較高收率的純的產(chǎn)品。例如2，6-二氯硝基苯，用一般的方法難以合成，但可用2，6-二氯苯胺的氧化。2，6-二氯硝基苯是氟喹諾酮類(lèi)抗菌藥的中間體^［82］。

叔胺氧化物在乙酸酐作用下可以發(fā)生Polonovski重排反應(yīng)。例如平喘藥鹽酸丙卡特羅（Procaterol hydrochloride）的中間體8-羥基喹諾啉-2（1H）-酮（47）^［83］的合成。

又如抗焦慮藥奧沙西泮（Oxazepam）中間體（48）的合成如下：

m-CPBA可以將硫醚氧化為亞砜或砜。例如用于治療消化性潰瘍和佐-埃二氏綜合征、反潰性食管炎藥物奧美拉唑（49）^［84］的合成。

二、烷基過(guò)氧化物

烴基過(guò)氧化物也是常用的氧化劑，例如叔丁基過(guò)氧化氫、異丙苯基過(guò)氧化氫等。

在過(guò)渡金屬配合物催化下，烷基過(guò)氧化氫或過(guò)氧化氫可氧化烯烴不飽和鍵生成環(huán)氧化合物。烯烴的結(jié)構(gòu)對(duì)環(huán)氧化速率有影響。若烯鍵碳原子上連有多個(gè)烴基時(shí)，可加快環(huán)氧化速度，分子中有多個(gè)雙鍵時(shí)，往往連有較多烴基的雙鍵優(yōu)先環(huán)氧化。例如：

在烯丙醇中，羥基對(duì)雙鍵的環(huán)氧化有很大影響，在過(guò)渡金屬配合物催化下，用烷基過(guò)氧化氫作氧化劑，可選擇性地對(duì)烯丙醇的雙鍵進(jìn)行環(huán)氧化。例如：

α，β-不飽和羰基化合物中，碳碳雙鍵與羰基共軛，叔丁基過(guò)氧化氫可使之環(huán)氧化。

α，β-不飽和酮的環(huán)氧化，首先是ROO^-的親核加成（Michael加成），而后形成環(huán)氧化合物。

α，β-不飽和酮，其中雙鍵的反應(yīng)能力明顯降低，有時(shí)不能得到環(huán)氧化合物，而主要得到酯（Baeyer-Villiger反應(yīng)）或混合物。

α，β-不飽和醛也可以在堿性條件下生成環(huán)氧化合物，例如：

三、異丙醇鋁

在異丙醇鋁或叔丁醇鋁存在下，過(guò)量的酮如丙酮、丁酮或環(huán)己酮，可將伯醇、仲醇氧化為相應(yīng)的羰基化合物，該反應(yīng)稱(chēng)為Oppenauer反應(yīng)^［85］。

該反應(yīng)是可逆的，逆反應(yīng)稱(chēng)為Meerwein-Ponndorf還原反應(yīng)，因此在進(jìn)行Oppenauer反應(yīng)時(shí)，酮是過(guò)量的，甚至醇酮比例達(dá)1∶20。反應(yīng)在無(wú)水條件下進(jìn)行，以免醇鋁的分解，常在二甲苯，甲苯溶液中進(jìn)行反應(yīng)。反應(yīng)過(guò)程中，將生成的異丙醇或環(huán)己醇與溶劑一起蒸出，以促進(jìn)原料醇的氧化。

Oppenauer反應(yīng)的機(jī)理是負(fù)氫離子的轉(zhuǎn)移過(guò)程，這種機(jī)理已得到同位素試驗(yàn)的證實(shí)。

異丙醇鋁是一種選擇性氧化劑，特別適用于仲醇氧化。不飽和醇中的CC不被氧化，尤其適用于烯丙位的仲醇氧化為α，β-不飽和酮，但雙鍵有時(shí)會(huì)移位生成更穩(wěn)定的共軛體系。

分子中有多個(gè)羥基時(shí)可同時(shí)被氧化生成多羰基化合物。

避孕藥孕三烯酮（Gestrinone）中間體6-甲氧基-2，3，5，8-四氫萘-1（2H）-酮（50）^［86］的合成如下：

該方法的改進(jìn)是利用醇鉀代替醇鋁，某些含氮化合物，不能與醇鋁生成配合物，此時(shí)改用醇鉀作為氧化劑，可以得到滿意的結(jié)果。對(duì)苯二醌或二苯酮可以作為氫的受體。該方法對(duì)于含氮的堿性化合物如生物堿的氧化很適用。

Oppenauer氧化法雖然可以用于醛的制備，但不常用。因?yàn)樯傻娜┛膳c酮發(fā)生羥醛縮合反應(yīng)。這時(shí)可以先將被氧化的伯醇與異丙醇鋁作用，轉(zhuǎn)化為伯醇的鋁鹽，而后加入高沸點(diǎn)的醛作氫的受體，并用減壓蒸餾的方法分離出生成的醛。

Oppenauer氧化法廣泛用于甾醇的氧化。例如甾體抗炎藥地夫可特（Deflazacort）中間體（51）^［87］的合成。

α，β-不飽和醇可以氧化成相應(yīng)的α，β-不飽和酮，而β，γ-不飽和醇氧化后則雙鍵移位，生成α，β-不飽和酮。例如如下化合物的合成：

一些甲酸酯類(lèi)化合物也可以采用類(lèi)似的方法被氧化為羰基化合物。例如如下反應(yīng)：

在某些反應(yīng)中可以使用三氯乙醛-氧化鋁。將三氯乙醛吸附于氧化鋁載體上，用三氯乙醛作氧化劑，是對(duì)Oppenaur氧化法的一種改進(jìn)。該方法在中性無(wú)水條件下進(jìn)行，反應(yīng)底物分子中的鹵素、酯基、內(nèi)酯基等都不受影響。當(dāng)?shù)孜锓肿又杏胁煌牧u基時(shí)，可以進(jìn)行選擇性氧化。有時(shí)也可以用苯甲醛代替三氯乙醛。例如如下反應(yīng)：

該方法的另外一種改進(jìn)是使用三甲基鋁，用間硝基苯甲醛作氧化劑。例如樟腦（52）^［88］的合成。

有時(shí)也可以使用二異丙氧基三氟乙酸鋁。例如抗心律失常藥普羅帕酮（Propafenone）中間體鄰羥基苯乙酮的合成^［89］。

除了醇鋁之外，還有其他類(lèi)似的Oppenauer氧化反應(yīng)可以將醇氧化為羰基化合物。例如鎂Oppenauer氧化^［90］。

用氨基醇和銥生成的絡(luò)合物作催化劑，可順利用丙酮或丁酮將伯醇氧化為醛。例如抗過(guò)敏藥曲尼司特（Tranilast）、降壓藥哌唑嗪（Prazosin）等的中間體3，4-二甲氧基苯甲醛的合成^［91］。

用（Ph₃P）₃RuCl₂作催化劑，可以用丙酮將醇羥基氧化為羰基。例如：

四、二甲亞砜

1957年Kornblum N報(bào)道，α-溴代苯乙酮類(lèi)化合物與二甲亞砜反應(yīng)，得到了相應(yīng)的羰基化合物。

后來(lái)發(fā)現(xiàn)，α-鹵代酸及其酯，芐鹵、α-鹵代苯乙酮、伯碘代物等都可以被二甲亞砜氧化成羰基化合物，該反應(yīng)稱(chēng)為Kornblum反應(yīng)，主要適用于碘代烴和溴代烴。氧化機(jī)理如下：

反應(yīng)在堿性條件下進(jìn)行，常用的堿是碳酸氫鈉、2-甲基-4-乙基吡啶、三甲基吡啶等。堿的作用是明顯的，一方面是促進(jìn)锍鹽的分解，另一方面是中和生成的酸，以免氫鹵酸將二甲亞砜還原為二甲硫醚。

二甲亞砜（DMSO）常用作非質(zhì)子的極性有機(jī)溶劑，用作氧化劑時(shí)，是一種溫和的選擇性氧化劑。二甲亞砜作為氧化劑的常見(jiàn)反應(yīng)如圖1-6所示。

例如抗抑郁藥諾米芬辛（Nomifensine）、心絞痛治療藥硝苯地平（Nifedipine）等的中間體鄰硝基苯甲醛的合成^［92］。

此類(lèi)反應(yīng)可在室溫或加熱條件下進(jìn)行。對(duì)于更活潑的鹵化物有時(shí)并不加堿，只要放置數(shù)小時(shí)即可完成反應(yīng)。

對(duì)于伯鹵代烷，用伯碘代烷最好。芐基碘、雜環(huán)取代的伯碘代烴等都能順利發(fā)生該反應(yīng)。

上述二甲亞砜氧化法的一種改良方法是在反應(yīng)中加入氟硼酸銀，此時(shí)可以在溫和的條件下進(jìn)行反應(yīng)。氟硼酸銀可以溶于二甲亞砜中，銀鹽的存在有利于鹵素原子的離去，特別適用于伯溴代烷和烯丙基氯、α-鹵代酮、α-鹵代酸酯以及α-鹵代酸的氧化反應(yīng)。對(duì)某些仲鹵代烴也能得到較理想的結(jié)果。

伯醇和仲醇的磺酸酯在堿性條件下可被氧化成相應(yīng)的醛，酮。因此，難以被DMSO氧化的伯溴代烷或伯氯代烷可以轉(zhuǎn)化成磺酸酯再進(jìn)行氧化。

DMSO與氫溴酸或碘組成的氧化體系，可以將1，2-二芳基烯或炔氧化為二酮類(lèi)化合物。例如^［93］：

DMSO與碳二亞胺（例如DCC），或DMSO與醋酐混合使用均能將伯、仲醇氧化成相應(yīng)的羰基化合物，條件溫和，收率較高，而且具有高度的化學(xué)選擇性，分子中的烯鍵、氨基、酯基以及叔羥基等均不受影響。在生物堿、甾族、糖類(lèi)衍生物的合成中應(yīng)用較多。DMSO與碳二亞胺組成的試劑又叫Pfitzner-Moffatt試劑。DCC和DMSO將醇氧化為羰基化合物，稱(chēng)為Pfitzner-Moffatt反應(yīng)。

Pfitzner-Moffatt反應(yīng)的機(jī)理如下：

例如抗菌藥Tribactam中間體4-叔丁基環(huán)己酮的合成^［94］。

二甲亞砜和乙酸酐混合體系可以將羥基氧化為羰基，例如化合物（53）的合成：

二甲亞砜與醋酐氧化羥基的可能機(jī)理如下。

1976年，Swern D等發(fā)現(xiàn)，當(dāng)二甲亞砜和三氟乙酸酐在低溫處理以后和伯醇或仲醇反應(yīng)能形成一種中間體，而其繼續(xù)用三乙胺處理以后能得到相應(yīng)高收率的醛或酮。例如1-金剛烷甲醛的合成：

1978年，他們又報(bào)道了用草酰氯代替三氟乙酸酐能更高效地進(jìn)行反應(yīng)，后來(lái)該類(lèi)反應(yīng)稱(chēng)為Swern氧化反應(yīng)。反應(yīng)的第一步是低溫下，二甲基亞砜（1a）共振形成（1b）并與草酰氯（2）進(jìn)行親核加成，生成第一個(gè)中間體（3）。此中間體迅速的分解出CO₂和CO，并生成氯化二甲基氯代锍鹽（4）。

當(dāng)加入醇（5）以后，锍鹽（4）與加入的醇（5）反應(yīng)生成關(guān)鍵的烷氧基锍離子中間體（6）。在加入了兩當(dāng)量的堿后，發(fā)生去質(zhì)子作用生成硫葉立德（7）。通過(guò)一個(gè)五元環(huán)的過(guò)渡態(tài)，硫葉立德（7）進(jìn)一步分解為二甲基硫醚以及產(chǎn)物酮（或醛）（8）。

使用草酰氯作為脫水試劑時(shí)為了減少副反應(yīng)，反應(yīng)溫度必須得低于-60℃，如果使用三氟乙酸酐替換草酰氯，則反應(yīng)溫度允許在-30℃而不產(chǎn)生副產(chǎn)物。例如苯拉海明（Diphenhydramine）、哌克昔林（Perhexiline）等的中間體二苯甲酮的合成^［95］。

又如4-叔丁基二甲基硅氧基丁醛的合成^［96］。

在堿（如三乙胺、吡啶）存在下，用二甲亞砜-三氧化硫配合物可以將醇氧化為羰基化合物，該反應(yīng)稱(chēng)為Parikh-Doering氧化反應(yīng)。

可能的反應(yīng)機(jī)理如下：

Parikh-Doering氧化反應(yīng)對(duì)醇的立體化學(xué)敏感，對(duì)醇的不同立體異構(gòu)體氧化速率可能有很大差異，位阻小的異構(gòu)體可以選擇性地被氧化。例如如下化合物的氧化，羥基的立體化學(xué)不同，反應(yīng)結(jié)果有很大差異。

由于該反應(yīng)簡(jiǎn)便易行、條件溫和，反應(yīng)迅速（數(shù)分鐘即可），常用于天然產(chǎn)物的合成。

環(huán)氧化合物在DMSO存在下氧化開(kāi)環(huán)，生成α-羥基酮。

三氟化硼對(duì)該類(lèi)反應(yīng)有催化作用。例如環(huán)氧環(huán)己烷在三氟化硼催化下被DMSO氧化成α-羥基環(huán)己酮。

在催化量的甲醇存在下，環(huán)氧乙烷類(lèi)化合物發(fā)生Swern氧化反應(yīng)（草酰氯、DMSO、Et₃N）時(shí)可以高收率的生成α-氯代酮。例如：

環(huán)氧乙烷衍生物發(fā)生氧化斷裂生成少一個(gè)碳原子的羧酸。用扁桃酸鉍作催化劑^［97］。

五、四乙酸鉛

四乙酸鉛是一種選擇性很強(qiáng)的氧化劑，系由鉛丹（Pb₃O₄）與乙酸一起加熱制得。向反應(yīng)體系中通入氯氣，四乙酸鉛的收率很高。四乙酸鉛不穩(wěn)定，易被水分解，故常在有機(jī)溶劑如冰醋酸、苯、氯仿、乙腈等中進(jìn)行氧化反應(yīng)。在有機(jī)溶劑中進(jìn)行反應(yīng)時(shí)加入少量水或醇可加快反應(yīng)速度。有機(jī)合成中，四乙酸鉛可作強(qiáng)氧化劑、提供乙酰氧基的來(lái)源以及制備有機(jī)鉛化合物，但鉛的毒性限制了其應(yīng)用。

四乙酸鉛可與烯烴反應(yīng)，反應(yīng)中四乙酸鉛脫掉兩個(gè)乙酰氧基，兩個(gè)乙酰氧基加到烯鍵的兩個(gè)碳原子上生成雙乙酸酯。例如：

四乙酸鉛也可將一元醇和非相鄰的多元醇氧化，生成羰基化合物，對(duì)不飽和醇的不飽和鍵不產(chǎn)生影響。反應(yīng)中加入少量的吡啶有利于反應(yīng)的進(jìn)行。

四乙酸鉛氧化醇的大致過(guò)程如下：

首先是醇與四乙酸鉛反應(yīng)生成烷氧基鉛，而后根據(jù)不同的結(jié)構(gòu)和反應(yīng)條件生成不同的氧化產(chǎn)物。路線Ⅱ發(fā)生C-C鍵的斷裂，發(fā)生在能生成穩(wěn)定的自由基或原料中具有較大張力的部位。加熱或光照有利于生成自由基。由于反應(yīng)中生成自由基，因而有可能發(fā)生其他副反應(yīng)，如成醚反應(yīng)等。反應(yīng)中吡啶有催化作用。

在如下反應(yīng)中，反應(yīng)條件不同，得到的產(chǎn)物也不同。避光反應(yīng)按照路線Ⅰ反應(yīng)生成酮，而光照時(shí)則生成了環(huán)醚^［98］。

形成環(huán)醚的大致過(guò)程如下：

四乙酸鉛氧化1，2-二醇生成C-C鍵斷裂的產(chǎn)物，是經(jīng)歷一個(gè)五元環(huán)中間體進(jìn)行的。鄰二醇被四乙酸鉛氧化，鄰二醇的碳碳鍵斷裂而生成兩分子羰基化合物。氧化機(jī)理是形成五元環(huán)狀中間體，后者分解為羰基化合物。

環(huán)狀鄰二醇也可以被四乙酸鉛氧化。按照上述機(jī)理，順式1，2-二醇的氧化比反式1，2-二醇要容易得多。

對(duì)于反式1，2-二醇的氧化，有人認(rèn)為可能經(jīng)歷了非環(huán)狀中間體的堿或酸催化的消除過(guò)程：

除了鄰二醇外，1，2-氨基醇、α-羥基酸、α-酮酸、α-氨基酸、乙二胺等也可以被四乙酸鉛氧化，發(fā)生類(lèi)似的反應(yīng)。

同高碘酸氧化鄰二醇一樣，都是發(fā)生1，2-二醇碳碳鍵的斷裂，但高碘酸氧化一般在水中進(jìn)行，而四乙酸鉛常在有機(jī)溶劑中進(jìn)行。

四（三氟乙酸）鉛在室溫條件下可將甲苯氧化為相應(yīng)的三氟乙酸酯，后者水解生成芐基醇。

具有活潑氫的化合物，如β-二羰基化合物和芳烴側(cè)鏈α-位上的氫原子，可被四乙酸鉛中的乙酰氧基取代，生成相應(yīng)的乙酸酯，例如：

酚類(lèi)化合物可被四乙酸鉛脫氫而生成醌，例如：

羧酸用四乙酸鉛催化脫羧可以生成烷烴、烯烴、乙酸酯等。

四乙酸鉛催化下的氧化脫羧，屬于自由基型反應(yīng)。

用四乙酸鉛處理伯烷基羧酸和仲烷基羧酸時(shí)，可以得到不同的產(chǎn)物，這與如下因素有關(guān)：氧化成伯或仲自由基是一種慢過(guò)程，通過(guò)溶劑中氫轉(zhuǎn)移生成烷烴是競(jìng)爭(zhēng)性反應(yīng)；氧化可以得到烯和酯；伯或仲烷基自由基的氧化可能會(huì)產(chǎn)生重排或非重排的產(chǎn)物。

在乙酸銅存在下，四乙酸鉛將羧酸氧化為烯。

反應(yīng)中只需催化量的乙酸銅，因?yàn)樵诜磻?yīng)中二價(jià)銅可以再生。

該方法可以用于烯烴的制備，適用于伯烷基羧酸、仲烷基羧酸以及環(huán)狀羧酸。

叔烷基羧酸在四乙酸鉛存在下很容易生成叔烷基自由基，而后生成烯烴化合物，乙酸銅對(duì)反應(yīng)的影響不如伯和仲烷基羧酸明顯。

α-芳基烷基羧酸用四乙酸鉛氧化主要生成乙酸酯。例如：

上述反應(yīng)中，無(wú)論是熱反應(yīng)還是光照反應(yīng)，對(duì)產(chǎn)物的比例影響很小。芳環(huán)上的取代基對(duì)乙酸酯的收率有影響，芳環(huán)上連有給電子基團(tuán)時(shí)乙酸酯的收率較高，而連有吸電子基團(tuán)時(shí)乙酸酯的收率較低。對(duì)甲氧基苯乙酸反應(yīng)時(shí)，得到90%的乙酸對(duì)甲氧基芐基酯，而對(duì)硝基苯乙酸反應(yīng)時(shí)，只生成1%的乙酸對(duì)硝基芐基酯。

用四乙酸鉛脫羧通常使用惰性溶劑，如苯、氯苯、氯仿、六甲基磷酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺、乙腈、吡啶、二氧六環(huán)、二甲基亞砜等。

若用四乙酸鉛脫羧在乙酸中進(jìn)行，則主要生成乙酸酯。例如：

四乙酸鉛與碘光照條件下可以使羧酸脫羧，并生成碘代物。

該類(lèi)反應(yīng)屬于自由基型反應(yīng)，反應(yīng)缺乏立體選擇性。

采用該方法脫羧引入碘后，可以用鋅等還原生成烴類(lèi)化合物。

在用四乙酸鉛脫羧時(shí)，如果加入鹵化金屬鹽，如氯化鋰、氯化鉀、氯化銫等，可以高收率地得到氯代烴類(lèi)化合物。也可以使用溴化或碘化金屬鹽，分別得到溴化物和碘化物。此時(shí)的反應(yīng)稱(chēng)為Kochi反應(yīng)。反應(yīng)結(jié)果類(lèi)似于Hunsdiecker反應(yīng)。例如：

順、反環(huán)烷基羧酸反應(yīng)后生成順、反式異構(gòu)體的混合物。例如：

手性的羧酸反應(yīng)后生成的鹵化物為外消旋體。

伯和仲烷基羧酸幾乎定量得到氯代烷。叔烷基羧酸也可得到高收率的氯代烷，同時(shí)生成少量烯烴化合物。芳香族羧酸在四乙酸鉛及氯化鋰作用下只能得到低收率氯代芳烴。

用NCS和四乙酸鉛與羧酸在DMF中反應(yīng)，也可以生成氯代烴，其優(yōu)點(diǎn)是避免了金屬氯化物在有機(jī)溶劑中低溶解度的缺點(diǎn)。

丁二酸類(lèi)化合物在四乙酸鉛作用下可以發(fā)生雙脫羧反應(yīng)生成乙烯衍生物。

該反應(yīng)的應(yīng)用范圍很廣，而且反應(yīng)具有立體選擇性，但沒(méi)有立體專(zhuān)一性。內(nèi)消旋和外消旋的2，3-二苯基丁二酸氧化后都生成反式1，2-二苯乙烯。

丙二酸類(lèi)化合物在四醋酸鉛的作用下，可以發(fā)生雙脫羧反應(yīng)，生成偕二乙酸酯（乙?；s醛），后者水解生成羰基化合物。

伯酰胺與四乙酸鉛在醇中反應(yīng)，生成相應(yīng)的氨基甲酸酯，在無(wú)醇存在時(shí)則生成異氰酸酯。反應(yīng)可以用三乙胺或四氯化錫作催化劑。反應(yīng)結(jié)果類(lèi)似于Hofmann重排反應(yīng)。

氟喹諾酮類(lèi)抗菌藥巴洛沙星（Balofloxacin）中間體3-氨基吡啶（54）^［99］的合成如下。

四乙酸鉛可以氧化具有α-亞甲基的脂肪族伯胺生成腈，而芳香族伯胺則生成偶氮化合物。

六、醌類(lèi)

醌類(lèi)主要用于脫氫反應(yīng)，脫氫反應(yīng)實(shí)際上也是氧化反應(yīng)。苯醌的脫氫能力差，但在苯醌分子中引入吸電子基團(tuán)，如氯原子、氰基等，則脫氫能力增強(qiáng)。常用的醌類(lèi)氧化劑是四氯1，4-苯醌（氯醌）和2，3-二氯-5，6-二氰基苯醌（DDQ），反應(yīng)后自身生成1，4-二酚。

DDQ應(yīng)用最廣泛。DDQ在苯中的溶液呈紅色，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，生成不溶于苯的淺黃色固體氫醌而分離出來(lái)。

醌類(lèi)脫氫的機(jī)理是反應(yīng)物中的負(fù)氫離子被醌中的氧奪取，進(jìn)而是反應(yīng)物中連續(xù)的氫原子轉(zhuǎn)移。

醌類(lèi)的脫氫反應(yīng)，大多用于醇類(lèi)、脂環(huán)類(lèi)以及甾族化合物，例如：

用DDQ作脫氫劑，溶劑通常為苯和二烷，它也以使聯(lián)芐衍生物脫氫，生成收率較高的芪衍生物。

這些醌也能氧化胺和烯丙醇類(lèi)化合物，對(duì)苯醌容易與1，3-二烯烴發(fā)生Diels-Alder反應(yīng)，因而在應(yīng)用上受到一定限制。

七、二甲基二氧雜環(huán)丙烷（DMDO）

二甲基二氧雜環(huán)丙烷（dimethyl dioxirane，DMDO）容易將烯烴氧化為環(huán)氧化合物。該試劑為易揮發(fā)的過(guò)氧化物，因此應(yīng)當(dāng)特別注意安全。應(yīng)在很好的通風(fēng)條件下制備，避免吸入或直接接觸皮膚。

DMDO的制備方法如下式所示^［100］，式中的2KHSO₅·K₂SO₄·KHSO₄為Oxone試劑。

反應(yīng)中既可以使用DMDO的丙酮溶液，也可以使丙酮與Oxone反應(yīng)原位產(chǎn)生DMDO。

除了使用丙酮之外，也可以使用其他酮，如六氟丙酮、1，1，1-三氟丙酮、環(huán)己酮等。使用六氟丙酮時(shí)可以使用過(guò)氧化氫作氧化劑，在乙腈存在下進(jìn)行反應(yīng)的過(guò)程如下：

避孕藥乙酸烏利司他（Ulipristal acetate）中間體3，20-雙-亞乙二氧基-17α-羥基-5α，10α-環(huán)氧-19-去甲孕甾-9（11）-烯（55）^［101］的一條合成路線就是用H₂O₂和六氟丙酮來(lái)合成的。

DMDO是性質(zhì)活潑的氧化劑，可以用于多種化合物的氧化，其主要反應(yīng)如圖1-7。

烯烴的結(jié)構(gòu)對(duì)環(huán)氧化反應(yīng)有影響。由于環(huán)氧化反應(yīng)屬于親電反應(yīng)，因此雙鍵上電子云密度較大的烯鍵更容易被氧化。對(duì)于烷基取代的烯烴，取代基越多越容易被氧化。即四取代＞三取代＞二取代＞單取代烯烴。

連有吸電子基團(tuán)的烯烴反應(yīng)時(shí)，比較困難，往往需要較長(zhǎng)的反應(yīng)時(shí)間（有時(shí)達(dá)數(shù)天），使用過(guò)量的氧化劑，或適當(dāng)提高反應(yīng)溫度（注意DMDO不穩(wěn)定）。

用DMDO氧化烯烴時(shí)，具有立體選擇性。順式烯烴氧化為順式環(huán)氧化合物，反式烯烴氧化為反式環(huán)氧化合物。

在順、反異構(gòu)體中，順式異構(gòu)體比反式異構(gòu)體更容易進(jìn)行反應(yīng)。

對(duì)酸敏感的環(huán)氧化合物，可使用緩沖液控制反應(yīng)體系的pH值來(lái)實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的反應(yīng)。如：

分子中的其他官能團(tuán)可能對(duì)反應(yīng)有影響。

在上述第二個(gè)反應(yīng)中，吡咯啉N-原子容易被氧化生成叔胺氧化物，但先加入三氟化硼-乙醚溶液，使N-原子首先生成N-BF₃配合物，將N-原子保護(hù)，則可以順利地將分子中的雙鍵環(huán)氧化。氨基也可以采用成鹽或酰胺的方法來(lái)進(jìn)行保護(hù)。

分子中的羥基相距較遠(yuǎn)時(shí)可以不影響環(huán)氧化。例如：

烯醇類(lèi)化合物用DMDO環(huán)氧化時(shí)，烯醇羥基可能被氧化為酮基。例如：

使用1，1-二氧代四氫硫雜吡喃-4-酮和過(guò)硫酸氫鉀復(fù)鹽時(shí)，丙烯醇類(lèi)化合物的雙鍵也可以被環(huán)氧化。例如抗抑郁藥瑞波西?。≧eboxetine）中間體2，3-環(huán)氧-3-苯基-1-丙醇（56）^［102］的合成。

上述反應(yīng)使用的1，1-二氧代四氫硫雜吡喃-4-酮，反應(yīng)中原位生成相應(yīng)的螺環(huán)二氧雜環(huán)氧乙烷衍生物。

α，β-不飽和醛用DMDO氧化時(shí)，醛基更容易被氧化，例如：

DMDO也可以將某些烴類(lèi)化合物氧化為醇。各種氫的氧化由易至難的順序是：叔氫＞仲氫＞伯氫。例如：

治療痤瘡的藥物阿達(dá)帕林（Adapalene）的中間體1-金剛醇可以由金剛烷的氧化來(lái)合成。

DMDO可以將酚氧化為醌，但往往有醌的雙鍵繼續(xù)被氧化的副產(chǎn)物生成。

DMDO將胺氧化為硝基化合物。例如：

鹽酸普魯卡因、葉酸、苯佐卡因等中間體對(duì)硝基苯甲酸的合成如下^［103］。

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