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1、精选优质文档-倾情为你奉上一、有机化学中常见的一些还原反应1、用金属氢化物还原常用的金属氢化物如氢化铝锂和硼氢化钠 均能使醛、酮还原成醇,一般不影响碳碳双键。例如:硼氢化钠是一种中等强度的还原剂,通常只能使醛、酮和酰氯还原,不影响共存的NO2 ,Cl, COOR和CN等基团,它对水不敏感,可在水溶液或醇中使用。在反应中,金属氢化物能提供氢负离子,向羰基碳进攻(可看成H-对羰基的亲核加成):从理论上讲,1molNaBH4就可以使4mol一元醛、酮还原为醇。2、 用乙硼烷还原有不饱和键也被还原:3、麦尔外因-庞多夫-维尔莱还原例如,在异丙醇铝和异丙醇存在下,使醛或酮还原为醇:这是可逆反应,通过增加
2、2-丙醇的用量或不断蒸出丙酮可使平衡向右移动,此反应的正向反应一般称为麦尔外因-庞多夫-维尔莱还原反应。它的专一性很高,一般只使羰基与醇烃基互变而不影响其他基团,故为一级醇、二级醇与醛、酮互相转变的重要方法。醇的许多金属化合物,如醇镁、醇钠也可催化这一反应,但以醇铝和异丙醇效果最佳(还原芳醛时则以乙醇最佳)。4、凯西纳-沃尔夫-黄鸣龙还原法 醛、酮和肼反应生成的腙在氢氧化钾或乙醇钠的作用下能分解释放出氮气而成烃:此反应是凯西纳和沃尔夫分别于1911年、1912年发现的,故称为凯西纳一沃尔夫反应。反应要求高温、高压及回流100h以上,操作很不方便,产率也不好。这是因为生成腙时,同时生成了水,水的
3、存在促进了逆反应的缘故。我国化学家黄鸣龙在1946年改进了这个方法,将醛或酮、氢氧化钠、肼的水溶液和高沸点的醇一起加热,使醛或酮成腙后,先将水和过量的肼蒸出,待温度达到腙的分解温度(一般195200)时再回流34h,反应即告完成。这样,可在常压下进行反应,反应时间大为缩短,而且产率一般都很高。这种使羰基变亚甲基为的方法叫凯西纳-沃尔夫-黄鸣龙还原法。该反应适用于对碱不敏感的醛、酮。5、克莱门森还原法 醛或酮和锌汞齐、浓盐酸一起加热,羰基即被还原为亚甲基,称为克莱门森还原法。例如:此反应操作简便,收率很高,以及多数羰基化合物在反应的酸性条件下不会引起严重的副反应,因而应用广泛。此法对于还原芳香酮
4、效果较好,与傅氏酰基化反应相配合是合成烷基芳烃的重要方法。6、醛、酮的双分子还原 在活泼金属如钠、铝、镁在质子性溶剂如酸、水、醇的作用下,可将醛还原为一级醇,将酮还原为二级醇。但在非质子性溶剂中,发生双分子还原,生成频哪醇。例如:二、十个氧化还原反应机理理解一个有机反应,从本质上来说,应该了解它的机理来说。因此,我们组总结了十个有机化学中十个氧化还原的机理。(1)环氧化反应过碳酸上的正电性越高反应越易进行,因此有吸电子基团的过酸反应快。双键上电子云密度越高,环氧化反应越易进行,因此有给电子基团的烯烃反应快,给电子越多,反应越快。环氧化反应是顺式加成,所以环氧化合物的构型与原料烯烃保持一致。环氧
5、化反应可以在双键平面任一侧进行。(2)自动氧化乙醚及其它的醚如果常与空气接触或经光照,可生成不易挥发的过氧化物。过氧化醚是爆炸性极强的高聚物,加热会发生爆炸。为了避免意外,在使用存放时间较长的乙醚或其他醚时之前时应进行检查,如果含有过氧化物,加入等体积2%碘化钾溶液,会游离出碘,使淀粉溶液变紫或变蓝。为了防止危险,市售的乙醚中加有二乙基氨基二硫代甲酸钠做抗氧剂。卤仿反应首先是甲基酮在碱性条件下发生-卤代反应,重复三次,得三卤甲基酮,再经加成-消除反应,得羧酸和三卤甲基负离子,最后通过酸碱反应得卤仿。(4)硼氢化氧化反应1、甲硼烷极不稳定,实际使用的是乙硼烷的醚溶液。2、甲硼烷中的硼原子(6电子
6、)缺少电子,与电子云密度较大的碳接近。硼原子得到部分负电荷,释放氢的倾向增加,形成四中心过渡态。3、反马氏、立体专一性的顺式加成。HOOH在碱性下,进攻B原子,经过这样的3次反应,形成硼酸酯,水解就形成了一级醇。(5)硼氢化还原反应烷基硼和羧酸作用,实际上是通过六元环状过渡态,电子重新分配,使氢取代了硼。伯奇还原首先是钠和液氨作用生成溶剂化电子,此时体系为一蓝色溶液,给一个电子给苯环,但此时的苯环仍是一个共轭体系,因为是有一个单电子处在反键轨道上,苯环从乙醇中夺取一个质子后,再的一个溶剂化电子和乙醇中一个质子,生成了1,4-环己二烯。(7)醛、酮的单分子还原醛、酮用活泼金属如:钠、铝、镁在酸、
7、碱、水、醇等介质中作用,可以顺利地发生单分子还原生成一级醇。反应第一步是金属将一个电子传递给被还原的酮,生成自由基负离子。第二步,是自由基负离子从溶剂中夺取一个质子,还原生成一元醇。(8)醛、酮的双分子还原醛、酮用活泼金属如:钠、铝、镁在非质子性溶剂等介质中作用,发生双分子还原偶联反应。反应第一步是金属将一个电子传递给被还原的酮,生成自由基负离子。第二步,是自由基负离子二聚生成二元醇的盐,水解得频哪醇。酯的单分子还原(鲍维特勃朗克还原) 用金属钠和无水乙醇将酯还原成一级醇的反应称为鲍维特-勃朗克还原。在氢化铝锂还原酯的发现前,被广泛使用,用此法双键可以不受影响。反应是自由基机理,钠作为单电子还
8、原剂给出价电子,酯生成自由基负离子,从出中得到质子生成醇中间体。而后碳氧断裂将得到一个醇和一个醛,醛经过类似的还原过程,得到另一个醇。(10)酯的双分子还原(酮醇反应或偶姻反应)在惰性溶剂中,用金属钠将脂肪酸酯还原成-羟基酮的反应称为酮醇反应。反应是自由基机理,钠给出电子,酯生成自由基负离子,在惰性溶剂中,两分子的自由基负离子偶联,失去两分子的烷氧基,得到邻二酮化合物,在接受钠给出的两个电子,形成碳碳双键,水解得质子得到烯醇化合物,互变异构得到-羟基酮。三、氧化反应 烷烃的氧化:A.烷烃在空气中燃烧生成水和二氧化碳。B.烷烃的部分氧化,生成醛、酮、羧酸。烯烃和炔烃的氧化A.烯烃和炔烃氧化生成羧
9、酸。B.烯烃和炔烃氧化生成醛酮。C.烯烃和炔烃氧化、水解生成醇。D.烯烃的氧化生生成环氧化物。 苯及其衍生物的氧化:A.苯环的氧化(喹啉的氧化、异喹啉的氧化)。B.苯环侧链的氧化(醛基的氧化、羟基的氧化、烃基的氧化)。C.萘的氧化,蒽的氧化,菲的氧化。醛酮的氧化:A.醛、酮氧化为羧酸醇酚醚的氧化:A.醚氧化成过氧醚。B.醇的氧化成醛或羧酸。C.酚的氧化生成醌。杂环化合物的氧化:A.五元环的氧化(噻吩、呋喃、吡咯)。B.六元环的氧化(吡啶)在有机氧化中常用的氧化剂:1.KMnO4. 2.K2Cr2O7. 3.CrO3. 4.O3. 5.H2O2. 6. CrO3+吡啶. 7.SeO2. 8HNO3. 9. HNO3+H2SO4. 10.过氧乙酸RCOOOH专心-专注-专业