药物合成第三章降级反应pcy.ppt

第三章

药物碳架的形成

——降级反应

降级反应

——通过断裂前体分子骨架中某些部位的碳碳键，使分子中碳链缩短的反应称为降级反应。实施手段:可通过氧化、氢解、脱羧、热解、重排等反应实现。本章讲授内容不饱和烃类的断裂氧化邻二醇的断裂氧化卤仿反应α－羟基（羰基）酸的降解反应β－羟基（羰基）酸的降解反应醛糖的降解反应Barbier-Wieland反应羧酸的氧化脱羧反应01是一种通用氧化剂，可以氧化各种可以被氧化的基团。能溶于丙酮、醋酸、叔丁醇等中。碱性或中性介质和强酸性介质中具有不同氧化性能：023.1.1用高锰酸钾盐氧化3．1不饱和烃类的断裂氧化产率:∨高锰酸盐常用作烯键和炔键的断裂氧化剂。比较有实用价值的是末端或对称烯、炔烃的氧化。反应条件：

水相：KMnO4/H2OorNaMnO4/H2O

有机溶剂中：四烷基胺高锰酸盐R4NX/KMnO4脂溶性烯烃：用R4NX/KMnO4氧化收率高于在水中或Ac2O中.产率：∨水中不稳定的烯烃：在有机溶剂中可以直接用高锰酸钾进行断裂氧化，如：高锰酸盐氧化剂的缺点：选择性差，会使分子中其他易氧化的基团同时被氧化；反应中产生大量的MnO2,除增加后处理的困难外，还会吸附产物等。水不溶性的烯烃：KMnO4/H2O/PTCPTC:冠醚，季铵盐、季磷盐等,可提高收率。Lemieux试剂——Lemieux试剂（NaIO4：KMnO4=6:1),本法反应条件温和，收率高。应用：用于合成、双键位置和含量测定。反应机理：高锰酸钾盐使双键转化为邻二醇，过碘酸根使之进一步断裂氧化。同时，过碘酸根还可以使低价锰化物回复为高锰酸根，能反复使用。Lemieux试剂的化学选择性：对伯醇羟基和乙酰氧基无影响。羧酸类化合物醛类化合物用臭氧氧化分解O3是强氧化剂，在低温下能与烯烃反应，生成臭氧化物。一般以二氯甲烷或甲醇作溶剂，在低温下通入含有2%～10%O3的氧气。反应机理：臭氧化物Ozonide过氧化物01臭氧化物中间体02的分解方式：03氧化分解——用H2O2、RCO3H分解04生成RCOOH或RCOR。05还原分解———用Zn/AcOH、亚磷酸三酯06[(MeO)3P]、二甲硫醚（Me2S)07生成RCHO或ＲＣＯＲ08强还原剂－－NaBH4,生成为ROH,09NaBH4反应的选择性：①O3有亲电性，位阻较小电子密度较高的双键将被优先氧化，如：与烯键相比，芳环和芳杂环一般难与臭氧反应，故具有不饱和侧链的芳环化合物，不饱和侧链可被选择性氧化。例分析合成3.1.3芳环的侧链氧化和开环氧化试剂：高锰酸钾、重铬酸钾均为常用的氧化剂.反应特点：不论侧链长短，最终都只保留一个碳，并转变为羧基。反应机理认为反应可能是从α－C开始。所有铬酸盐与其衍生物均有剧毒！反应的选择性：1。芳环上有吸电子基团，铬酸氧化比高锰酸钾结果更好。3。用高锰酸钾氧化时，较长的侧链可能比甲基氧化速度更快。反应的选择性：2。稠环芳烃和苯稠杂环化合物被氧化时，常常是电子密度较高的苯环被氧化开环成相应的邻二芳甲酸。例如：1反向氧化2试剂：催化量的RuO4和过碘酸钠3（RuO4的制备：过量过碘酸钠与RuO2在CCl4-H2O中进行。）4反应特点：比高锰酸钾温和，对原料破坏少，但反应时间长。5试剂可发生反向氧化，苯环被开环氧化成羧酸而不影响与之6相连的侧链烷基。由此可以方便地合成一些特殊结构的羧酸。邻二醇的断裂氧化产物：邻二醇的断裂氧化生成小分子的羰基化合物。试剂：最常用的试剂是四乙酸铅和过碘酸，邻二叔醇（频哪醇）也可用铬酸断裂氧化。机理：过碘酸——环状中间体；四乙酸铅——非环状中间体可与四乙酸铅发生断裂氧化的化合物还有：1，2-氨基醇，α-羟基酸，α-酮酸,α-氨基酸，乙二胺可与过碘酸发生断裂氧化的化合物还有：1，2-氨基醇，α-羟基醛（酮），α-二酮3．3卤仿反应卤仿反应的推广及其应用：具有CH3CHOH—H(R)结构的醇也可以发生卤仿反应。X2/NaOH试剂对烯键不具加成、氧化作用，因此，也可以经卤仿反应将不饱和甲基酮制备成降级的不饱和羧酸。例如：X2/NaOH试剂对芳环上的α-甲基和亚甲基有一定的氧化作用，对β-二酮的活泼亚甲基也有氧化作用。α-羟基（羰基）酸的降解反应α-羟基酸和α-羰基酸在氧化体系中不稳定，易脱羧氧化成降级的羧酸和酮。α-羟基酸被Pb(OA