【反應匯總】醛酮的制備匯總

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醛酮的制備是有機合成中非常重要的一類反應，下面對往期有關醛酮的合成的反應進行匯總，雖然不成系統，但方便小伙伴們學習。部分內容非原創，如涉及版權問題請聯系本號刪除。點擊反應的標題，可以查看詳細內容。本篇文章可以進入公眾號，在下方菜單“常見反應類型匯總”中查看。

目錄：

一、醇氧化制備醛酮

二、烷烴或烯烴氧化制備醛酮

三、鹵代物氧化制備醛酮

四、還原反應制備醛酮

五、由合成子直接引入醛酮

六、芳環酰基化制備芳基醛酮

七、插羰反應制備醛酮

八、由羧酸及其衍生物制備醛酮

九、重排反應制備醛酮

十、羰基化合物的衍生化反應

一、醇氧化制備醛酮

PCC可以將伯醇和仲醇氧化成醛和酮。由于在有機溶劑中反應，一般不會將醇氧化到羧酸。但當反應體系中有水時，生成的醛酮會形成水合醛或水合酮，進而繼續氧化得到羧酸。因此反應體系中要求無水。

PCC的氧化以均相反應為主，但有的方法是將催化劑吸附于硅膠、氧化鋁等無機載體或離子交換樹脂等有機高分子載體上，對醇作非均相催化氧化。后處理簡單并可控制反應的選擇性。

將吡啶加入到三氧化鉻的水溶液中有亮黃色的PDC固體生成，PDC溶于有機溶劑，在空氣中室溫下，易于儲存和操作。在二氯甲烷的懸浮溶液中可以將醇氧化為醛酮（ 與PCC氧化類似，惰性氣體保護避免接觸空氣中的水。）。PDC用DMF當溶劑可以將伯醇氧化為酸。另外3?分子篩，HOAc，PPTS，PTFA，Ac2O可以加快PDC的氧化速度。反應結束可以用亞硫酸鈉快速淬滅反應。

PDC的氧化能力較PCC強，其氧化作用一般在中性條件下進行，而PCC則需在酸性中進行。因此，對酸不穩定的化合物用PCC氧化時，必須在醋酸鈉存在下進行。

單單只是用PCC或PDC的話，伴隨著反應的進行，會生成出黑褐色油狀殘渣。生成物被這些殘渣所包裹，導致產率降低。像反應溶液中加入適量硅藻土，硅膠或者是分子篩，能夠改善這種情況。

Jones氧化反應（瓊斯試劑氧化）是鉻酸在丙酮中將一級和二級醇分別氧化為羧酸和酮的反應。Jones試劑（瓊斯試劑），由三氧化鉻、硫酸與水配成的水溶液。

利用三乙酰氧基高碘烷將醇氧化為相應的羰基化合物的反應。Dess–Martin高碘烷，1,1,1-三乙酰氧基-1,1-二氫-1,2-苯碘酰-3(1H)-酮，是一種非常高效的氧化劑，可以將伯醇和仲醇分別氧化為醛酮。

IBX氧化反應是一種反應條件相對溫和，底物適用范圍廣泛的氧化反應。缺點是IBX在有機溶劑中的溶解性以及高價碘的不穩定性。

（匯總類）

利用草酰氯，DMSO和三乙胺將醇氧化為相應的羰基化合物的反應。

醇在N-氯代丁二酰亞胺（NCS）和二甲硫醚（Me2S，DMS）的作用下，再經堿處理可得相應的醛酮的反應。

乙酸酐和DMSO作為活化劑的將醇氧化為醛酮的反應。Albright, J. D.和Goldman, L. 在1965年首先系統的介紹了此反應。【J. Am. Chem. Soc. 1965, 87, 4214】。反應也可在在室溫下進行，延長反應時間至12-24小時。此方法不是很好的氧化醇為醛酮的方法，基本可以用反應代替，該反應特別對立體位阻較大的醇的氧化效果較好。

（Pfitzner-Moffatt氧化）

通過DCC和DMSO氧化醇得到醛酮的反應，也被稱為Pfitzner-Moffatt氧化。反應中常常加入布朗斯特酸催化反應反應。與或所不同的是，活性因子分子體積較大而容易受到空間位阻的影響。

以二甲亞砜為氧化劑，固體三氧化硫-吡啶絡合物為活化劑，三乙胺為堿而將伯醇和仲醇轉化為相應的醛酮。

此方法利用S-苯基硫代羥胺胺，是最新型的氧化反應中的一種。試劑在室溫下也容易處理，并且反應條件很溫和(室溫，弱堿性)的氧化反應。

TPAP可以催化量地使用，反應一般在室溫下進行，這樣可以溫和，高效，選擇的氧化醇羥基生成醛和酮，它在氧化反應中具有不可取代的地位。

利用Pb(OAc)4【lead tetraacetate (LTA)】氧化鄰二醇得到相應的兩個羰基化合物。跟高碘酸鈉的氧化開裂（必須是cis-二醇才可以引發裂解反應）相比，該反應不需要水系溶劑，而且反應活性也更高。

一級，二級醇共存的情況下，選擇性氧化二級醇的反應。

活性MnO2廣泛用于氧化α,β-不飽和基團（三鍵，雙鍵、芳香環）的醇，可選擇性氧化烯丙式醇，條件溫和，不會引起雙鍵的異構化MnO2的活性及溶劑的選擇對反應至關重要，常用的溶劑有二氯甲烷、乙醚、石油醚、己烷、丙酮等。

一個較實用的合成醛的方法，反應一般在室溫下進行，反應時間較短，可氧化大部分伯醇、烯丙醇和芐醇，而且產率較高，副反應較少。一般仲醇很難反應，可能會生成亞硝酸酯。

烷氧基金屬鹽催化劑催化下將二級醇氧化為酮的反應。

Anelli在1987年報道了在二氯甲烷-水兩相溶劑中利用TEMPO（ ca. 1% mol）， NaOCl，KBr 和NaHCO3將醇氧化為醛酮的反應。

TEMPO = 四甲基哌啶氧化物。2,2,6,6-四甲基哌啶氧自由基是一種市售的很穩定的氮氧自由基化合物，在此反應中充當催化劑。

反應中加入碳酸氫鈉的作用是保持體系中的pH 在 8.6–9.5 ，因為市售的次氯酸鈉的pH=12.7，堿性太強影響反應進行，當反應底物對堿敏感時可以用0.1 M HCl調節pH到6.5-7.5。

反應中加入KBr的作用可能是會產生一些HOBr，加速反應。反應一般在0℃到室溫反應，反應速度很快（氧化到醛一般3min，氧化為酮7-10min）。

仲醇氧化到酮就會停止，但醛可能會繼續氧化生成羧酸，但反應速度很慢，另外必須加入過量的次氯酸鈉才可以繼續氧化。

利用Pb(OAc)4【lead tetraacetate (LTA)】氧化鄰二醇碳碳鍵斷裂得到相應的兩個羰基化合物的反應。

利用用高碘酸或高碘酸鈉，將1,2-二醇氧化斷裂得到相應的醛酮的反應，被稱為Malaprade鄰二醇氧化裂解反應。

醛糖先被氧化為相應的醛糖酸（α-羥基酸），接著在Fe(III)催化下，過氧化氫氧化脫羧得到少一個碳的醛糖的反應。

二、烷烴或烯烴氧化制備醛酮

使用二氧化硒氧化羰基α位亞甲基或烯烴的烯丙位的反應都被稱為Riley氧化反應。

在氯化鈀、氯化銅催化下，乙烯及末端烯被氧氣氧化成乙醛及甲基酮的反應。此反應是一個重要的金屬參與的有機合成反應。該反應具有很高的合成價值，多種烯烴存在時，只氧化末端烯烴（內部烯鍵幾乎不反應），并且其他不飽和基團（醛酮）不受 影響。

臭氧先對烯烴進行1,3-偶極環加成得到初級臭氧化物，重排得到

兩性離子過氧化物，再一次1,3-偶極環加成生成最終的臭氧化物。

利用鉻酰氯將芳基或環烷基上的甲基氧化為醛基的反應。

三、鹵代物氧化制備醛酮

利用DMSO作為氧化劑將鹵代烷氧化為相應的羰基化合物的反應被稱為Kornblum氧化。

鹵化芐在六甲基四胺(HMTA)的作用下轉化為相應的芳基甲醛的反應。反應機理與類似。HMTA有刺鼻的臭魚味，使用時要注意。

Hass反應

鹵代烴與硝基烷烴的鈉鹽反應得相應的醛酮。

Kr?hnke反應

四、還原反應制備醛酮

酰氯在BaSO4，喹啉-S或硫脲鈍化的Pd催化劑的催化下氫化還原得到醛的反應。

Pd/C催化下利用三乙基硅烷還原硫代酸酯生成醛的反應，稱為Fukuyama還原反應。

酮醇縮合反應是指脂肪族酯和熔融高分散的鈉在二甲苯中反應得到α-羥基酮（acyloins）的反應。

腈被氯化亞錫/HCl氣體還原，形成Sn-醛亞胺絡合物，水解得到醛的反應，被稱為Stephen醛合成反應。

Weinreb酰胺用氫化鋁鋰、Red-Al、DIBAL等還原可得到醛。

和格氏試劑或有機鋰試劑反應制備酮

DIBAL-H 的獨特反應之一是在低溫條件下 (–78 ℃) 選擇性地將羧酸酯還原成相應的醛 (式1)[2]；將內酯穩定地還原成相應的環狀半縮醛 (式2)[3]。雖然該反應不可避免地會生成少量的相應的醇，但產物很容易與副產物分離。該方法也許是將羧酸酯直接轉變成醛的最方便和最有效的方法。

五、由合成子直接引入醛酮

二噻烷作為親核試劑，反應生成增加一個羰基的產物，此反應是著名的極性反轉的例子。二噻烷可以視為甲醛的等價物。

【，利用三丁基(1-乙氧基乙烯基)錫作為底物和芳基鹵代物反應，可以直接引入甲基酮】

, 芳基鹵代物和乙烯基正丁醚反應得到(1-正丁氧基乙烯基)芳基化合物，也是要水解得到芳基甲基酮。但是，活性不是很高，很多底物并不能得到較高的產率。

【Org. Lett.2008, 10, 4787-4790】

六、芳環酰基化制備芳基醛酮

活潑的芳香族化合物（如酚或苯胺）與六亞甲四胺反應生成亞胺中間體，繼而水解成醛。

在Lewis酸催化下利用酰鹵或酸酐在芳基或脂肪基底物上引入酮基的反應稱為Friedel-Crafts酰基化反應。

利用Vilsmeier試劑在富電子芳香化合物上引入甲酰基的反應被稱為Vilsmeier-Haack甲酰化反應。

堿性條件下苯酚和氯仿反應生成鄰甲酰基苯酚的反應。

酚或酚醚和腈類化合物在酸催化下進行酰基化的反應被稱為Houben-Hoesch反應。

使用腈的苯胺衍生物的O-酰化反應。該反應中，苯胺無需事先保護就行進行。眾所周知，對于苯胺的Friedel-Crafts酰基化，由于氮原子上的孤對電子對會與路易斯酸發生配位，導致芳香環的電子密度下降，使得反應很難進行。而本反應通過使用兩種路易斯酸，回避了上述問題。通常的路易斯酸的組合是BCl3-AlCl3、而使用與氯原子親和性更高的GaCl3，可以使得反應在更加溫和的條件下進行。

【Organic Letters,23, 4374–4378】

七、插羰反應制備醛酮

Pd(0)催化下，有機錫試劑，一氧化碳和有機親電試劑（芳基或烯基鹵代烴和芳基或烯基類鹵代烴）偶聯形成新的碳碳單鍵的反應，被稱為Stille羰基化偶聯反應。

利用化學當量的八羰基二鈷，烯烴，炔烴進行[2 + 2 +1] 環加成生成環戊烯酮衍生物的反應，被稱為Pauson-Khand反應。

醛和酰鹵利用Wilkinson催化劑進行脫羰基的反應被稱為Tsuji-Wilkinson反應。

八、由羧酸及其衍生物制備醛酮

有機鋅化合物和硫代酸酯在鈀催化劑下偶聯得到酮的反應。此反應是Tohru Fukuyama在1998年發現【Tetrahedron Letters. 39 (20): 3189–3192】，是最新發現的經典鈀催化偶聯反應。此反應化學選擇性高，反應條件溫和，所用試劑低毒。由于有機鋅試劑反應活性較低，所以此反應有很好的官能團耐受度，酮，酯，硫醚，芳基溴，芳基氯和醛等此反應條件下都可以穩定存在。

2000年Libeskind和Srogl提出了一種在中性條件下，過渡金屬催化硫酯和硼酸進行偶聯得到酮的新方法。在化學計量的噻吩-2-羧酸亞銅（CuTC）和催化量的鈀催化下，硫代酸酯和芳基硼酸或烷基硼進行偶聯得到酮的反應被稱為Libeskind偶聯反應。此反應是非常重要的把羧酸及其衍生物轉化為酮的方法，此反應中硼酸或烷基硼為非堿性親核試劑，因此反應條件比更溫和。

N-甲氧基-N-甲基酰胺俗稱Weinreb酰胺、它能與Grignard試劑或有機鋰試劑反應生成酮。酰鹵或是酯中加入兩倍當量的格式試劑或是有機鋰試劑的話會得到醇，而Weinreb酰胺則能夠避免這種過度的加成。

堿催化下酯縮合得到β-酮酯的反應。

堿催化下鄰酰氧基芳基酮重排得到相應的芳基β-二酮的反應被稱為 Baker-Venkataraman重排。

α-鹵代酯先和鋅反應得到有機鋅中間體，接著和腈反應得到β-烯胺酯或β-酮酯（兩個產物和后處理的條件有關）的反應。 該反應被用于喹喏類抗生素起始原料的合成和具有抗真菌活性的天然產物 jerangolid D內酯環的構造。

九、重排反應制備醛酮

通過1,3-遷移α-炔基仲醇或叔醇異構化得到α，β-不飽和羰基化合物的反應。當炔基是端基炔時，產物是醛，而非端基炔則為酮。此反應機理與Rupe重排類似。

酸催化下α-炔基叔醇重排生成α，β-不飽和酮的反應。

將α-氨基酸和醋酸酐在堿性條件（吡啶）下反應通過噁唑啉（氨基酸內酯）中間體生成α-乙酰基氨基甲基酮并放出二氧化碳的反應。

酸催化下鄰二醇（頻哪醇）重排得到羰基化合物的反應。

α,β-環氧酮通過α,β-環氧磺酰腙中間體裂解為酮和炔的反應。

叔胺的氮氧化物用活性試劑（如乙酸酐）處理，重排生成N,N-二取代乙酰胺和醛的反應。

醛和α,β-不飽和酮在噻唑鹽的催化下反應制備1,4-二羰基化合物的反應。噻唑鹽是氰離子的安全替代試劑。此反應也被稱為 Michael-Stetter反應，機理和安息香縮合類似

氰基催化芳香甲醛縮合得到安息香類似物的反應。

1893年，M.Konovalov用稀酸（AcOH,H2SO4）處理1-苯基硝基乙烷的鉀鹽可以得到1-苯基硝基乙烷和苯乙酮。而基本在同一時間的1894年，J.U.Nef獨立地系統地研究了各種硝基烷鈉鹽的酸解反應，并發現此類反應的主要產物為相應的羰基化合物。由于Nef獨立地系統地對此類反應的研究，因此將硝基烷轉化為相應的羰基化合物的反應被稱為Nef反應。

1989年，Roskamp首先報道了利用氯化亞錫催化乙基重氮乙酸乙酯和醛反應制備β-酮酯的反應【J. Org. Chem., 1989, 54, 3258】。經過二十多年的發展各種路易斯酸（Sc(OTf)3，BF3, GeCl2）都可用于此反應。2011年，四川大學化學學院馮小明教授，以手性氮氧–Sc(OTf)3絡合物催化劑實現了首例催化不對稱Roskamp反應。

β 烷氧基烯酮和有機金屬化合物（格氏試劑或有機鋰）反應接著進行酸處理得到另一種烯酮的反應，新生成的烯酮的羰基的位置是原料中烯醇醚的烯碳的位置。

十、羰基化合物的衍生化反應

1903年，B. Tollens和von Marle發現苯乙酮和甲醛，氯化銨反應可以生成三級胺。1917年，C. Mannich利用安替比林在相同條件下反應時，也分離得到了三級胺，他意識到此反應的普遍性，并進行了系統性研究。帶有酸性較強的亞甲基的化合物（通常為醛酮），伯胺或仲胺（或者氨）和不能進行烯醇化的醛酮進行三組分縮合得到胺基烷基化衍生物的反應被稱為Mannich反應

當量的IBX (o-iodoxybenzoic acid，鄰碘酰基苯甲酸) 氧化醛酮制備α，β-不飽和醛酮的反應，另外相似的還有Saegusa氧化。

利用2-芳基磺酰基-3-芳基氧雜氮丙啶（Davis試劑）作為氧化劑的反應，被稱為Davis氧雜氮丙啶氧化反應。在羰基和酯基的α位在溫和條件下引入羥基是最常用的應用。

Koser試劑：羥基（對甲苯磺酰氧基）碘苯， Hydroxy(tosyloxy)iodobenzene (HTIB)。HTIB可以對各種化合物進行OTs化。例如，由酮制備α-對甲苯磺酰氧基酮。

醛酮在堿性條件下得到烯醇鹽和另一個羰基化合物縮合得到β-羥基醛酮的反應。有時β-羥基醛酮會脫水得到α，β-不飽和羰基化合物。將烯醇鹽加成到醛（ ald ehyde ）上得到醇（ alcoh ol ），因此此反應被稱為Aldol縮合反應。

鈀催化下將烯醇基硅烷轉化為α，β-不飽和酮的反應。

乙酰乙酸酯經過C-烷基化，水解，脫羧，合成酮的反應被稱為乙酰乙酸酯合成法。

在手性聯二萘類配體和Cu(II)催化下，烷基鋅對不飽和羰基化合物或不飽和酮亞胺進行不對稱邁克爾加成的反應。

烯胺和烷基鹵代物或酰鹵反應進行α-烷基化或酰基化的反應被稱為Stork烯胺合成反應。

(S)-(—)-脯氨酸催化的不對稱。

環己酮先對甲基烯基酮進行邁克爾加成，然后進行分子內的羥醛縮合關環得到六元環的α，β-不飽和酮的反應。

在酸催化下由二烯基酮電環化制備環戊烯酮的反應。

相關反應