烯丙位氧化方法综述

宋小利 宋庆宝

（浙江工业大学，浙江 杭州 310014）

0 引言

在有机化学中烯酮占有非常重要的地位。烯酮是很多天然产物的基本单元，是生产药品、食品添加剂、香料、农业化学品、功能材料等的中间体和原料，也是许多重要化合物，如手性醇、醚和酯的前体，在有机合成中可以广泛地作为构建单元形成复杂分子。烯丙位氧化反应在研究领域中占有极其重要的地位，大量的化学工作者对其反应方法进行了大量的深入研究。笔者全面系统的综述了烯丙位氧化的方法。

1 以铬试剂为氧化剂的烯丙位氧化方法

铬试剂作为最早的烯丙位氧化的试剂，特别是在甾体化学中受到了广泛的应用，在早期例子中，Cr6+一直被作为氧化剂来对烯烃进行烯丙位氧化制备烯酮。

早年，Marker报道使用CrO3在乙酸中55℃反应3h，以25％的产率氧化胆甾烯氯化物制备胆甾烯-7-酮氯化物［1］，如图1。

图1

1978年，Salinond发现了3，5-二甲基吡唑与三氧化铬的配合物（DMP/CrO3）能在30min内对胆甾醇-3-苯甲酸酯的烯丙位进行氧化得到烯酮，收率为75％［2］，如图2。

图2

刘红霞等［3］三氧化铬与吡啶反应制备吡啶重铬酸盐，本试剂与叔丁基过氧化氢一起作为氧化剂，对环内双键进行烯丙位氧化，产物为α，β-不饱和酮。

尽管铬试剂可以在烯丙位氧化上能获得较高产率，但是大量的有毒试剂的使用可以产生较多的有毒废渣和废水，从经济和环境的角度来看，其应用受到了非常大的限制，不符绿色化学的要求，因此新的高效的氧化剂与催化剂的寻求成为了化学家们的目标。

2 以硒试剂为氧化剂的烯丙位氧化方法

以SeO2为氧化剂进行烯丙位氧化合成烯酮是最常用的方法之一［4］，如图3。

图3

SeO2同铬试剂一样存在环境污染的问题。所以使用催化量的SeO2和其它的氧化剂联用，主要是和过氧叔丁醇（TBHP），成了应用主流［5］。当有些化合物中存在两个烯丙位能被氧化，Snider等［6］采用不同的摩尔比的SeO2进行烯丙位氧化，依次引入了两个氧原子。当甾体的7-位需要氧化时，用铬试剂的方法较好；当3-位存在羟基的时候，采用SeO2可以使烯丙位氧化位置定在4-位。对于一些位阻大的化合物，可使2eq SeO2与甲酸联用来提高反应的收率［7］。

3 以分子氧为氧化剂的烯丙位氧化法

Ishii［8］报道利用氧气作氧化剂成功的进行了烯丙位氧化，如将芴烯转化成芴酮，催化剂为NHPI（N-羟基邻苯二甲酰亚胺）和Co（acac）2或者Co（acac）3；李贤均等［9］报道在高压反应釜中催化氧气氧化环己烯生成环己烯酮，Co（aCac）2为催化剂，如图4。

图4

Yang Guanyu等［10］报道了以蒽醌和NHPI组成的纯有机催化体系，在温和的条件下高效促进氧气氧化烯丙位，例如将芴氧化成芴酮，如图5。

图5

Caixia Yin等［11］报道了在无溶剂条件下用树脂酸钴作催化剂，环己烯在常压氧气中进行了烯丙位氧化。在温和条件下树脂酸钴展现出较好催化活性，将环己烯氧化成2-CHOL和2-CHON。在333K下，环己烯可以达到94％的转化率。Chang Yue等［12］采用了四种带有三齿席夫碱配合物的氯甲基化聚苯乙烯（PS-DA-M，M=Cu2+，Co2+，Ni2+和Mn2+）作催化剂，高效促进氧气氧化环己烯进行烯丙位氧化。这4种新型催化剂都展现了好的催化活性，但是PS-DACu效果最佳，如图6。

图6

4 以过氧叔丁醇（TBHP）为氧化剂的烯丙位氧化方法

过氧叔丁醇在氧化后可以分解为水和叔丁醇，对环境影响很小，所以过氧叔丁醇为氧化剂应用于烯丙位氧化引起大量研究工作者的关注，尤其以过氧叔丁醇为氧化剂，以过渡金属化合物作为催化剂或过氧叔丁醇和其它的氧化剂共用使烯丙位氧化取得了很大进展。1993年，Murahashi等［13］首次报道了钌的配合物RuCl2（PPh3）3催化过氧叔丁醇进行烯丙位氧化；随后Miller等［14］也报道了过氧叔丁醇为氧化剂、RuCl3为催化剂将△5-类固醇氧化成相应的α，β-不饱和酮；Salvador等［15］报道了铜及其卤盐催化过氧叔丁醇在氮气保护下乙腈中对△5-类固醇其衍生物的氧化。Lardy小组［16］第一次报道在没有金属催化剂存在的条件下，两种氧化剂联用：过氧叔丁醇和次氯酸钠的共用在2℃～5℃下使△5-类固醇等化合物成功的进行了烯丙位的氧化，产物α，β-不饱和酮获得较好的产率（50.8％～73.6％），如图7。

图7

Bapurao B Shingate［17］等人也报到了在氯化钌存在条件下，使用过氧叔丁醇在较短时间里以较高的产率将△8（9）-羊毛甾醇衍生物氧化成相应的7，11-二烯酮。

5 以卤酸盐为氧化剂的烯丙位氧化方法

US4212827［18］在催化剂I2、Br2、NaI等存在下，用氯酸盐或溴酸盐来氧化β-胡萝卜素制备斑蝥黄.Jaedicke H等［19］采用氯酸钠具有氧化β-紫罗兰酮合成了4-氧代-β-紫罗兰酮。该方法具有所需试剂的价格低廉、操作方便、后处理简单、收率较高等优点。Salvador［20］小组接着报道了在50℃条件下，过氧叔丁醇和亚氯酸钠共用或以NHPI（N-羟基邻苯二甲酰亚胺）为催化剂、以亚氯酸钠为氧化剂在乙腈/水（2﹕1）中将△5-类固醇氧化成△5-烯-7-酮以及将二苯甲烷转化成二苯甲酮等，该氧化方法经济高效，反应条件温和，无需过渡金属催化剂，如图8。

图8

6 电解氧化法

Guirado等［21］在含高氯酸锂的醋酸钠-醋酸缓冲溶液中，用Pt为电极，含O.04mol/L硫酸的水/丙酮（v/v，1：2.75）溶液为电解液，固体碳酸钙调节溶液pH值，来电解β-紫罗兰酮，可得到4-氧代-β-紫罗兰酮，收率15％。该反应的污染很少，但副产物较多，收率非常低，提纯很麻烦，能耗较大而且铂电极价格很昂贵。

7 结束语

目前烯丙位氧化反应的研究正向着经济、环保、高效的方向发展，以前大量的使用铬试剂、硒试剂逐渐变为催化量或遭淘汰，近年来，利用价格便宜、环境友好的氧化剂或在过渡金属配合物催化下，进行烯丙位氧化的研究逐渐成为关注的热点。因此，选用经济高效，无污染的氧化体系成了烯丙位氧化研究的必然趋势。

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