氧化–還原反應(yīng)ppt課件(已修改)
2025-05-14 18:45 本頁面
【正文】 第 十一 章 氧化 – 還原反應(yīng) Oxidation–Reduction Reaction 本章主要內(nèi)容 一、氧化 –還原反應(yīng)的基本概念 二、還原（ Reduction） 催化氫化（ H2/金屬催化劑） 電子 –質(zhì)子還原（液氨 /金屬） 負(fù)氫還原（金屬氫化物） 三、氧化（ Oxidation） 醇 不飽和烴 醛酮 四、酚醌氧化還原與生命體電子傳遞 ? 氧化還原反應(yīng) （ Oxidationreduction reactions or redox reactions） 是一類 重要的有機(jī)反應(yīng) ， 反應(yīng)中電子從一個(gè)分子轉(zhuǎn)移到另一個(gè)分子 。 ? 失電子氧化 Loss of Electrons is Oxidation ? 得電子還原 Gain of Electrons is Reduction ? 還原劑 （ Reducing agent） ? 氧化劑 （ oxidizing agent） 一、氧化 還原反應(yīng)的基本概念 無機(jī)化學(xué)中的氧化還原表現(xiàn)為元素的原子價(jià)態(tài)的變化。 在有機(jī)化學(xué)中，碳始終是四價(jià)，其氧化還原的特點(diǎn)是 部分的電子得失。 因此廣義的說，多數(shù)有機(jī)反應(yīng)都是氧化還原反應(yīng)，不過習(xí)慣上將加氧或脫氫的反應(yīng)稱為氧化，脫氧或加氫的反應(yīng)稱為還原 . C Hl l: :C C l烯烴的催化氫化既是加成反應(yīng)，也是還原反應(yīng)，不過通常歸于還原反應(yīng)。 烯烴與溴的加成既是加成反應(yīng)，但從電子轉(zhuǎn)移特點(diǎn)分析，也是氧化反應(yīng)，不過通常歸于加成反應(yīng)。 加氫和脫氧反應(yīng)稱為還原反應(yīng)。 加氧和脫氫反應(yīng)稱為氧化反應(yīng)。 一、氧化 還原反應(yīng)的基本概念 ? 氧化態(tài) 可以準(zhǔn)確描述有機(jī)分子中每個(gè)碳原子的氧化狀態(tài) ， 但是同一類型化合物中的碳可能有不同的氧化態(tài) 。 因此 ， 為方便判斷不同類型化合物的氧化狀態(tài) ， 可以采用 氧化程度 描述官能團(tuán)的氧化狀態(tài) 。 ? 當(dāng) CH 鍵轉(zhuǎn)化為 CO, CN, 或 CX 時(shí) ， 該碳原子氧化 ，反之則還原；此外 ， p 鍵加氫是還原 ， 脫氫形成 p 鍵則為氧化 ， 因此 ， 定義官能團(tuán) CO, CN, 或 CX 以及 p 鍵數(shù)目為氧化程度 （ oxidation level ） ? The oxidation state（ 氧化態(tài) ） of a carbon atom equals the number of its CO, CN, or CX bonds. +π bonds C=C C≡C Oxidation level（氧化程度 ） + p bonds C=C C≡C Oxidation level 可能被氧化 可能被還原 ? 官能團(tuán)氧化水平為 0， 1， 2的都可能發(fā)生氧化反應(yīng) ? 烷烴 、 烯烴 、 炔烴 、 芳香烴 ? 鹵代烴 、 醇 、 醚 、 酚 、 胺 ? 醛 、 酮 、 亞胺 ? 官能團(tuán)氧化水平為 3， 2， 1的均可能發(fā)生還原反應(yīng) ? 羧酸 、 羧酸酯 、 酰鹵 、 酰胺 、 腈 ? 醛 、 酮 、 亞胺 、 硝基化合物 ? 鹵代烴 、 醇 、 酚 、 醚 、 胺 ? 烯烴 、 炔烴 、 芳香烴 可以發(fā)生氧化還原的化合物 ? 常見的氧化劑 ? 高錳酸鉀 、 二氧化錳 、 重鉻酸鉀 、 鉻酸 、 三氧化鉻 ? 硝酸 、 高碘酸 、 過氧酸 （ RCO3H） ? 四氧化鋨 、 臭氧 ? Tollen 試劑 、 Feiling試劑 、 Bendict試劑 ? 氧化機(jī)理多數(shù)不是很清楚 ? 常見的還原劑 ? 氫氣 、 金屬 、 金屬氫化物 （ 硼氫化鈉 、 氫化鋁鋰 ） ? 還原機(jī)理比較清楚 常見的氧化劑和還原劑 二、還原反應(yīng) — 催化氫化 ? alkenes ( C=C ), alkynes ( C≡C ) ? imines ( C=N ), nitriles ( C≡N ) ? aldehydes or ketones ( C=O ) ? But, RCOOH, RCOOR’, and RCONHR’ Yes No Catalytic Hydrogenation (催化氫化 ) The reduction by addition of two hydrogen atoms (通過加氫的還原 ) can be carried out in the presence of a metal catalyst. 1. 機(jī)理 ? 催化氫化的機(jī)理還沒有完全研究清楚 ， 通常認(rèn)為氫吸附在金屬的表面 ， 烯烴也通過 π軌道與金屬絡(luò)合 ，然后烯烴與氫加成 。 ? 其立體化學(xué)特征是 — Synaddition (順式加成 ) 二、還原反應(yīng) — 催化氫化 2. Hydrogenation of C＝ C and C≡C bonds — 烷烴或順式烯烴的合成 CH3CH2C H = C H2CH3CH2CH2CH3CH3CH2CH2C CH CH3CH2CH2CH2CH3CH3C CCH3 C CCH3HH3CHH2 / P t , P d , o r N iH2 / P t , P d , o r N iH2 / Li n d l a r 39。 s c a t .二、還原反應(yīng) — 催化氫化 Lindlar’s cat.: 5％ PdCaCO3 + Pb(OAc)2 + quinoline 2. Hydrogenation of C＝ C and C≡C bonds ? 反應(yīng)活性： 芳香烴的氫化還原難 （ 芳香性問題 ） 烯烴活性：乙烯 單取代烯烴 雙取代烯烴 三取代烯烴 四取代烯烴 (空間位阻問題 ) 二、還原反應(yīng) — 催化氫化 相 對(duì) 反 應(yīng) 活 性9 0 0 3 0 6 2 9 4 1 5 0 1 3 4 5 1 . 0C H 3 C H 2 C H 3H 2 , N i1 2 0 o CC H 3 C H 2 C H 2 C H 3H 2 , N i2 0 0 o CC H 3 C H 2 C H 2 C H 2 C H 3H 2 , 1 2 % P t / C3 0 0 o C 小環(huán)易氫化開環(huán)（ 張力問題 ） 催化劑活性： Pt Pd Ni 立體化學(xué)： 催化氫化是一個(gè)立體專一性反應(yīng)，以順式加成 的方式進(jìn)行 。 C H 3H 3 CC H 3HHC H 3H 3 Cn o tHHC H 3H 3 CH 3 CH 2 , P t O 2 , E t O H~ 1 0 0 M P a , 2 5 C176。H 3 CCisSynerythro TransSynthreo 3. Hydrogenation of C=O, C=N and C≡N bonds — 醇、醛、胺的制備 醛、酮 ?醇 亞胺、腈 ?胺 — 醇、醛、胺的制備 3. Hydrogenation of C=O, C=N and C≡N bonds 酰鹵的催化氫化在 部分鈍化的催化劑作用下可以停留在醛的階段 （ Rosenmund還原） 二、還原反應(yīng) — 催化氫化 3. Hydrogenation of C=O, C=N and C≡N bonds 羧酸、酯和酰胺在特殊的催化劑和苛刻的條件下氫化可以還原。 4. 其它基團(tuán)的還原 ① 芐基醚（或硫醚）的還原（去保護(hù)） ② 硝基化合物的還原（芳香胺的合成） CH 2 S C H 2 PhO C H 2 PhH 2 , R a n e y N i CH 3OHCH 3CH ( CH 3 ) 2NO 2H 2 , R
教學(xué)課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1