氧化反应原理

第一章烷烃的氧化与脱氢1

第一节烷烃的氧化1

第二节烷烃的脱氢反应4

第二章烯烃的氧化7

第一节双键的氧化断裂反应7

一、烯烃的高锰酸钾氧化7

二、烯烃的重铬酸盐氧化10

三、烯烃的臭氧氧化11

四、双键的其他氧化剂氧化断裂15

第二节烯烃的二羟基化15

一、烯烃的高锰酸钾氧化16

二、烯烃的四氧化锇（OsO4）氧化18

三、烯烃的过酸氧化水解22

四、Woodward反应和Prevost反应23

第三节烯烃的环氧化反应24

一、氧气氧化25

二、过氧化氢氧化27

三、烷基过氧化物氧化28

四、有机过酸氧化30

五、二甲基二氧杂环丙烷 (DMDO) 氧化33

六、Katsuki-Sharpless不对称环氧化反应37

七、Jacobsen-Katsuki 不对称环氧化反应39

八、Shi 不对称环氧化反应41

第四节烯烃的催化氧化44

第五节烯烃的其他氧化反应46

第六节烯烃α-H的氧化反应49

第三章炔烃的氧化55

第一节炔键的氧化断裂反应55

第二节端基炔的氧化偶联反应57

第三节炔烃氧化生成酮58

第四节炔键α-H的氧化61

第四章芳烃的氧化62

第一节芳烃的侧链氧化62

一、芳环侧链氧化为芳基羧酸62

二、侧链氧化为羰基化合物67

三、氧化为醇71

第二节芳环的氧化72

一、芳烃氧化生成酚72

二、芳环的氧化偶联反应74

三、芳环被破坏的氧化75

第五章卤代烃的氧化80

第一节卤代烷被含氮试剂氧化为羰基化合物80

一、Sommelet反应80

二、Krhnke氧化反应82

第二节卤代烷被二甲亚砜氧化为羰基化合物85

第三节卤代烷的其他氧化法86

一、硝酸酯的水解86

二、2-硝基丙烷法87

三、其他氧化剂氧化法88

第六章醇的氧化和脱氢90

第一节化学法氧化为羰基化合物90

一、无机氧化剂90

二、有机氧化剂100

第二节醇的催化氧化和脱氢110

第三节叔醇的氧化113

第四节二元醇的氧化113

第五节醇氧化为羧酸119

第七章酚的氧化122

第一节Elbs氧化反应122

第二节氧化生成醌类化合物124

第三节酚的氧化偶联反应128

第四节酚的开环氧化129

第八章醚的氧化反应131

第一节醚类化合物氧化成酯131

第二节醚类化合物氧化为羰基化合物133

第三节醚类化合物氧化为羧酸134

第九章醛、酮的氧化反应135

第一节醛的氧化135

一、氧化成羧酸135

二、Dakin氧化反应138

三、Cannizzaro反应140

第二节酮的氧化141

一、Baeyer-Villiger反应（拜耶尔-魏立格反应）142

二、羰基化合物α-氢的氧化和脱氢145

三、酮氧化生成过氧化物147

四、卤仿反应148

五、α-羟基酮和α-二酮的氧化149

六、氧化为羧酸151

第十章羧酸的氧化153

第一节有机过氧酸153

第二节氧化脱羧反应154

一、羧酸金属盐的脱羧154

二、四醋酸铅催化下的脱羧反应157

三、卤化脱羧反应161

第三节取代羧酸的脱羧163

第十一章羧酸衍生物的氧化165

第一节酰氯的氧化165

第二节酸酐的氧化167

第三节酯的氧化168

一、酯的热裂解反应168

二、脱酯基反应170

第四节酰胺的氧化172

第十二章含氮化合物的氧化176

第一节硝基化合物的氧化176

一、硝基烷烃的氧化176

二、α-硝基羧酸的制备和脱羧179

第二节胺的氧化180

一、胺氧化为硝基化合物180

二、叔胺氧化物183

三、氧化为酰胺187

四、芳香胺氧化为醌188

五、氧化为腈189

六、氧化为羰基化合物或羧酸191

七、芳香胺氧化为偶氮化合物193

八、胺氧化为亚硝基化合物和羟胺194

九、芳香胺芳环上的氧化反应195

十、亚胺的氧化196

第三节肟的氧化197

一、肟氧化为硝基化合物198

二、肟氧化为羰基化合物199

第四节亚硝基化合物的氧化200

第五节偶氮和偶氮氧化物的氧化202

第六节腈的氧化203

第七节肼的氧化205

第八节腙的氧化206

第十三章糖类化合物的氧化209

第一节糖羰基的氧化210

第二节糖羟基的氧化212

第十四章α-氨基酸的氧化216

第一节α-氨基酸脱羧脱氨基生成羰基化合物216

第二节α-氨基酸氧化为腈类化合物220

第十五章含硫化合物的氧化221

第一节硫醇、硫酚、异硫氰酸酯的氧化221

一、硫醇、硫酚氧化为二硫化物221

二、硫醇、硫酚和异硫氰酸酯氧化为磺酸类化合物223

第二节二硫化物的氧化224

第三节硫醚氧化为亚砜和砜225

第四节其他含硫化合物的氧化228

参考文献230

化合物名称索引231

氧化反应是一类常见的有机化学反应，在有机合成、药物合成中占有非常重要的地位。有机化合物分子中，凡是失去电子或电子发生偏移，从而使碳原子上电子云密度降低的反应，统称为氧化反应。狭义上讲，则是指有机物分子中增加氧，失去氢或同时增加氧，失去氢的反应，而不涉及形成C-X、C-N、C-S等化学键形成的一类反应。

通过氧化反应可以合成种类繁多的化合物，例如醇、醛、酮、酸、酚、环氧化合物、脱氢化合物等，这些类型的化合物很多是有机合成、药物合成的中间体，而且很多药物分子本身就是其中的某一类化合物。

氧化反应通常是在氧化剂或氧化催化剂存在下实现的。氧化剂种类很多，既有无机氧化剂，又有有机氧化剂。一种氧化剂往往可以与多种不同的基团发生反应，而同一种基团也可以被多种氧化剂氧化，同时氧化过程伴随着很多副反应。在有机合成中，选择合适的氧化剂和反应条件是非常重要的。

氧化反应有各种不同的分类方法。本书将按照反应底物进行分类，逐一介绍各类有机化合物的氧化反应及其在合成中的应用。

关于氧化反应的反应机理，不同的反应底物、不同的氧化剂，其机理是不同的，本书在介绍各种具体的氧化反应时，将分别作简单介绍。

近年来有机化学、药物合成无论在理论研究方面，还是在具体的有机合成实践方面，都有了长足的发展。新的试剂不断被发现，原有的一些试剂，也不断开发出新的用途。为适应当前有机合成发展的新形式，我们组织编写一套有机合成反应原理丛书，主要包括氧化反应原理、还原反应原理、卤化反应原理、重排反应原理、缩合反应原理、杂环化反应原理、消除反应原理等，以期对有机化学的发展尽一份微薄之力。

本书有如下特点。

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本书按有机化合物类型编排，介绍了每类化合物的各种氧化反应，并对各种氧化剂的特点、适用范围进行了适当总结，且尽量选用一些药物或药物中间体的反应实例作出反应机理的解释。

本书针对从事有机合成专业的技术人员编写，其他相关化工类工作者及高校师生也可参考使用。

湿式氧化反应塔结构如图1所示 。

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湿式氧化反应塔(reactor of wet oxidation process)是指苯醌二磺酸法中用湿式氧化法处理焦炉煤气脱硫脱氰废液，生成硫酸铵的主要设备 。

在太阳能光解水制氢领域中，金属铂一直被视为最有效的共催化剂之一，不过，它同样也会高效催化氢气的氧化反应，这就限制了催化剂光能转换效率的提升。因此,如何有效地抑制氢气氧化反应，同时维持高效的太阳能光解水制氢性能，是清洁能源领域的一大挑战。