坎尼扎羅反應
1895年發現的化學反應
坎尼扎羅反應(Cannizzaro反應),是無α活潑氫的醛在強鹼作用下發生分子間氧化還原反應,生成一分子羧酸和一分子醇的有機歧化反應。義大利化學家斯坦尼斯勞·坎尼扎羅在1895年通過用草木灰處理苯甲醛,得到了苯甲酸和苯甲醇,首先發現了這個反應,由此而稱坎尼扎羅反應。不含α-氫原子的脂肪醛、芳醛或雜環醛類在濃鹼作用下醛分子自身同時發生氧化與還原反應,生成相應的羧酸(在鹼溶液中生成羧酸鹽)和醇的有機歧化反應。
坎尼扎羅反應
坎尼扎羅反應中常用的醛有芳香醛(如苯甲醛)和甲醛。對於有活潑氫的醛來說,鹼會奪取活潑氫,從而發生羥醛反應,降低坎尼扎羅反應的收率。分子內的坎尼扎羅反應也是可以發生的,有時產物羥基酸可以進一步失水環化生成內酯。
坎尼扎羅反應
在高濃度鹼性環境下,第二個反應歷程變成主要的,此時對鹼成了二級反應:
交叉坎尼扎羅反應
交叉坎尼扎羅反應是坎尼扎羅反應的一種類型。混合兩個不同的不含α氫的醛,如甲醛和苯甲醛,使其在鹼性條件下發生交叉氧化還原反應,稱為交叉坎尼扎羅反應。由於甲醛在醛類中的還原性最強,因此總是自身被氧化為甲酸,而另一個反應物被還原為醇。工業上製取季戊四醇就是用的這個方法。
脂肪醛
2、有一個α氫原子的醛:該物質能在適當的條件下生成丁間醇醛。丁間醇醛與原來的醛能發生交叉坎尼扎羅反應,如下圖:
3、甲醛存在條件下,有α氫原子的醛:
產生的β-羥醛能繼續發生交叉坎尼扎羅反應:
芳香醛
1、單基取代苯甲醛:
2、雙取代苯甲醛:
①甲醯基雙鄰位至少有一個無取代基時,進行正常的歧化反應。
②甲醯基鄰位均為鹵素或者硝基時發生如下反應:
③三和四取代苯甲醛。
④生成解水酶和氫化北美黃連次鹼。
實驗條件
2、溶劑:鹼水溶劑。
3、溫度:醛鹼混合升溫,溫和降溫,不需要嚴格的控制溫度。反應過慢時,可以水浴加熱直到反應結束。對於35%鹼濃度下反應的硝基苯甲醛,需將溫度控制在45℃,否則產生硝基偶氮苯酸和羧酸。