常用氧化剂----四乙酸铅

【英文名称】Lead Tetraacetate

【分子式】 C8H12O8Pb

【分子量】443.38

【CA登录号】[546-67-8]

【缩写和别名】四醋酸铅, LTA

【结构式】Pb(OOCCH3)4

【物理性质】mp 175~180 oC,白色棱状吸湿性晶体,四乙酸铅在热的冰乙酸中溶解度很大,在冷溶液中溶解度较小(室温时约为0.072mol/L), 可以溶解于苯、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳、三氯乙烷、硝基苯、乙腈等有机溶剂,但是溶解度不大。遇水立刻分解为棕黑色的二氧化铅和乙酸。

【制备和商品】四乙酸铅可以作为商品买到,其中含有少量氯化铅,可以用冰醋酸重结晶进行纯化。在实验室制备也很方便。制法: 在2 L圆底烧瓶中放置1080 g 冰醋酸和360 g 乙酸酐,600 g Pb3O4在搅拌下分小量加入,维持温度不超过65 oC,加完后升温到65 oC继续搅拌直到固体完全溶解。冷却到室温,过滤,用冰醋酸洗涤得到固体约300 g,在真空干燥器中

干燥 (式1)[1]。母液回到原反应瓶中,加热到80 oC,搅拌下通入干燥的氯气,反应完毕后趁热过滤掉氯化铅,并用冰醋酸洗涤。滤液冷却过滤,固体用冰醋酸重结晶,又可以得到一部分四乙酸铅 (式2)。

【注意事项】此类物品具有强烈的氧化性能,本身虽不燃烧,但在一定的条件下,经受摩擦、震动、撞击、高热或遇酸碱的物质,在受潮,接触有机物、还原剂以及和性质有抵触的物品混存时,即能分解,发生燃烧和爆炸。四乙酸铅有剧毒,不要和皮肤接触。

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四乙酸铅在有机合成中用作氧化剂,它能氧化不饱和烃和芳香烃,氧化单羟基醇为环醚;实现1,2-二醇的断裂;酮的乙酰化;羧酸的脱羧;氧化转移含氮基团等。

一元酚可以被Pb(OAc)4 氧化成醌,但是产率不高。对位或者邻位二酚可以被Pb(OAc)4 氧化成醌 (式3,式4)[2],这一反应是快速而定量的。

Pb(OAc)4 也可以使部分氢化的芳环或者杂环芳化 (式5,式6)[3],但是不如溴、氯醌等用得普遍。

Pb(OAc)4 在吡啶中将伯醇和仲醇氧化成醛和酮[4]。如果将二元醇和四乙酸铅的苯溶液常温下用紫外线照射,可以环化得到内醚,一般多是四氢呋喃的衍生物 (式7,式8)[5,6],有些反应可以作为制备方法。

Pb(OAc)4 对邻二醇的氧化反应是它的一个重要方面,Pb(OAc)4 只对1,2-二醇起反应(式9,式10)[7],对于1,3-二醇、1,4-二醇就不容易起反应。

近年发现对于不饱和的1,2-二醇,氧化产物立刻进行分子内环加成反应得到有用的环化物 (式11,式12)[8,9]。

一元羧酸在醋酸铜的催化作用下可以被氧化脱羧形成烯烃 (式13)[10],产率相当好。

而邻二羧酸可以直接被四乙酸铅氧化脱去两个羧基,形成烯烃 (式14)[11]。邻二羧酸的脱羧反应可以用来合成一些特殊的烯烃。

一些伯胺可以被Pb(OAc)4氧化成氮烯[12],简单的腙则被氧化成重氮化合物 (式15)[13]。

此外一些有机硼、有机锡化合物可以被四乙酸铅转化为四价的有机铅化合物 (式16,式17)[14,15]。

也可以用于Hofmann重排反应。

参考文献

1. Bailar, J. C. Jr. Inorg. Syn., 1939, 1, 47.

2. Dimroth, O.; Friedmann, O.; Kammerer, H. Ber., 1920, 53,481.

3. Ciegee, R. Ann., 1930, 481, 263.

4. Ciegee, R. Ann., 1930, 481, 263.

5. Partch, R. E. Tetrahedron Lett., 1964, 3071.

6. Mihailović, M. Lj.; Čeković, Ž.; Maksimović,Z.; Jeremić, D.;Lorenc, Lj.; Mamuzić, R. I. Tetrahedron, 1965, 21, 2799.

7. Wolf, F. J.; Weijlard, J. Org. Syn. Coll., 1939, 4, 124.

8. Fernandez, E. M. S.; Lena J. I. C.; Altinel, E.; Birlirakis, N.;Barrerob, A. F.; Arseniyadis, S. Tetrahedron: Asymmetry,2003, 2277.

9. Unaleroglu, C.; Aviyente, V.; Arseniyadis, S. J. Org. Chem.,2002, 67, 2447.

10. Bacha, J. O.; Kochi., J. K. Tetrahedron, 1968, 24, 2215.

11. Tamelen, E. E.; Pappas, S. P. J. Am. Chem. Soc., 1963, 85,3297.

12. Nagata, W., Syn. Commun., 1972, 2, 11.

13. Middleton, W. J.; Gale D. M. Org. Syn., 1970, 50, 6.

14. Fedorov A. Y.; Carraraa, F.; Fineta, J.-P. Tetrahedron Lett.,2001, 42, 5875.

15. Fedorov, A. Y.; Fineta, J. -P. Eur. J. Org. Chem., 2004, 2040.

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