有机合成中醛基的应用

醛类化合物的鉴定原理就是由于醛基易被氧化，和某些检测试剂出现一些特殊的现象。常用的检测试剂有：银氨溶液和Cu(OH)₂悬浊液，并不是所有含有醛基的化合物都能用以上两种试剂检测，如甲酸等。两种试剂的检测原理都是试剂被还原，醛基被氧化。银氨溶液中的银离子被还原成银单质，进而出现银镜现象；Cu(OH)₂悬浊液中Cu²⁺被还原成Cu⁺，生成氧化亚铜(Cu₂O)，出现砖红色沉淀。

醛基能发生很多类型的反应，醛类化合物是一种重要的化工原料。醛类能发生的反应汇总如下：

1被还原成羟甲基。醛基被还原成羟甲基最常用的试剂为NaBH₄, 也有文献用NaBH₄，LiAlH4，Dibal-H，硼烷及其复合物，氰基硼氢化钠，三乙酰基硼氢化钠，催化氢化等条件，以上这些条件会经常用到；也有一些不经常的条件，如：三甲胺氮氧化物-甲酸钠-金属复合物体系，三叔丁氧基氢化铝锂，红铝，水合肼，硼氢化钠及硼氢化锂的络合物，钐-氯化氢体系，金属锂/钠/镁-路易斯酸体系等。

硼氢化钠还原醛基，所用溶剂一般为THF，甲醇，乙醇等。质子性溶剂能增强硼氢化钠的还原能力；硼氢化钠不能还原碳碳双键或三键。

LiAlH₄和Dibal-H还原醛基的操作比较类似，反应温度从零下78度到室温都有报道，具体还有根据底物选择；它们也不能还原碳碳双键或三键。关于LiAlH₄的后处理方法，往期有介绍。

催化氢化可以同时将化合物结构中的醛基和碳碳双键一起还原，催化剂一般为：Pd/C，雷尼镍，氧化铂，铂，铜，铜-锌等；还原剂一般为：氢气，锌粉，甲酸，甲酸盐，三乙基硅烷等。

操作：底物(191 mg, 0.860 mmol)和Pd/C(97mg)悬浮于乙醇(30mL)中，氢气氛围(1 bar)，室温下搅拌4h。常规后处理，柱层析得到产物。

操作：底物(1 eq)，Pd(OAc)₂(0.5% eq), 三乙基硅烷(1.2eq)悬浮于混合溶剂(DMF:H₂O=4:1,V/V), 室温搅拌1h，常规后处理得到产物1。PS：如果反应溶剂用无水DMF，则生成产物2。

2醛基与胺基生成亚胺。亚胺都不怎么稳定，遇水会发生水解，部分亚胺可以通过柱层析分离。亚胺有毒，对皮肤有一定的刺激性，注意做好防护。醛基和胺基生成亚胺的反应，有些需要碱或路易斯酸(或酸)催化，一般为吡啶，三乙胺，甲醇钠，钛酸异丙酯，乙酸，甲酸，硫酸，对甲苯磺酸等；有些只需加缚水剂，一般为无水硫酸镁，无水硫酸钠，4A分子筛等；有些只需要将两者混合，加热搅搅就反应的很好。

方法1：醛(172.1mg)和胺(100.1mg)溶于甲醇(30 mL)中，加入乙酸(2mL)，室温下搅拌3h，然后再回流12h。反应液冷却至室温，过滤收集固体，用乙醇重结晶得到产物。89%yield，[Journalof Fluorescence, 2021,vol. 31, # 4, p. 1041 - 1053]

方法2：醛(1 eq)和胺(1 eq)溶于乙醇(3 V)中，回流反应3h，然后冷却至室温，静置过夜，过滤收集固体，用乙醇重结晶得到产物。86%yield，[Journalof Coordination Chemistry, 2018,vol. 71, # 22, p. 3665 - 3688]

3醛基被氧化成酸

操作：醛(1.91g, 9.39mmol)溶于ACN(80mL)中，搅拌状态下加入KH₂PO₄(319mg,2.35mmol)的水溶液（10 mL）和35%的H₂O₂(1.15mL, 11.3mmol)，5度下滴加NaClO₂(1.59g,14.1mmol)的水溶液(20mL)，搅拌反应3h。该混合物用盐酸(1 N)酸化，EA(350mL)萃取；合并的有机相用NaOH溶液(0.1N，350 mL)提取，然后水相再用盐酸溶液(1 N)酸化，EA(350 mL)萃取，有机相干燥、浓缩，柱层析得到产物。PS：这里的后处理有一个反萃取过程，要学会这个后处理方法；其实经过反萃取，产物的纯度就很高了，没必要柱层析纯化。

4醛基和氰化钠(钾)，TMSCN，硝基甲(乙)烷，亚磷酸酯，TMSCF₃等试剂的加成反应

5醛基在氧化剂的作用下和醇生成相应的酯。氧化剂可为碘单质，过氧叔丁醇等。

操作：底物醛(1 eq)溶于甲醇(3 mL/mmol)中，加入碘单质(2 eq)和无水碳酸钾(3 eq)，室温下反应，TLC监测反应进度。原料消耗完，向体系内加入饱和硫代硫酸钠溶液，常规后处理得到产物。

6醛基和有机锂试剂或格氏试剂反应

7醛基和四溴化碳反应，产物可进一步和强碱反应生成端炔，这也是一种制备端炔的方法。

操作：三苯基膦(2.00 g，8.00 mmol)和四溴化碳(1.33 g，4 mmol)溶于二氯甲烷(20 mL)中，零度下加入醛(2.00mmol)，搅拌反应1h。常规后处理，柱层析得到产物。

8醛和胺生成酰胺

操作：醛(1 eq)、胺(1 eq)、NaOCl/Bu₄NHSO₄(1.5eq)和PEG(2g)的混合物置于圆底烧瓶中，在120°C下搅拌12h。反应物冷却至室温，常规后处理得到产物。

9醛与带有活泼亚甲基的化合物反应，脱去一分子水生成烯；还有活泼亚甲基的试剂有：β-二羰基化合物及其类似物，丙二腈及其类似物等。

操作：醛(1eq)和丙二腈(1 eq)溶于乙醇和水的混合溶剂中(4 mL,v/v=3:7)，75度下反应，TLC监测反应。原料消失，反应液冷却至室温，常规后处理得到产物。

10醛与羟胺生成肟；醛与有取代基的肼生成腙

操作：醛(25.0 g, 142 mmol)溶于乙腈(175mL)中，加入碳酸氢钠(35.7g, 424 mmol)，剧烈搅拌5分钟，加入水(350mL)，搅拌10分钟，再加入盐酸羟胺(19.7g, 283 mmol)和四丁基氯化铵(1.97g, 7.08 mmol)，室温反应1h。加入乙酸(20mL)，调节pH至6-7，常规后处理，柱层析得到产物。

操作：醛(0.3 g, 2 mmoL)溶于乙醇(3mL)中，搅拌状态下滴加硫酸(1.6mL)与2,4-二硝基苯肼(0.14 g，0.7mmoL)的甲醇溶液，室温搅拌15分钟，过滤、干燥得到粗产物，再用丙酮-水重结晶得到产物。

11还原胺化，是一种常用的胺基化手段。其过程可简单表述如下：醛和胺脱去一分子水生成亚胺，亚胺被还原剂还原。还原剂可为：氰基硼氢化钠，三乙酰基硼氢化钠等。

操作：胺(89.51g, 1eq)溶于甲醇(375 mL)中，氮气氛围，加入醋酸(35.52g, 1eq)的甲醇溶液(50mL)，然后加入苯甲醛(62.83g, 1eq)的甲醇溶液，搅拌状态下，体系温度保持在15度，40分钟内将氰基硼氢化钠(134.6 g, 3.6eq)的甲醇溶液(700mL)滴加到上述体系内，室温反应18h。常规后处理得到产物。

12羟醛缩合。在酸或碱催化下，两分子醛或酮发生反应生成一分子β-羟基醛或β-羟基酮；α-H比较活泼，在加热等条件下容易脱去一分子水，生成α,β-不饱和醛或酮。

13醛基制备端炔，所用试剂：(1-重氮基-2-氧代丙基)膦酸二甲酯，CAS号：90965-06-3

操作：醛(358 mg，1.68mmol)和碳酸钾(464mg，3.36mmol)溶于甲醇(16mL)中，，氮气氛围，零度下加入(1-重氮基-2-氧代丙基)膦酸二甲酯(323 mg，1.68mmol)的甲醇溶液(2mL)，室温搅拌过夜。常规后处理，柱层析得到产物。