Cannizzaro反应简介

Cannizzaro反应，译作坎尼扎罗反应、康尼查罗反应、康尼扎罗反应，是无α-活泼氢的醛在强碱作用下发生分子间氧化还原反应，生成一分子羧酸和一分子醇的有机歧化反应。[1,2] 意大利化学家斯坦尼斯劳·坎尼扎罗在使用用草木灰处理苯甲醛时，同时得到了苯甲酸和苯甲醇，首次发现了这个反应，该反应名称也因此而来。[3]

图1. Cannizzaro反应

Cannizzaro反应中适用的醛一般为芳香醛（如苯甲醛）和甲醛。如果醛中含有α -活泼氢，碱则会夺取其α -活泼氢，进而发生羟醛缩合反应，导致Cannizzaro反应的收率降低。[4]

分子内也可以发生Cannizzaro反应，有些情况下产物羟基酸还会进一步失水环化生成内酯。

Cannizzaro反应机理

图2. Cannizzaro反应机理

反应起始于亲核试剂（如氢氧根离子）对羰基碳的攻击，引发歧化反应并去质子化产生携带两个负电荷的二价阴离子。

生成的中间体现在可以起到氢化物还原剂的作用。由于其不稳定的性质，中间体会释放出一种氢化物阴离子。这个氢化物阴离子继续攻击另一个醛分子。在此过程中，二价阴离子转化为羧酸根阴离子，醛转化为醇盐阴离子。

在最后一步中，水向醇盐阴离子提供质子，从而产生最终的醇产物。由于醇盐比水碱性更强，反应可以进行。当使用酸后处理时，羧酸根离子产生最终的羧酸产物（需要酸后处理，因为羧酸根的碱性比水弱，因此不能从水中获得质子）。

交叉Cannizzaro反应

交叉Cannizzaro反应是Cannizzaro反应的一种类型：混合不同的两种不含α -活泼氢的醛作为底物，在碱性条件下使其发生交叉氧化还原反应，则该反应为交叉Cannizzaro反应。[4] 该反应常会产生多种产物，没有制备价值。但可以牺牲醛与更有价值的化学物质结合，如果其中一个醛为甲醛，则其总是自身被氧化为甲酸（因为甲醛还原性最强），而醇是从另一种醛化学物质的还原中获得的，这样的反应有制备价值。由于两种不同的醛可以完全转化为各自所需的产物，因此具有价值的目标产物的产量也大大增加。例如，工业制备季戊四醇就是采取的该方法。

图3. 工业制备季戊四醇

总而言之，Cannizzaro反应可以用来控制不可烯醇化的醛的歧化。而交叉Cannizzaro反应可以用于提高高附加值化学品的产量。

Cannizzaro反应研究进展

溴化锂作为一种温和且可回收的试剂，可与三乙胺共同作用于室温无溶剂的Cannizzaro反应。[5]

在TOX配体与Cu(II)催化下，芳基和烷基乙二醛与醇的不对称分子内Cannizzaro反应表现出了前所未有的高对映选择性。初步结果表明，除了半缩醛中间体的动态动力学拆分外，醇与乙二醛的对映选择性加成对立体选择性贡献最大。[6]

以一系列简单的2-酰基苯甲醛作为反应底物，海洋天然产物pestalone衍生物中2-甲酰基芳烯酮可在亲核催化（NaCN）下的Cannizaro反应中，或在光化学条件下（DMSO，350 nm）便捷的转化（异构化）为3-取代的邻苯二甲酸酯。[7]

参考文献

1. Cannizzaro, S. Ueber den der Benzoësäure entsprechenden Alkohol. Liebigs Annalen. 1853, 88: 129–130. https://doi.org/10.1002/jlac.18530880114

2. 2. List, K.; Limpricht, H. Ueber das sogenannte Benzoëoxyd und einige andere gepaarte Verbindungen. Liebigs Annalen. 1854, 90: 190–210. https://doi.org/10.1002/jlac.18540900211

3. Geissman, T. A. "The Cannizzaro Reaction" Org. React. 1944, 2, 94. https://doi.org/10.1002/0471264180

4.  Kürti, L., Czakó, B. (2005). Strategic Applications of Named Reactions in Organic Synthesis; Background and Detailed Mechanisms. Burlington, MA: Elsevier Academic Press.

5. Mohammad M. Mojtahedi,Elahe Akbarzadeh,Roholah Sharifi and,M. Saeed Abaee. Lithium Bromide as a Flexible, Mild, and Recyclable Reagent for Solvent-Free Cannizzaro, Tishchenko, and Meerwein−Ponndorf−Verley Reactions[J]. Org. Lett.,2007,9(15). https://doi.org/10.1021/ol070894t

6. Wang Pan,Tao Wen-Jie,Sun Xiu-Li,Liao Saihu,Tang Yong. A highly efficient and enantioselective intramolecular Cannizzaro reaction under TOX/Cu(II) catalysis.[J]. Journal of the American Chemical Society,2013,135(45). https://doi.org/10.1021/ja409859x

Gerbino Dario C,Augner Daniel,Slavov Nikolay,Schmalz Hans-Günther. Nucleophile- or light-induced synthesis of 3-substituted phthalides from 2-formylarylketones.[J]. Organic letters,2012,14(9). https://doi.org/10.1021/ol300757m

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