定义Definition
有机化学中的氧化反应是指碳原子氧化态升高的反应：增加 C–O（或 C–N、C–X）键、减少 C–H 键，或形成 C=C 等。典型例子有醇氧化为醛、酮、酸，烯烃的环氧化、双羟化与臭氧化。
In organic chemistry oxidation raises a carbon’s oxidation level: gaining C–O (or C–N, C–X) bonds, losing C–H bonds, or forming C=C. Typical examples are alcohols to aldehydes, ketones and acids, and alkene epoxidation, dihydroxylation and ozonolysis.
判断与氧化级Recognising oxidation levels
按碳上连接的杂原子键数划分氧化级：烷烃（0）< 醇、卤代烃、胺（1）< 醛、酮、邻二醇（2）< 羧酸、酯、酰胺、腈（3）< CO₂（4）。同一级内的转换（如醇 → 卤代烃）不是氧化还原。
Oxidation levels count bonds to heteroatoms: alkanes (0) < alcohols, halides, amines (1) < aldehydes, ketones, 1,2-diols (2) < acids, esters, amides, nitriles (3) < CO₂ (4). Interconversions within a level (alcohol → halide) are not redox.
常用试剂Common reagents
醇氧化：铬试剂（琼斯、PCC）、斯文、德斯–马丁、TEMPO/NaOCl；烯烃：m-CPBA、OsO₄、O₃、KMnO₄；苄位、烯丙位 C–H：SeO₂、KMnO₄；生物体内由细胞色素 P450、脱氢酶（NAD⁺）等催化。绿色化学倾向用 O₂ 或 H₂O₂ 作氧化剂。
Alcohols: chromium reagents (Jones, PCC), Swern, Dess–Martin, TEMPO/bleach; alkenes: m-CPBA, OsO₄, O₃, KMnO₄; benzylic/allylic C–H: SeO₂, KMnO₄; in biology cytochrome P450 and NAD⁺ dehydrogenases. Green chemistry favours O₂ or H₂O₂.
选择性问题Selectivity issues
伯醇易被过度氧化为羧酸（需无水或温和试剂停在醛）；多官能团分子中需区分不同位点（化学选择性）；C–H 键的选择性氧化是当代研究前沿。
Primary alcohols over-oxidise to acids unless anhydrous or mild reagents are used; polyfunctional molecules need chemoselectivity; selective C–H oxidation is a research frontier.
反应Reactions
视试剂而定
Depends on the reagent
确定碳的氧化级变化。
Identify the change in oxidation level.
按官能团选择性挑选氧化剂。
Choose an oxidant compatible with other groups.
乙醇氧化为乙酸。
Ethanol oxidised to acetic acid.
年表Timeline
- 1899
贝耶尔-维利格氧化
Baeyer–Villiger oxidation
- 1946
琼斯氧化
Jones oxidation
- 1978
斯文氧化
Swern oxidation
- 1983
德斯–马丁过碘烷
Dess–Martin periodinane