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化工原料常见问题

DMSO作为氧化剂在有机合成中的应用

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二甲亚砜(Dimethyl Sulfoxide,简称DMSO),是一类十分重要的极性非质子溶剂,具有来源广、毒性低、高极性、高沸点、与水混溶等优点,被称为“万能溶剂”。除了在有机合成中作为溶剂被广泛使用外,DMSO还是一种温和的氧化剂,可实现醇、卤代物、重键等的氧化反应,例如Swern氧化、Kornblum氧化、Parikh-Doering氧化、Pfitzner–Moffatt氧化等。

DMSO作为氧化剂在有机合成中的一些应用

无色黏稠透明油状液体或结晶体,重要的极性非质子溶剂。它可与许多有机溶剂及水互溶。二甲亚砜的氧化性依赖于它的亲核性能。

化学式转化.png

一、醇的氧化

二、卤化物的氧化

三、环氧化合物的氧化

四、双键或三键的氧化

五、制备卤化物

一、醇的氧化

1)铬类氧化剂:Collins试剂,PDC或PCC,Jones试剂;

2)活化的DMSO:草酰氯,碳二酰亚胺,SO3·Py络合物;

3)高价态碘化合物,如:Dess-Martin氧化剂或2-碘酰基苯甲酸;

4)钌氧化剂:四氧化钌,四丙基高钌酸铵TPAP与NMO协同氧化;

5)催化的TEMPO与过量的漂白剂(次氯酸钠);

6)高价锰氧化剂:高锰酸钾,二氧化锰(MnOz);

7)Oppenauer氧化反应:异丙醇铝/丙酮(适用于含不饱和键或对酸不稳定的二级醇)。

1.1.1)Swern氧化反应

不依靠含金属氧化剂的氧化反应1978年,DanielSwern以及同事发现了当二甲亚砜和草酰氯在低温处理以后和一级醇或者二级醇反应能形成一种中间体,而其继续和三乙胺处理以后能得到相应高收率的醛酮

Swern氧化反应历程

反应的第一步是低温下,二甲基亚砜(1a)共振形成(1b)并与草酰氯(2)的亲核加成,生成第一个中间体(3)。此中间体迅速的分解为CO2和CO,并生成氯化二甲基氯代锍盐(4).

Swern氧化反应历程

生成关键的烷氧基锍离子中间体(6)。在加入了两当量的碱后,发生去质子作用生成硫叶立德(7)。通过一个五元环的过渡态,硫叶立德(7)进一步分解为二甲基硫醚以及产物--酮(或醛)(8)。

副产物为二甲基硫醚,在通风橱里进行,可将粗产品与过硫酸氢钾混合将其氧化为二甲基亚砜(但要注意在低温进行,防止醛被氧化)。

反应一般使用二氯甲烷做溶剂,如不使用溶剂,DMSO与TFAA或草酰氯会发生剧烈反应(爆炸!)。

易操作、产率高、低成本、所用试剂毒性低等-78℃低温把副反应降到最低,避免烯醇化。对于某些长链醇,可适当升高温度改善溶解性。空阻影响对于Swern氧化反应影响小

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Swern氧化反应中主要的副反应

反应温度选择:当使用草酰氯时,则需要降低至-60°℃(而通常选择的是干冰丙酮浴即-78℃);当使用TFAA的时候反应中

间体需在-30°C内反应;当使用三氧化硫吡啶复合物时冰水浴(-0°C)就可以。

一、醇的氧化

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