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化工原料常见问题

活化DMSO氧化醇制备醛酮的⽅法综述

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  1.前言

  二甲基亚砜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参与的氧化反应一般需要在活化剂的辅助下进行,在活化剂的作用下,能够增强二甲亚砜中氧原子的离去能力,从而得到硫鎓阳离子。常见的活化试剂有DCC,草酰氯,乙酸酐,三氟乙酸酐,五氧化二磷,吡啶/三氧化硫络合物,乙酰氯,PDCP等,这些试剂各有其特点,可以根据反应条件和要求的不同,选择不同的活化剂来达到氧化目的。

  2.活化DMSO氧化醇制备醛酮的⽅法综述

  2.1Parikh–Doering氧化

  Parikh-Doering氧化反应:以二甲亚砜为氧化剂,三氧化硫-吡啶络合物为活化剂,三乙胺为碱而将伯醇和仲醇转化为相应的醛酮。

  ParikhDoering氧化反应机理.png

  Parikh-Doering氧化反应的机理二甲亚砜与三氧化硫在发生加成,在受到醇进攻,生成关键的烷氧基硫离子中间体,该中间体接下来被碱去质子化为相应的硫叶立德,然后硫叶立德经五元环过渡态、释放二甲硫醚,得到醛酮

  

       

       

       

       


  2.2Swern氧化反应

  Swern氧化反应机理.png

  低温下:二甲基亚砜(la)共振形成(lb)并与草酰氯(2)的亲核加成,生成第中间体(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);当加入醇以后,锍盐(4)与加入的醇(5)反应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)。

  

       

       

  2.3Pfitzner-Moffatt氧化

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  以二甲基亚砜和二环己基碳二亚胺(DCC)混合物作氧化剂,经由烷氧基锍叶立德中间体,将一级和二级醇氧化为醛或酮的反应。反应特点有:反应条件温和,不会过氧化,试剂易得,操作简便;小试和放大反应的产率都较高;很少有副反应,有时会生成甲基甲硫基醚和β,γ不饱和羰基化合物的异构化;反应的官能团耐受度很好,但叔醇可能会发生消除;DCC是最常用的的活化试剂,反应中一般会加过量(≥3eq);DMSO要六倍当量以上,可以做溶剂,但加入一些惰性的混合溶剂(乙酸乙酯,甲苯)有利于产品的分离;要求温和的酸催化条件,如正磷酸,二氯乙酸和吡啶的强酸盐等等,酸一般加0.5eq产率最高;在强酸条件下.会阻止硫叶立德的生成,不能进行反应或反应很慢;反应会生成二烷基脲,不容易除去,可也用一些水溶性的碳二酰亚胺试剂可以解决,如EDC,另外过量的DCC在处理时可以加入草酸除去。

  

       

       

       

  2.4Albright–Goldman氧化

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  Albright–Goldman氧化:以二甲亚砜为氧化剂,醋酸酐为活化剂,将伯醇和仲醇转化为相应的醛酮。该反应特别对立体位阻较大的醇的氧化效果较好。用Ac2O做活性化剂,可避免难于后处理的缺点,也不需要加给质子体,此法用于位阻大的醇的氧化可获满意结果,缺点是对于位阻小的羟基,可发生乙酰化及生成甲硫甲醚(Pummerer反应)的副反应。

  

       

       

  2.5Albright–Onodera氧化

  P2O5作为活化试剂活化DMSO将醇氧化为醛酮的反应。此反应在室温下干燥DCM中进行,反应生成的副产物水溶性极好后处理方便。此方法应用较少,对于大多数氧化试剂不能起效时,可以考虑此方法.

  

       



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