定义
用DMSO和TFAA或草酰氯氧化一级醇或二级醇生成醛或酮的反应,就称为swern oxidation (斯文氧化)。
反应通式
起源与发展
1976年,D. Swern等报道了二甲基亚砜(DMSO)在-50℃以下与三氟乙酸酐(TFAA)在二氯甲烷中反应生成三氟乙氧基二甲基磺基三氟乙酸酯,并与一级醇和二级醇快速反应。所得的烷氧基二甲基三氟化亚磺酸盐经三乙胺加成后,得到相应的醛和酮,收率较高。在1978年,草酰氯被发现作为DMSO的活化剂在醇的氧化中比TFAA更有效。
反应的一般特征
1) DMSO在不使用溶剂的情况下,与TFAA或草酰氯反应剧烈(可能发生爆炸!),反应进行时应特别小心;
2)最常见的溶剂是DCM;
3)使用TFAA时,初始中间产物在-30℃以上不稳定,通过重排形成副产物;
4)使用氯草酰时,初始中间产物在-60℃以上不稳定,一般在-78℃进行氧化;
5)典型的反应过程是DMSO与TFAA或草酰氯在低温下反应,然后缓慢加入乙醇,再加入叔胺;
6)加入叔胺(如DIPA、TEA)有利于烷氧基磺酸盐的分解;
7)氧化效率不受底物位阻的影响;
8) TFAA的使用可能会产生三氟乙酸副产物,而在氯草酸的情况下,副反应极为罕见。
机理
无论是使用三氟乙酸酐还是草酰氯活化DMSO,都是先在低温条件下生成硫鎓离子,随后醇进攻硫原子;TFAA生成的活性中间体经历一个六元环过渡态脱下一分子三氟乙酸,最后在碱的作用下生成烷氧基硫叶立德;经草酰氯生成的活性中间体脱下一分子氯化氢,然后在碱的作用下生成烷氧基硫叶立德;烷氧基硫叶立德经过分子内质子迁移,脱去一分子二甲硫醚(有臭味),并生成羰基产物。
反应实例
1) Total synthesis of the complex taxane diterpene canataxpropellane
DOI: 10.1126/science.aay9173
2)The Swern Oxidation: Development of a High-Temperature Semicontinuous Process
DOI: 10.1021/op800057d
3)Mechanism of the Swern Oxidation: Significant Deviations from Transition State Theory
DOI: 10.1021/jo101636w
4)Synthesis of Nitriles from Primary Amides or Aldoximes under Conditions of a Catalytic Swern Oxidation
DOI: 10.1021/acs.joc.8b02190
5)Iridium-Catalyzed Asymmetric Hydrogenation of Heteroaromatics Bearing a Hydroxyl Group, 3-Hydroxypyridinium Salts
DOI: 10.1021/acscatal.5b02625
评述
Swern Oxidation是一个非常温和的氧化反应,可以方便地将伯醇转化为相应地醛,将仲醇转化为酮。
该反应在有机合成应用广泛,在复杂化合物全合成上也有着重要地应用。
参考
1. a)László Kürti, Barbara Czakó. StrategicApplications of Named Reactions in Organic Synthesis. b)Jie Jack Li. Name Reactions: A Collection ofDetailed Mechanisms and Synthetic Applications. c) 黄培强.有机人名反应、试剂与规则
2. 3. a) / b) c) / d) e) / f) g) style="font-family: 微软雅黑, Microsoft YaHei;">
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