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Kornblum氧化反應

(2024-07-20 19:54:50) 下一個

大家都很熟悉Swern Oxidation,經常在自己的研發、生產中使用這一著名的人名反應。該反應可以在溫和的條件下將醇氧化為醛或酮,使用的是DMSO、草酰氯和堿,避免了有毒重金屬的使用,而且生產的醛也不會被過度氧化為酸。

其反應機理如下:

Swern Oxidation 中最主要的副產物則是:

和Swern Oxidation反應在機理上相似、相關聯的另一個人名反應是Kornblum Oxidation。此反應將伯鹵代烷直接氧化成為醛。反應體係非常簡單:DMSO加堿。DMSO既作為試劑又作為溶劑,最常用的堿有NaHCO3和三乙胺。反應溫度從幾十度到150度。反應時間從幾分鍾到十幾個小時。

該反應由N. Kornblum於1957年發現並報道,後成為所有以DMSO為基礎的氧化反應家族中的一員。機理方麵,也是形成一個alkoxysulphonium ion,在堿的存在下,消除生產目標產物醛。這個反應主要的副產物和上麵提到的一樣。

 

反應特點:1)此反應的一般步驟為,高活性的伯或仲鹵代物,在堿存在下,在DMSO中加熱;2)對於低活性的鹵代物則需要兩步:首先加入對甲苯磺酸的銀鹽形成對甲苯磺酸酯,然後在堿性條件下,在DMSO中加熱;3)對於伯鹵代物氧化得到相應的羰基化合物的產率較高,而仲鹵代物常發生消除副反應得到烯烴;4)對於有空間位阻的底物,產率會降低;5)叔鹵代物不發生反應;6)反應底物的反應活性順序為:tosylate>I>Br>Cl;7)反應中的堿有兩個作用:1、中和鹵化氫防止HX被DMSO氧化;2、輔助脫質子形成硫葉立德中間體;8)對於在DMSO中溶解度較差的底物,可以加入一些共溶劑(如DME)。

 

Kornblum Oxidation具有幾個優點或誘人之處。其一:反應體係非常簡單、經濟,產率普遍較高,反應條件較溫和,很多官能團不會被破環;其二:一步就將鹵代烷轉化成為醛,省去了轉變為醇再氧化等繁瑣的步驟。幾個實際應用的例子顯示如下

同時,該反應具有和Swern Oxidation 等基於DMSO 的氧化反應的共同的弊端,那就是生成散發不雅氣味的二甲硫醚。所有說,“Kornblum Oxidation真的是讓我歡喜讓我憂呀!”

 

如何解決二甲硫醚這個令人聞了頭痛、想來也頭痛的難題呢?方法之一就是用N-氧化物來取代S-氧化物。下麵的兩個反應就是很好的範例。

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