Applicazione del DMSO come "ossidante" nella sintesi organica!
Il processo di ossidazione diGrado reagente di dimetilsolfossido (DMSO)Segue il percorso classico di attivazione elettrofila – addizione nucleofila – eliminazione: in primo luogo, i reagenti elettrofili (come il cloruro di ossalile, il DCC, il complesso triossido di zolfo-piridina) si legano al doppio legame zolfo-ossigeno del dimetilsolfossido (DMSO), attivano l'atomo di ossigeno per facilitarne l'uscita e generano l'intermedio chiave, il catione solfonio. Successivamente, il substrato (come il gruppo ossidrilico di un alcol o un idrocarburo alogenato) attacca l'atomo di zolfo per formare uno ione alcossisolfonio. Infine, si verifica la deprotonazione sotto l'azione della base per generare un intermedio iluro di zolfo, che rilascia dimetilsolfuro attraverso uno stato di transizione ad anello a cinque elementi, e il substrato viene ossidato a composti carbonilici come aldeidi e chetoni.
Questo processo evita la forte corrosività degli ossidanti tradizionali (come Cr⁶+, MnO₂) e fornisce un ambiente di reazione delicato per i gruppi funzionali sensibili. Permette reazioni di ossidazione di alcoli, alogenuri e legami pesanti, come l'ossidazione di Swern, l'ossidazione di Kornblum, l'ossidazione di Parikh-Doering, l'ossidazione di Pfitzner-Moffatt, ecc. Queste reazioni traggono grande vantaggio dall'uso diDMSO per reazioni di ossidazione organica, offrendo una migliore selettività e compatibilità per substrati organici complessi.
1. Ossidazione di Swern
Il sistema di ossidazione a bassa temperatura (Grado reagente di dimetilsolfossido (DMSO)/cloruro di ossalile/trietilammina) sviluppato da Daniel Swern e colleghi nel 1978 può essere definito il protettore dei substrati sensibili.
La reazione viene solitamente condotta a -78 °C. Inizialmente, il dimetilsolfossido (DMSO) reagisce con il cloruro di ossalile per formare cloruro di dimetilclorosolfonio, che a sua volta reagisce con l'alcol per formare ioni alcossisolfonio. Dopo il trattamento alcalino, l'iluro di solfonio si decompone producendo aldeidi e chetoni. Il vantaggio di questa reazione è che le condizioni sono blande e si può evitare la formazione di perossidi. È particolarmente adatta per l'ossidazione di alcoli contenenti gruppi sensibili agli acidi o al calore, come la trasformazione di alcoli ciclici complessi nella sintesi di prodotti naturali.
2. Ossidazione Pfitzner-Moffatt
Nel 1963, Moffatt e il suo studente Pfitzner scoprirono cheSolvente DMSO di grado farmaceuticoLa combinazione di DCC e DCC può essere utilizzata per l'ossidazione di alcoli in condizioni debolmente acide. Il percorso di reazione è il seguente: in primo luogo, il DCC protonato attiva il dimetilsolfossido (DMSO) per generare un intermedio attivo; in secondo luogo, l'intermedio reagisce con l'alcol per formare un'iluro di alcossisolfonio e infine rilascia N,N-dicicloesilurea (DCU) come sottoprodotto.
Le condizioni di reazione sono blande e adatte a substrati alcolici sensibili. Presenta le caratteristiche di elevata resa, semplicità di utilizzo, basso costo e compatibilità con la maggior parte dei gruppi funzionali. Tuttavia, gli alcoli terziari non protetti sono soggetti a eliminazione. Un altro svantaggio è che il sottoprodotto dialchilurea e l'eccesso di DCC sono difficili da rimuovere completamente.
Suggerimenti | Come rimuovere il sottoprodotto dicicloesilurea (DCU) generato dalla reazione della DCC?
3. Ossidazione di Albright-Goldman
La reazione degli alcoli ossidanti ad aldeidi e chetoni con acido acetico anidro (anidride acetica) eGrado reagente di dimetilsolfossido (DMSO)come attivatori fu introdotto per la prima volta in modo sistematico da Albright e Goldman nel 1965. A causa della debole capacità di attivazione dell'anidride acetica, il tempo di reazione è generalmente lungo.
Il vantaggio di questa reazione è che può essere condotta a temperatura ambiente ed è facile da post-processare, soprattutto per l'ossidazione di alcoli con elevato ingombro sterico. Lo svantaggio è che per i gruppi ossidrilici con piccolo ingombro sterico, l'acetilazione e la formazione di metiltiometil etere possono verificarsi come reazioni collaterali.
4. Ossidazione Parikh-Doering
La reazione di conversione degli alcoli primari e secondari nelle corrispondenti aldeidi e chetoni utilizzandoDMSO per reazioni di ossidazione organica, il complesso solido di triossido di zolfo-piridina come attivatore e trietilammina come base è stato segnalato per la prima volta da Parikh e Doering nel 1967.
Percorso di reazione: inizialmente, si aggiungono dimetilsolfossido (DMSO) e anidride solforica a 0 °C o a temperatura ambiente; successivamente, il composto viene attaccato dall'alcol per formare un intermedio chiave, lo ione alcossisolfonio. L'intermedio viene quindi deprotonato dalla base per ottenere il corrispondente yluro di zolfo, che attraversa uno stato di transizione ad anello a cinque elementi e rilascia dimetilsolfuro, dando origine ad aldeidi e chetoni.