氧化反应

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醇 类 氧 化
涂志善 2010.6.30
1.醇类的氧化

1.1 Swern 氧化
Swern Oxidation OH R1 R2 TFAA or (COCl)2 DMSO (xs)/ Et3N R1 O R2
DCC/DMSO (xs)/ solvent/acid (cat.) Moffatt Oxidation
O R4
Al(OR)3
O R2 R3
OH R4
氢原子的转移只在醇和酮之间，当分子中含有碳 碳双键或其他对酸不稳定的基团时，此方法比较 好。
1.醇类的氧化

反应实例：
R1
OH R2
O2N
CHO
0.1 eq AlMe3 toluene, rt, 0.5-2 h R1
O R2

用硝基苯甲醛衍生物作为氧化剂，简单的有机铝作为催化剂可以定量和 选择性的氧化各种苄基，丙炔基，烯丙基，脂肪族伯醇和仲醇
2
1.醇类的氧化


Corey 氧化特征： 1. PCC和PDC氧化需要添加剂（NaOAc， silica gel, celites, Molecular Sieves） 2. PDC比PCC氧化能力弱，但是在湿DMF 中能氧化醇到酸（DMF的极性较大）而 不会引起差向异构化
1.醇类的氧化

1.醇类的氧化

实例:
OH PCC(1.5 eq), DCM NaOAc, rt, 2 h,100% O
1 PCC(2 eq), DCM NaOAc, rt, 2 h,88% OH O 3 OH OH 5 PCC(20 eq), DCM 4 A MS, reflux, 24 h 79% 6 4 O O
Ley（TPAP）氧化
OH R1 R2 TPAP(5% mol)/NMO(1.5eq) Solvent/ 4A MS/rt R1-2=H,alkyl,aryl,alkenyl,alkynyl Solvent: DCM, MeCN Recycle of Ru oxidant O N O NMO O HO Ru OH O (i-Pr)4N O O Ru O O (i-Pr)4N TPAP R1 O R2
S+ O
R2
1.醇类的氧化



Swern 氧化的特性 ： 1. DMSO 还可以被 TFAA,SO3/Py，(AcO)2O 和P2O5活化； 2. 当用草酰氯作活化剂，底物是苄醇和烯丙醇 时，最初的中间体在-60 ℃以上不稳定，其他 的醇类在-20 ℃以上不稳定。 3. 氧化产率高，但是反应条件能引起ɑ-手性中 心差向异构化和C=C的迁移，而且不利于太小 （mg）和太大（Kg）级反应
1.醇类的氧化


Pfitzner-Moffatt 氧化反应特征： 1. 比Swern氧化更加温和，但是未保护 的叔丁醇经常发生消除反应 2.水溶性的活化剂EDC可以替代DCC（很 难除去）
1.醇类的氧化

1.3 MnO2 氧化
OH N HN S MnO2, (1.5eq.), THF HN N S O
1.醇类的氧化
1.2 Pfitzner-Moffatt 氧化 机理：

S+ OR3 N C N R3 H+ R3 N C N+ R3 H R3 N C O R3 NH S+ HO R3 HN O HN R3 R2 R1 O H + - S R1 R1 O Me2S R2 R2 -H
+
R3 HN R3 N H O S R2 O R1
1.醇类的氧化

TEMPO 氧化
1/2 NaOCl N O TEMPO RCO2H NaOCl N O O H R N O H
N NaClO2 RCHO OH

氧化剂便宜，反应温和，反应规模大或小都可以进行 选择性的氧化伯醇，在不同条件下可以转化成醛或者 酸（pH,氧化剂）
1.Байду номын сангаас类的氧化

反应实例:
O O O O
TEMPO,NaClO,NaClO2 COOH Bu N OH MeCN/H2O, 2-4 h 85-100% Bu N
COOH O OH
O
O
J.org,chem,1999,64,2564-2566

Oppenauer 氧化 反应机理：
Al O R1 R2 H R3 O R4 R1
OH R1 R2 R3
1.醇类的氧化

Swern 反应机理:
OO S
+
O
-
Cl Cl
O
Cl S
+
O O Cl
ClS+ O
O Cl O S+
Cl CO2 CO
Cl S+
HO R1
H R2 R2 S+ O R1 NEt3
- H S+ O
O R2 R1 Me2S R2 R1
product R2 R1 S O byproduct R1
N R1
DMP R1
O
1.醇类的氧化

Dess-Martin 氧化机理
OH AcO OAc I OAc O O DMP R1 R2 AcO O I O O O O H R1 R2 -AcOH -AcO OAc I O O R1 O R2 -AcOH

IBX和DMP的制备：
I KBrO3 H2SO4 O OAc I O O Oxone(1.3 eq) H2O,70 oC, 3 h IBX Ac2O, 0.5%TsOH DMP 80oC, 2 h CO2H
1.醇类的氧化

Dess-Martin 氧化实例：
OH 1 O O O R1 2 R N OH DMP, DCM 25 oC, 1.5 h 95% O O O O O R R1 Synlett.2001,1974-1976
DMP, DCM, rt, 20 min 90%



温和的反应条件（室温，中性pH）,选择性的氧化醇类。 IBX在DMSO作溶剂，在温和的条件下能氧化1’ROH和 2’ROH到醛和酮。 烯丙醇中双键能够保存并且近手性中心保留高的ee 值



Ley（TPAP）氧化特征： 1 催化量的TPAP使用能有个好的ee值和 保留手性中心》 2 在无水的条件下伯醇氧化成醛（适量 的4A MS 加入），有水存在下直接氧化 成酸。 3 必须缓慢滴加TPAP并保持足够的低温 以避免反应发生爆炸。
1.醇类的氧化

Dess-Martin 氧化
OH R1 R2 OH R2 DMP R1 O R2 AcO OAc I OAc O O R2 DMP
1
2


1 常用来氧化苄基和烯丙基醇 2 反应在室温下进行，需要大量的（>10 eq） 的MnO2使反应进行完全。
1.醇类的氧化

Corey 氧化
OH R1 R2 PCC/PDC, DCM Additives, rt R1 O R2 N H CrO3ClPCC PDC, DMF Additives, rt R1 OH R1 OH N H O Cr2O722 PDC
1.醇类的氧化

实例1：
O OH O OH DMSO, (COCl)2 DCM,-60℃, 45 min NEt3, 15min O O 1 OH OH 81% O O 2 j. org. chem. 1988,41, 2972-2979 OH OH OH O

空间位阻使得另外的的2'ROH很少被氧化
1.醇类的氧化

实例：
Bn H N O HO OH CO2H DMSO,(COCl)2, Et3N, DCM, -20oC
2
O
DMSO, SO3.Py Et3N, rt, 1h
Bn O
H N
O
O Cl
CO2H
3

实例2中低温和bulky base 能降低差向异构化，实例3 中 苄醇和烯丙醇在较高的温度下反应生成Cl取代产物