¡Aplicación del DMSO como “oxidante” en síntesis orgánica!
El proceso de oxidación deGrado reactivo de dimetilsulfóxido (DMSO)sigue el camino clásico de "activación electrofílica-adición nucleófila-eliminación": Primero, los reactivos electrofílicos (como cloruro de oxalilo, DCC, complejo de trióxido de azufre-piridina) se unen al doble enlace azufre-oxígeno del dimetilsulfóxido DMSO, activan el átomo de oxígeno para facilitar su salida y generan el catión sulfonio intermedio clave. Posteriormente, el sustrato (como el grupo hidroxilo del alcohol o el hidrocarburo halogenado) ataca al átomo de azufre para formar un ion alcoxisulfonio. Finalmente, la desprotonación ocurre bajo la acción de la base para generar un intermedio de iluro de azufre, que libera sulfuro de dimetilo a través de un estado de transición de anillo de cinco miembros, y el sustrato se oxida a compuestos carbonílicos como aldehídos y cetonas.
Este proceso evita la fuerte corrosividad de los oxidantes tradicionales (como Cr⁶+, MnO₂) y proporciona un entorno de reacción suave para grupos funcionales sensibles. Permite reacciones de oxidación de alcoholes, haluros y enlaces pesados, como la oxidación de Swern, la oxidación de Kornblum, la oxidación de Parikh-Doering, la oxidación de Pfitzner-Moffatt, etc. Estas reacciones se benefician enormemente del uso deDMSO para reacciones de oxidación orgánica, ofreciendo mejor selectividad y compatibilidad para sustratos orgánicos complejos.
1. Oxidación de Swern
El sistema de oxidación a baja temperatura (Grado reactivo de dimetilsulfóxido (DMSO)El cloruro de /oxalilo/trietilamina) desarrollado por Daniel Swern y sus colegas en 1978 puede considerarse el "guardiánddhhh de los sustratos sensibles.
La reacción se lleva a cabo habitualmente a -78 °C. Primero, el dimetilsulfóxido DMSO reacciona con cloruro de oxalilo para formar cloruro de dimetilclorosulfonio, que a su vez reacciona con alcohol para formar iones alcoxisulfonio. Tras el tratamiento alcalino, el iluro de sulfonio se descompone para producir aldehídos y cetonas. La ventaja de esta reacción es que las condiciones son suaves y se puede evitar la formación de peróxidos. Es especialmente adecuada para la oxidación de alcoholes que contienen grupos sensibles al ácido o al calor, como la transformación de alcoholes cíclicos complejos en la síntesis de productos naturales.
2. Oxidación Pfitzner-Moffatt
En 1963, Moffatt y su estudiante Pfitzner descubrieron que laDisolvente DMSO de grado farmacéuticoLa combinación DCC puede utilizarse para la oxidación de alcoholes en condiciones de acidez débil. La vía de reacción es la siguiente: primero, el DCC protonado activa el dimetilsulfóxido DMSO para generar un intermedio activo; segundo, el intermedio reacciona con el alcohol para formar un iluro de alcoxisulfonio y, finalmente, libera N,N-diciclohexilurea (DCU) como subproducto.
Las condiciones de reacción son suaves y adecuadas para sustratos alcohólicos sensibles. Se caracteriza por su alto rendimiento, operación sencilla, bajo costo y compatibilidad con la mayoría de los grupos funcionales. Sin embargo, los alcoholes terciarios sin protección son propensos a la eliminación. Otra desventaja es la dificultad para eliminar por completo el subproducto dialquilurea y el exceso de DCC.
Consejos | ¿Cómo eliminar el subproducto diciclohexil urea (DCU) generado por la reacción del DCC?
3. Oxidación de Albright-Goldman
La reacción de los alcoholes oxidantes a aldehídos y cetonas con ácido acético anhidro (anhídrido acético) yGrado reactivo de dimetilsulfóxido (DMSO)Los activadores fueron introducidos sistemáticamente por primera vez por Albright y Goldman en 1965. Debido a la débil capacidad de activación del anhídrido acético, el tiempo de reacción es generalmente largo.
La ventaja de esta reacción es que puede llevarse a cabo a temperatura ambiente y es fácil de posprocesar, especialmente para la oxidación de alcoholes con alto impedimento estérico. La desventaja es que, para grupos hidroxilo con bajo impedimento estérico, pueden producirse acetilación y formación de metiltiometil éter como reacciones secundarias.
4. Oxidación de Parikh-Doering
La reacción de conversión de alcoholes primarios y secundarios en los aldehídos y cetonas correspondientes utilizandoDMSO para reacciones de oxidación orgánicaEl complejo sólido de trióxido de azufre-piridina como activador y trietilamina como base fue informado por primera vez por Parikh y Doering en 1967.
Vía de reacción: Primero, se añaden dimetilsulfóxido DMSO y trióxido de azufre a 0 °C o temperatura ambiente; a continuación, se ataca con alcohol para formar un intermedio clave, el ion alcoxisulfonio. Posteriormente, la base desprotona el intermedio para obtener el iluro de azufre correspondiente, que pasa por un estado de transición de anillo de cinco miembros y libera sulfuro de dimetilo, produciendo aldehídos y cetonas.