斯文氧化反应

✍ dations ◷ 2025-07-20 11:30:24 #有机氧化还原反应,人名反应

斯文氧化反应(Swern氧化反应),现代有机合成常用反应,由美国化学家Daniel Swern发现。反应利用二甲基亚砜(DMSO)做氧化剂和有机碱(如三乙胺)在低温下与草酰氯协同作用将一级醇或二级醇氧化成醛或酮的反应。 这个反应的条件温和对于底物的官能团耐受性好,适用范围广泛,是有机合成中一个不依靠含金属氧化剂的氧化反应。

1976年, D.Swern以及同事发现了当二甲亚砜和三氟乙酸酐在低温处理以后和一级醇或者二级醇反应能形成一种中间体, 而其继续和三乙胺处理以后能得到相应高收率的醛酮。 后来1978年,又报道了用草酰氯能代替三氟乙酸酐更高效的进行反应。

斯文氧化反应的第一步是低温下,二甲基亚砜(1a)共振形成(1b)并与草酰氯(2)的亲核加成,生成第一个中间体(3)。此中间体迅速的分解为CO2和CO,并生成氯化二甲基氯代锍盐(4)。

当加入醇以后,锍盐(4)与加入的醇(5)反应生成关键的烷氧基锍离子中间体(6)。在加入了两当量的碱后,发生去质子作用生成硫叶立德(7)。通过一个五元环的过渡态,硫叶立德(7)进一步分解为二甲基硫醚以及产物——酮(或醛)(8)。

使用草酰氯作为脱水试剂时为了减少副反应,反应温度必须得低于-60℃,如果使用三氟乙酸酐替换草酰氯,则反应温度允许在-30℃而不产生副产物。某些用来活化DMSO来引发反应的关键中间体(6)使用的是:碳二亚胺(Pfitzner–Moffatt氧化)和吡啶-硫三氧化二砷络合物(Parikh-Doering氧化)。反应中间体(4)还可以通过DMSO和N-氯代丁二酰亚胺制备(Corey-Kim氧化)。

使用三乙基胺可能会导致发生在新生成羰基α位的差向异构体,这时可以使用位阻更大的碱来减少这种副反应,例如N,N-二异丙基乙基胺(i-Pr2NEt, Hünig碱)。二环己基碳二亚胺 (DCC,Pfitzner-Moffat反应)、乙酸酐、三氧化硫-吡啶络合物 (SO3·py)亦可作为二甲亚砜的活化剂,其中三氧化硫-吡啶络合物的反应(Parikh-Doering反应)可在 0℃进行。

此反应的副产物为二甲基硫醚(Me2S)(带有在有机化学中著名的恶臭气味。人类的嗅腺能够分辨出浓度为十亿分之一的二甲基硫醚)、一氧化碳(CO)和二氧化碳(CO2),当使用三乙基胺的时候还会生成三乙胺盐酸盐(Et3NHCl)。其中,二甲基硫醚和一氧化碳均为挥发性物质,且有剧毒,因此,此反应的后处理是需要在通风橱里进行。二甲基硫醚也有强烈的令人不愉快的气味,可以将粗产品与过硫酸氢钾混合将其氧化为二甲基亚砜,消除这种臭味(但要注意在低温进行,防止醛被氧化)。

反应一般使用二氯甲烷做溶剂,如在反应体系中不使用溶剂,DMSO(二甲亚砜)与TFAA(三氟乙酸酐)或草酰氯会发生剧烈反应(爆炸!),故在进行该反应时必须非常注意安全问题。

反应温度选择:当使用TFAH(三氟乙酸酐)的时候反应中间体需在-30℃内反应,当使用草酰氯时,则需要降低至-60℃(而通常选择的是干冰丙酮浴即-78℃)

空间位阻:空阻影响对于斯文氧化反应影响非常小

在应用当中,斯文氧化反应能够针对一些酸敏感的底物,这些底物通常在其他的酸性氧化条件下会分解(比如Jones 氧化)。比如在Thompson & Heathcock的倍半萜烯合成当中,最后一步的Swern 氧化能够避免酸敏感的三元环连接的甲羟基发生副反应。

相关

  • 波兹南plac Kolegiacki 17 61-841 Poznań波兹南(波兰语:Poznań,官方全名:波兹南首府城市;拉丁语:Posnania;德语:Posen,中译为波森;意第绪语:פּױזן Poyzn、卡舒比语:Pòznóń)是波兰中
  • 卡尔·威廉·舍勒卡尔·威廉·席勒(瑞典语:Carl Wilhelm Scheele,1742年12月9日-1786年5月21日),瑞典属波美拉尼亚药剂师及化学家,倾力于纯粹科学的研究,以高超的实验技术发现了氧气和氯气。他从自然
  • 卢森堡公园卢森堡公园(法语:Jardin du Luxembourg)是一座处于巴黎第六区,拉丁区中央的公园,于1612年玛丽·德·美第奇的统治下建成。卢森堡公园面积为224,500平方米,如今是巴黎学生、游客聚
  • 住棚节住棚节(希伯来语:סוכות或סֻכּוֹת,音译为Succoth或Sukkos,意为棚)是圣经中规定的犹太教三大节期之一,庆祝时间是从每年秋季的希伯来历提斯利月15日(公历9、10月间)开始,持
  • 城市舞台台北市艺文推广处,是台北市政府文化局的附属机构。
  • 月球南极月球南极是科学家们特别感兴趣的地方,因为该区域处于永久阴影中,因此可能存在水冰。在月球二极中,南极可能更有趣,因为该区域的阴影区远大于北极。南极陨石坑坑底是月球上唯独阳
  • 血氧计血氧饱和仪(英语:Pulse Oximeter,简称:血氧仪),是一种主要为测量病人的血液中的脉搏氧饱和度的仪器。最初的一台血氧饱和仪由G.A. Millikan于20世纪40年代研发成功。自1980年代,美
  • 四帝共治四帝共治制(英语:Tetrarchy)是罗马皇帝戴克里先创立的一个治理模式。由于他看出罗马帝国过去两、三百年间世袭制度的缺点,整个国家积弱不振,甚至引发空前绝后的三世纪危机。于是
  • 有限理性限制理性(英语:Bounded rationality),又译为有限理性,系由赫伯特·亚历山大·西蒙(Herbert Alexander Simon)所提出,是基于生理学及心理学层面的思考,对于传统经济学理论所提出的修正
  • 变速器变速器(德语:Getriebe;英语:Transmission),在车辆特别是汽车常称为“变速器”、“排挡”或“波箱”,马来西亚称为“牙箱”;在工业机械常称为“变速机”,是进行机械动力转换的机械或液