斯文氧化反应

✍ dations ◷ 2025-11-22 00:14:59 #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

  • 通用规范汉字表陶文 ‧ 甲骨文 ‧ 金文 ‧ 古文 ‧ 石鼓文籀文 ‧ 鸟虫书 ‧ 篆书(大篆 ‧  小篆)隶书 ‧ 楷书 ‧ 行书 ‧ 草书漆书 ‧  书法 ‧ 飞白书笔画 ‧ 
  • β-羟丁酸β-羟基丁酸(β-hydroxybutyrate),又称3-羟基丁酸,化学式: CH3CH(OH)CH2CO2H,是一种羟基酸。β-羟基丁酸具手性,有两种对映异构物:D-3-羟基丁酸和L-3-羟基丁酸。此化合物在人体饥饿
  • 渤海渤海是中国的内海,也是西太平洋的一部分,渤海古称东海、北海。位于辽东半岛和胶东半岛之间,被辽宁省、河北省、天津市、山东省陆地环抱,仅东部以渤海海峡与黄海相通,南北长约556
  • 山蚁亚科蚁亚科(Formicinae),或称山蚁亚科,隶属于蚁科,可下分为约51属11族。山蚁亚科存在一些原始的特征,如茧、工蚁具有单眼,除了栖息在土中的物种,大部分物种小颚须、下唇须及触角节数减少
  • 十七年蝉周期蝉属(学名:Magicicada)是半翅目蝉科的一属,主要分布于北美,其生命周期为十三年或十七年,也被称为十七年蝉或十三年蝉。幼虫孵化后即钻入地下,一生绝大多数时间在地下度过,靠吸食
  • 前苏联国家苏联的加盟共和国(俄语:Сою́зные Респу́блики,转写:Soyúznye Respúbliki)是苏维埃社会主义共和国联盟的构成国,亦可视为苏联的一级行政区划。1991年苏联解体
  • 巴拉那河巴拉那河(西班牙语:Río Paraná;葡萄牙语:Rio Paraná)是南美洲第二大河,全长4880千米,流域面积260万平方千米。巴拉那河发源于巴西高原东南缘的曼蒂凯拉山脉北坡,主源为格兰德河,汇
  • 月经杯月经杯又称为月亮杯、月事杯,为由硅胶、乳胶或者热塑性塑料制成、可以置放在阴道内使用的经期用品,柔软、富有弹性。一般多为钟形,下方为短柄状(或者也有环状、球状柄)。钟形部分
  • 流感病毒核蛋白结构 / ECOD流感病毒核蛋白(Influenza virus nucleoprotein (NP))是包被流感病毒反义RNA的蛋白质。流感病毒核蛋白是决定流感病毒种间差异的主要因素之一。目前关于流感病毒核
  • 硬蛋白硬蛋白(英语:Scleroproteins,又称纤维状蛋白)是两种蛋白质主要分类其中的一种,另一种是球状蛋白质。角蛋白、胶原蛋白、弹性蛋白与丝心蛋白都是硬蛋白。这类蛋白质的作用包括了保