TEMPO的催化氧化反应——选择性的氧化伯醇到醛酮的反应机理,反应案例,反应经验

文摘   教育   2024-11-18 23:17   上海  

用TEMPO催化醇被氧化为相应的醛或酮是有机合成中,用途最广泛的官能团转换反应之一。


TEMPO(2.2,6.6-四甲基派啶氧化物) 

TEMPO是可以稳定存在的N氧自由基,现在有工业化商品供应,常用作ESR自由基俘获剂、自由基反应抑制剂和阻聚剂。TEMPO催化醇氧化反应,操作简单,氧化剂便宜易得,反应快,条件温和,而且表现出了接近定量的醛或酮选择性。


氧化机理

TEMPO可以经过单电子氧化过程转化为相应的氮羰基阳离子,这是一个具有很强氧化性的氧化剂,能够在温和的条件下将醇快速氧化为对应的醛或酮。 



1987年Andi发现使用NaBr作为助催化剂时。TEMPO能够非常快速地催化次氯酸盐对醇的氧化产物醛或酮的选择性非常高。


后来使用1mol%TEMPO、10mol %NaBr或者KBr和稍微过量的次氯酸钠溶液,用二氯甲烷作溶剂,pH=9的条件下,伯、仲醇会被选择性地氧化成相应的醛或者酮。

 TEMPO和做共氧化剂的次氯酸钠或PhI(OAc)2一起使用。体系中共存的仲醇不会被氧化,可以实现选择性氧化伯醇。


反应案例



往250mL的圆底烧瓶里加入乙腈(28 mL)、(Z)-3,7-dimethyl-2,6-octadien-1-ol (nerol) (5.70 mL, 32.5 mmol)、pH7.0缓冲水溶液(8 mL)、TEMPO (490 mg, 3.24 mmol)、二醋酸碘苯 PhI(OAc)2 (11.49 g, 35.71 mmol)。等原料消失为止保持0℃持续搅拌。用乙醚(100 mL)稀释后、再用硫代硫酸钠水溶液(2×50mL)洗涤。之后把水相用乙醚洗三次后(3×35mL)、把有机相用盐水涮洗(40mL)。放进无水硫酸钠干燥所得有机液体。过滤后、用蒸发器(35℃, 70 mmHg)浓缩。把得到的粗产品用柱层析(乙醚/己烷=1/9)分离后、得到油状目标产物(4.30-4.39 g, 収率87-89%)

 

在二相体系反应,能进行伯醇/仲醇的选择性氧化

AZADO的立体位阻比TEMPO要小并反应性高,AZADO可用于立体位阻大的醇化合物 。


反应经验

1:其他的了混合在一起,低温(0~10℃)滴加次氯酸钠溶液,次氯酸钠要定期检测,保持足够浓度,稀了氧化效果会差的。碱性氧化不行的话,可以试试酸性(乙酸少量)。

2:一般TEMPO氧化是非均相反应,首先加入溴化钠,然后加入少量水溶解溴化钠,然后加入TEMPO,然后加入有机溶剂(一般为DCM或者氯仿),然后滴家次氯酸钠和碳酸氢钠的缓冲溶液。TEMPO氧化首要的事温度在0~5℃,碳酸氢钠保证够,可以使用过饱和的溶液,伯醇氧化的话要注意监控,防止次氯酸钠过量导致氧化为酸.

参考文献:中图分类号:0621.25 1X20071+172709



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