DMSO Oxidation

Dimethyl Sulfoxide Oxidations

Dimethyl sulfoxide-based oxidation of primary alcohols to aldehydes or secondary alcohols to ketones is a mild method that does not depend upon heavy metal oxidants. Here is a brief, chronological history of the procedure.

Index:

Swern Oxidation (trifluoroacetic anhydride)
Swern Oxidation (oxalyl chloride)

Kornblum Oxidation: (1959)一次トシル酸塩を150oで加熱して、Nahco3の存在下でジメチルスルホキシド(DMSO)の酸素によるSN2変位を引き起こす。当時受け入れられていたメカニズムは、示されているようにE2除去でした。ジメチルスルフィド（DMS）は、反応の還元生成物である。この仕事は銀のtosylateとのよう化アルキルからのtosylateを形作りました。おそらく、トシル酸塩は、より直接的な経路であるアルコールから調製することができる。この手順の欠点は、接触時間がわずか数分であるが、温度が上昇することである。本質的な問題は、スルフェン酸塩を生成する方法を見つけることである。

Barton Modification:(1964)Bartonらは、クロロギ酸アルキルをDMSOでCO2を損失させて処理することにより、スルフェン酸塩を生成することができた。トリエチルアミンの添加は酸化生成物を生成する。この手順は、Kornblum手順の過酷な条件を改善しました。さらに、クロロギ酸塩は、過剰のホスゲンで酸化されるアルコールを処理することによって容易に入手可能である。

モファット-プフィッツナー酸化: (1963)ジメチルスルホキシド系酸化のこの変異体はSyntexで開発された。活性化剤は、ジメチルスルホキシドによって攻撃されるジシクロヘキシルカルボジイミド（1、DCC）のプロトン化によって調製される。中間体2は、硫黄原子上のアルコール酸素の添加を容易にするために再びプロトン化される。安定なジシクロヘキシル尿素4は、スルフェン酸塩3とともに形成される。本種は二水素りん酸アニオンの影響下でカルボニル化合物に崩壊する。リン酸がこの反作用のための有効な酸の触媒であるが、硫酸、塩化水素およびトリフルオロ酢酸はありません。しかし、ピリジニウムトリフルオロ酢酸は有効な触媒である。酸の共役塩基は、反応の最後のステップをもたらすのに十分な塩基性であることが重要である。

Torrsell Mechanism:(1966)スウェーデンの化学者Torrsellは、これらのDMSOベースの酸化のメカニズムが分子間β-脱離を介して進行しないことを示した。除去は分子内プロセスである。Ｓｕｌｆｆｅｎａｔｅ塩５は、Ｍｏｆｆａｔｔ−Ｐｆｉｔｚｎｅｒ法（上記参照）によって調製した。コルンブラム機構を適用すると、得られた硫化ジメチルには重水素がないであろう（実験1）。しかし、ジメチルスルフィド-d1(7)が得られた。この結果は、ylid6を形成する硫黄に結合したメチル基を脱プロトン化する塩基と一致している。 Ylidは分子内脱プロトン化によって分解し、観察された生成物を生成する。

この機構を裏付けるために、重水素をＤＭＳＯ−ｄ６としてＤＭＳＯに組み込んだ。したがって、反応は、ジメチルスルフィド-d5（12）および非重水素化アルデヒド11（実験2）を生成した。

Parikh-Doering酸化:(1967)この酸化は、ジメチルスルホキシドの活性化剤としてピリジン三酸化硫黄錯体(13)を利用する。硫酸塩は、中間体14におけるアルコールによる変位（一次または二次）における脱離基である。スルフェネート15は分子内機構（vide supra）によって分解され、アルデヒドまたはケトンが得られる。

コーリー＝キム: (1972)この手順では、硫化ジメチルをN-chlorosuccinimide(16)で活性化（酸化）して試薬17を提供する。この種とアルコールとの反応では、スクシニミジル基は脱離基として機能する。通常のスルフェン酸中間体18は、トリエチルアミンの添加時に分子内機構によって崩壊する。

Swern酸化:(1976)この初期のSwern酸化は、ジメチルスルホキシドを活性化するために-50ocでトリフルオロ酢酸無水物(20)を採用しています。アルコールを中間体２１に添加すると、所望のスルフェン酸塩２２が得られる。ケトンまたはアルデヒドは、トリエチルアミンで通常の方法で生成される。

ＳｗｅｒｎＯｘｉｄａｔｉｏｎ：（１９７８）この後のＳｗｅｒｎ手順は、硫化ジメチルおよび塩素を使用せずに試薬２４を製造するための便利な方法である。塩24と同じ酸化レベルにあるジメチルスルホキシドは、塩化オキサリル（23）と反応して一酸化炭素、二酸化炭素および試薬24を遊離する。一次アルコールまたは二次アルコールの添加に続いて、トリエチルアミンによるスルフェン酸25の脱プロトン化は、それぞれ所望のアルデヒドまたはケトンにつながる。