Las oxidaciones de alcoholes a aldehídos a base de sulfonio resumen un grupo de reacciones orgánicas que transforman un alcohol primario en el aldehído correspondiente (y un alcohol secundario en la cetona correspondiente ). La oxidación selectiva de alcoholes a aldehídos requiere evitar la sobreoxidación al ácido carboxílico. Un enfoque popular son los métodos que proceden a través de especies de alcoxisulfonio intermedias ( RO-SMe+
2X- , por ejemplo, compuesto 6 ) como se detalla aquí. Dado que la mayoría de estos métodos emplean dimetilsulfóxido (DMSO) como oxidante y generan dimetilsulfuro , estos a menudo se resumen coloquialmente como oxidaciones de DMSO. Conceptualmente, la generación de un aldehído y sulfuro de dimetilo a partir de un alcohol y DMSO requiere un agente deshidratante para eliminar el H 2 O, idealmente un electrófilo que active simultáneamente el DMSO. En contraste, los métodos que generan el intermedio de sulfonio a partir de dimetilsulfuro no requieren un agente deshidratante. Estrechamente relacionadas están las oxidaciones mediadas por selenóxido de dimetilo y seleniuro de dimetilo. [1]
En comparaciones, los métodos basados en sulfonio son populares porque las reacciones son eficientes (altos rendimientos, comparativamente rápido, sin sobreoxidación, pocas reacciones secundarias, resultados reproducibles), las condiciones de reacción son suaves (baja temperatura, sin ácidos o bases fuertes), las reacciones son operacionalmente simples (no se necesitan equipos especializados o reactivos poco comunes y / o costosos, subproductos a menudo fácilmente separados, tolerantes al oxígeno y la humedad) y generalmente evitan materiales de partida altamente tóxicos y eliminación de desechos tóxicos. Sin embargo, las reacciones no son demasiado populares entre muchos estudiantes de química en el laboratorio, ya que el subproducto común dimetilsulfuro es un olor fuerte, que recuerda a los huevos incrustados, que requiere una campana extractora bien ventilada. Otros inconvenientes pueden incluir exceso de base, manipulación del agente deshidratante, elección limitada de disolvente o reacciones secundarias a temperatura elevada, por ejemplo, reordenamiento de Pummerer o eliminación del intermedio de sulfonio al reactivo H 2 C = (S +) - CH 3 -especie que formar metiltiometil éteres con alcoholes. En consecuencia, esto significa que la actividad de oxidación no puede ajustarse a voluntad aumentando la temperatura de reacción, por ejemplo, para forzar la oxidación de un alcohol no reactivo.
Alternativas comunes a estos métodos basados en sulfonio son oxidaciones con
- yodo hipervalente (por ejemplo, Dess-Martin , IBX ),
- reactivos de cromo (por ejemplo , PCC , Collins ),
- óxidos de rutenio (por ejemplo, TPAP ),
- especies de oxoamonio (por ejemplo, TEMPO ),
- transferencia de hidrogenación o transferencia de hidruro (por ejemplo, Oppenauer ) y
- MnO 2 , BaMnO 4 , DDQ para alcoholes alílicos.
Categorías
Las oxidaciones de sulfonio se pueden clasificar en dos grupos: Los métodos descubiertos más temprano se basan en alcoholes activados como tosilatos de alquilo ( Kornblum ) [2] o cloroformiatos de alquilo (de reacción de alcoholes con fosgeno: Barton-Kornblum) [3] que reaccionan como electrófilos cuando tratados con DMSO, liberando un grupo saliente oxigenado (por ejemplo, OTs- ). Sin embargo, el paso adicional para la preactivación del alcohol y algunas veces las duras condiciones de reacción para el desplazamiento nucleófilo resultaron menos convenientes. Por tanto, posteriormente se han desarrollado métodos que generan sulfóxidos activados. A continuación se muestra el sulfóxido activado generado durante la oxidación de Swern 4 que reacciona con un alcohol secundario 5 para formar la especie 6 de alcoxisulfonio .
Estos sulfóxidos activados reaccionan como electrófilos cuando se tratan con un alcohol, expulsando un grupo saliente que podría funcionar simultáneamente como contraión de las especies de alcoxisulfonio ( RO-SMe+
2) generado. Tras la desprotonación, generalmente asistida por una base suave como la trietilamina, la especie de alcoxisulfonio se descompone, produciendo el aldehído y el dimetilsulfuro. La última colección contiene oxidaciones populares como
y también incluye Albright-Goldman , Albright-Onodera (DMSO / P 2 O 5 ), TFAA / DMSO (Swern) y Me 2 S / Cl 2 . Recientemente, se ha propuesto SO 2 F 2 para generar el sulfóxido activado a partir de DMSO. [4]
Ver también
Referencias
- ^ Tidwell, TT (1990). "Oxidación de alcoholes a compuestos de carbonilo mediante iluros de alcoxisulfonio: las oxidaciones de Moffatt, Swern y afines, doi: 10.1002 / 0471264180.or039.03". Reacciones orgánicas : 297–555. doi : 10.1002 / 0471264180. o039.03 .
- ^ Kornblum, N .; Jones, WJ; Anderson, GJ (1959). "Un nuevo y selectivo método de oxidación. La conversión de haluros de alquilo y tosilatos de alquilo en aldehídos". Mermelada. Chem. Soc. 81 (15): 4113–4114. doi : 10.1021 / ja01524a080 .
- ^ Barton, DHR; Garner, BJ; Whightman, RH (1964). "Un nuevo procedimiento para la oxidación de alcoholes". J. Chem. Soc. : 1855–1857. doi : 10.1039 / JR9640001847 .
- ^ Zha, G.-F .; Fang, W.-Y .; Leng, J .; Qin, H.-L. (2019). "Una oxidación simple, suave y general de alcoholes a aldehídos o cetonas por SO 2 F 2 / K 2 CO 2 usando DMSO como solvente y oxidante". Adv. Synth. Catal. 361 (10): 2262–2267. doi : 10.1002 / adsc.201900104 .