Penerapan DMSO sebagai "oksidan" dalam sintesis organik!
Proses oksidasiDimetil Sulfoksida (DMSO) Tingkat ReagenProses ini mengikuti jalur klasik aktivasi elektrofilik–adisi nukleofilik–eliminasi: Pertama, reagen elektrofilik (seperti oksalil klorida, DCC, kompleks sulfur trioksida-piridin) berikatan dengan ikatan rangkap sulfur-oksigen dari dimetil sulfoksida (DMSO), mengaktifkan atom oksigen agar lebih mudah lepas, dan menghasilkan kation sulfonium sebagai zat antara kunci. Selanjutnya, substrat (seperti gugus hidroksil alkohol atau hidrokarbon terhalogenasi) menyerang atom sulfur untuk membentuk ion alkoksisulfonium. Akhirnya, deprotonasi terjadi di bawah pengaruh basa untuk menghasilkan zat antara sulfur ylida, yang melepaskan dimetil sulfida melalui keadaan transisi cincin beranggota lima, dan substrat dioksidasi menjadi senyawa karbonil seperti aldehida dan keton.
Proses ini menghindari sifat korosif yang kuat dari oksidan tradisional (seperti Cr⁶+, MnO₂) dan menyediakan lingkungan reaksi yang lembut untuk gugus fungsional yang sensitif. Proses ini memungkinkan reaksi oksidasi alkohol, halida, dan ikatan berat, seperti oksidasi Swern, oksidasi Kornblum, oksidasi Parikh-Doering, oksidasi Pfitzner–Moffatt, dll. Reaksi-reaksi ini sangat diuntungkan dengan penggunaanDMSOuntuk Reaksi Oksidasi Organik, menawarkan selektivitas dan kompatibilitas yang lebih baik untuk substrat organik kompleks.
1. Oksidasi Swern
Sistem oksidasi suhu rendah (Dimetil Sulfoksida (DMSO) Reagen Grade/oksalil klorida/trietilamina) yang dikembangkan oleh Daniel Swern dan rekan-rekannya pada tahun 1978 dapat disebut sebagai pelindung substrat yang sensitif.
Reaksi ini biasanya dilakukan pada suhu -78°C. Pertama, dimetil sulfoksida (DMSO) bereaksi dengan oksalil klorida membentuk dimetil klorosulfonium klorida, yang kemudian bereaksi dengan alkohol membentuk ion alkoksisulfonium. Setelah perlakuan alkali, sulfonium ylida terurai menghasilkan aldehida dan keton. Keuntungan dari reaksi ini adalah kondisinya ringan dan pembentukan peroksida dapat dihindari. Reaksi ini sangat cocok untuk oksidasi alkohol yang mengandung gugus sensitif asam atau sensitif panas, seperti transformasi alkohol siklik kompleks dalam sintesis produk alami.
2. Oksidasi Pfitzner – Moffatt
Pada tahun 1963, Moffatt dan muridnya Pfitzner menemukan bahwa kombinasi Pelarut DMSO Kelas Farmasi/DCC dapat digunakan untuk oksidasi alkohol dalam kondisi asam lemah. Alur reaksinya adalah sebagai berikut: Pertama, DCC yang terprotonasi mengaktifkan dimetil sulfoksida DMSO untuk menghasilkan zat perantara aktif; kedua, zat perantara bereaksi dengan alkohol untuk membentuk alkoksisulfonium ylida, dan akhirnya melepaskan N,N-dicyclohexylurea (DCU) sebagai produk samping.
Kondisi reaksinya ringan dan cocok untuk substrat alkohol yang sensitif. Reaksi ini memiliki karakteristik hasil tinggi, pengoperasian sederhana, biaya rendah, dan kompatibilitas dengan sebagian besar gugus fungsional. Namun, alkohol tersier yang tidak terlindungi rentan terhadap eliminasi. Kerugian lainnya adalah produk sampingan dialkil urea dan kelebihan DCC sulit dihilangkan sepenuhnya.
Tips | Bagaimana cara menghilangkan produk sampingan dicyclohexyl urea (DCU) yang dihasilkan dari reaksi DCC?
3. Oksidasi Albright–Goldman
Reaksi oksidasi alkohol menjadi aldehida dan keton dengan asam asetat anhidrat (anhidrida asetat) dan Dimetil Sulfoksida (DMSO) Reagen Grade sebagai aktivator pertama kali diperkenalkan secara sistematis oleh Albright dan Goldman pada tahun 1965. Karena kemampuan aktivasi anhidrida asetat yang lemah, waktu reaksi umumnya lama.
Keuntungan dari reaksi ini adalah dapat dilakukan pada suhu ruang dan mudah diproses lebih lanjut, terutama untuk oksidasi alkohol dengan halangan sterik yang besar. Kerugiannya adalah bahwa untuk gugus hidroksil dengan halangan sterik yang kecil, asetilasi dan pembentukan metiltiometil eter dapat terjadi sebagai reaksi samping.
4. Oksidasi Parikh–Doering
Reaksi pengubahan alkohol primer dan sekunder menjadi aldehida dan keton yang sesuai menggunakanDMSOUntuk reaksi oksidasi organik, kompleks sulfur trioksida-piridin padat sebagai aktivator, dan trietilamina sebagai basa pertama kali dilaporkan oleh Parikh dan Doering pada tahun 1967.
Alur reaksi: Pertama, dimetil sulfoksida (DMSO) dan sulfur trioksida ditambahkan pada suhu 0°C atau suhu ruang; kemudian diserang oleh alkohol untuk membentuk intermediat ion alkoksisulfonium kunci. Intermediat tersebut kemudian dideprotonasi oleh basa untuk mendapatkan ylida sulfur yang sesuai, yang melewati keadaan transisi cincin beranggota lima dan melepaskan dimetil sulfida, menghasilkan aldehida dan keton.