Aplikasi DMSO sebagai "oksidan" dalam sintesis organik!

Proses oksidasiReagen Dimetil Sulfoksida (DMSO) Kelasmengikuti jalur klasik aktivasi elektrofilik–adisi nukleofilik–eliminasi: Pertama, reagen elektrofilik (seperti oksalil klorida, DCC, kompleks sulfur trioksida-piridina) mengikat ikatan rangkap sulfur-oksigen pada dimetil sulfoksida DMSO, mengaktifkan atom oksigen agar lebih mudah dilepaskan, dan menghasilkan kation sulfonium, zat antara kunci. Selanjutnya, substrat (seperti gugus hidroksil alkohol atau hidrokarbon terhalogenasi) menyerang atom sulfur untuk membentuk ion alkoksisulfonium. Akhirnya, deprotonasi terjadi di bawah aksi basa untuk menghasilkan zat antara sulfur ilida, yang melepaskan dimetil sulfida melalui keadaan transisi cincin beranggota lima, dan substrat dioksidasi menjadi senyawa karbonil seperti aldehida dan keton.

Proses ini menghindari korosifitas oksidan tradisional yang kuat (seperti Cr⁶+, MnO₂) dan menyediakan lingkungan reaksi yang ringan untuk gugus fungsi 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 penggunaanDMSO untuk Reaksi Oksidasi Organik, menawarkan selektivitas dan kompatibilitas yang lebih baik untuk substrat organik yang kompleks.

1. Oksidasi Swern

Sistem oksidasi suhu rendah (Reagen Dimetil Sulfoksida (DMSO) Kelas/oxalyl chloride/triethylamine) yang dikembangkan oleh Daniel Swern dan koleganya pada tahun 1978 dapat disebut sebagai "guardian" substrat sensitif.

Reaksi ini biasanya berlangsung 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 ilida terurai menghasilkan aldehida dan keton. Keuntungan reaksi ini adalah kondisinya yang ringan dan pembentukan peroksida dapat dihindari. Reaksi ini sangat cocok untuk oksidasi alkohol yang mengandung gugus yang sensitif terhadap asam atau panas, seperti transformasi alkohol siklik kompleks dalam sintesis produk alami.

2. Oksidasi Pfitzner – Moffatt

Pada tahun 1963, Moffatt dan muridnya Pfitzner menemukan bahwaPelarut DMSO Kelas FarmasiKombinasi DCC dapat digunakan untuk oksidasi alkohol dalam kondisi asam lemah. Jalur reaksinya adalah sebagai berikut: Pertama, DCC terprotonasi mengaktifkan dimetil sulfoksida DMSO untuk menghasilkan zat antara yang aktif; kedua, zat antara tersebut bereaksi dengan alkohol membentuk alkoksisulfonium ilida, dan akhirnya melepaskan N,N-disikloheksilurea (DCU) sebagai produk sampingan.

Kondisi reaksinya ringan dan cocok untuk substrat alkohol yang sensitif. Karakteristiknya meliputi rendemen tinggi, pengoperasian sederhana, biaya rendah, dan kompatibilitas dengan sebagian besar gugus fungsi. 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 disikloheksil urea (DCU) yang dihasilkan oleh reaksi DCC?

3. Oksidasi Albright–Goldman

Reaksi pengoksidasi alkohol menjadi aldehida dan keton dengan asam asetat anhidrat (anhidrida asetat) danReagen Dimetil Sulfoksida (DMSO) Kelassebagai aktivator pertama kali diperkenalkan secara sistematis oleh Albright dan Goldman pada tahun 1965. Karena kemampuan aktivasi anhidrida asetat lemah, waktu reaksinya umumnya lama.

Keuntungan reaksi ini adalah dapat dilakukan pada suhu ruang dan mudah diproses pasca-oksidasi, terutama untuk oksidasi alkohol dengan hambatan sterik yang tinggi. Kerugiannya adalah untuk gugus hidroksil dengan hambatan sterik yang rendah, asetilasi dan pembentukan metiltiometil eter dapat terjadi sebagai reaksi samping.

4. Oksidasi Parikh–Doering

Reaksi konversi alkohol primer dan sekunder menjadi aldehida dan keton yang sesuai menggunakanDMSO untuk Reaksi Oksidasi Organik, kompleks sulfur trioksida-piridina padat sebagai aktivator, dan trietilamina sebagai basa pertama kali dilaporkan oleh Parikh dan Doering pada tahun 1967.

Jalur reaksi: Pertama, dimetil sulfoksida (DMSO) dan sulfur trioksida ditambahkan pada suhu 0°C atau suhu ruang; kemudian bereaksi dengan alkohol untuk membentuk zat antara ion alkoksisulfonium yang penting. Zat antara tersebut kemudian dideprotonasi oleh basa untuk menghasilkan sulfur ilida yang sesuai, yang melewati keadaan transisi cincin beranggota lima dan melepaskan dimetil sulfida, menghasilkan aldehida dan keton.