Organik sentezde DMSO'nun "oksidan" olarak uygulanması!
Oksidasyon süreciDimetil Sülfoksit (DMSO) Reaktif SınıfıKlasik d"elektrofilik aktivasyon-nükleofilik katılma-eliminasyon yolunu izler: İlk olarak, elektrofilik reaktifler (oksalil klorür, DCC, kükürt trioksit-piridin kompleksi gibi) dimetil sülfoksit DMSO'nun kükürt-oksijen çift bağına bağlanır, oksijen atomunu aktive ederek ayrılmasını kolaylaştırır ve temel ara madde olan sülfonyum katyonunu oluşturur. Daha sonra, substrat (alkol hidroksil grubu veya halojenli hidrokarbon gibi) kükürt atomuna saldırarak bir alkoksisülfonyum iyonu oluşturur. Son olarak, bazın etkisi altında deprotonasyon meydana gelerek bir kükürt ilit ara maddesi oluşturur ve bu ara madde beş üyeli bir halka geçiş durumundan dimetil sülfür salar ve substrat aldehitler ve ketonlar gibi karbonil bileşiklerine oksitlenir.
Bu işlem, geleneksel oksidanların (Cr⁶+, MnO₂ gibi) güçlü aşındırıcılığından kaçınır ve hassas fonksiyonel gruplar için yumuşak bir reaksiyon ortamı sağlar. Swern oksidasyonu, Kornblum oksidasyonu, Parikh-Doering oksidasyonu, Pfitzner-Moffatt oksidasyonu vb. gibi alkollerin, halojenürlerin ve ağır bağların oksidasyon reaksiyonlarına olanak tanır. Bu reaksiyonlar, aşağıdakilerin kullanımından büyük ölçüde faydalanır:Organik Oksidasyon Reaksiyonları için DMSOkarmaşık organik substratlar için daha iyi seçicilik ve uyumluluk sunar.
1. Swern Oksidasyonu
Düşük sıcaklık oksidasyon sistemi (Dimetil Sülfoksit (DMSO) Reaktif SınıfıDaniel Swern ve meslektaşları tarafından 1978 yılında geliştirilen /oksalil klorür/trietilamin) hassas substratların koruyucusu olarak adlandırılabilir.
Reaksiyon genellikle -78°C'de gerçekleştirilir. Önce dimetil sülfoksit DMSO, oksalil klorür ile reaksiyona girerek dimetil klorosülfonyum klorür oluşturur ve ardından alkol ile reaksiyona girerek alkoksisülfonyum iyonları oluşturur. Alkali işlemden sonra sülfonyum ilit ayrışarak aldehit ve ketonlar oluşturur. Bu reaksiyonun avantajı, koşulların ılımlı olması ve peroksit oluşumunun önlenebilmesidir. Özellikle aside veya ısıya duyarlı gruplar içeren alkollerin oksidasyonu, örneğin doğal ürün sentezinde kompleks siklik alkollerin dönüşümü için uygundur.
2. Pfitzner-Moffatt Oksidasyonu
1963 yılında Moffatt ve öğrencisi Pfitzner,İlaç Sınıfı DMSO Çözücü/DCC kombinasyonu, zayıf asidik koşullar altında alkollerin oksidasyonu için kullanılabilir. Reaksiyon yolu şu şekildedir: İlk olarak, protonlanmış DCC, dimetil sülfoksit DMSO'yu aktive ederek aktif bir ara ürün oluşturur; ikinci olarak, ara ürün alkolle reaksiyona girerek bir alkoksisülfonyum ilid oluşturur ve son olarak yan ürün olarak N,N-disikloheksilüre (DCU) açığa çıkarır.
Reaksiyon koşulları ılımlı olup hassas alkol substratları için uygundur. Yüksek verim, basit çalışma, düşük maliyet ve çoğu fonksiyonel grupla uyumluluk özelliklerine sahiptir. Ancak, korumasız üçüncül alkoller eliminasyona eğilimlidir. Bir diğer dezavantajı ise yan ürün olan dialkil üre ve fazla DCC'nin tamamen uzaklaştırılmasının zor olmasıdır.
İpuçları | DCC reaksiyonu sonucu oluşan yan ürün olan disiklohekzil üre (DCU) nasıl uzaklaştırılır?
3. Albright-Goldman Oksidasyonu
Oksitleyici alkollerin susuz asetik asit (asetik anhidrit) ile aldehitler ve ketonlara reaksiyonu veDimetil Sülfoksit (DMSO) Reaktif SınıfıAktivatör olarak kullanımı ilk kez 1965 yılında Albright ve Goldman tarafından sistematik olarak ortaya atılmıştır. Asetik anhidritin zayıf aktivasyon kabiliyeti nedeniyle reaksiyon süresi genellikle uzundur.
Bu reaksiyonun avantajı, oda sıcaklığında gerçekleştirilebilmesi ve özellikle büyük sterik engele sahip alkollerin oksidasyonu için son işlem kolaylığı sağlamasıdır. Dezavantajı ise, küçük sterik engele sahip hidroksil grupları için asetilasyon ve metiltiyometil eter oluşumunun yan reaksiyonlar olarak meydana gelebilmesidir.
4. Parikh-Doering Oksidasyonu
Birincil ve ikincil alkollerin karşılık gelen aldehitlere ve ketonlara dönüştürülmesi reaksiyonuOrganik Oksidasyon Reaksiyonları için DMSO, aktivatör olarak katı kükürt trioksit-piridin kompleksi ve baz olarak trietilamin ilk olarak 1967 yılında Parikh ve Doering tarafından bildirilmiştir.
Reaksiyon yolu: İlk olarak, 0°C veya oda sıcaklığında dimetil sülfoksit (DMSO) ve kükürt trioksit eklenir; ardından alkol tarafından saldırıya uğrayarak önemli bir alkoksisülfonyum iyon ara ürünü oluşturur. Daha sonra ara ürün, baz tarafından deprotonlanarak karşılık gelen kükürt ilit elde edilir. Bu kükürt ilit, beş üyeli bir halka geçiş durumundan geçerek dimetil sülfür açığa çıkarır ve aldehitler ve ketonlar elde edilir.