Oksidasi Swern

Oksidasi Swern
Dinamai berdasarkan Daniel Swern
Jenis reaksi Reaksi redoks organik
Pengenal
Portal Organic Chemistry swern-oxidation
ID ontologi RSC RXNO:0000154
 N(what is this?)  (verify)

Oksidasi Swern, dinamai dari Daniel Swern, adalah suatu reaksi kimia di mana alkohol primer atau sekunder teroksidasi menjadi suatu aldehida atau keton menggunakan oksalil klorida, dimetil sulfoksida (DMSO) dan basa organik, seperti trietilamina.[1][2][3] Reaksi ini dikenal dengan karakternya yang ringan dan toleransi yang luas pada gugus fungsional.[4][5][6][7]

Skema oksidasi Swern.
Skema oksidasi Swern.

Produk samping reaksi ini adalah dimetil sulfida (Me2S), karbon monoksida (CO), karbon dioksida (CO2) dan — ketika trietilamina digunakan sebagai basa — trietilamonium klorida (Et3NHCl). Dua dari produk samping tersebut, dimetil sulfida dan karbon monoksida, adalah senyawa volatil yang sangat beracun, sehingga reaksi dan pengerjaan perlu dilakukan dalam lemari asam.[8][9][10]

Mekanisme

Tahapan pertama pada reaksi oksidasi Swern adalah reaksi dimetil sulfoksida (DMSO) pada suhu rendah, 1a, secara formal sebagai kontributor dalam resonansi 1b, dengan oksalil klorida, 2. Zat antara pertama, 3, secara cepat terurai menghasilkan CO2 dan CO dan memproduksi kloro(dimetil)sulfonium klorida, 4.

Pembentukan Dimetilklorosulfonium klorida.
Pembentukan Dimetilklorosulfonium klorida.

Setelah penambahan alkohol 5, kloro(dimetil)sulfonium klorida 4 bereaksi dengan alkohol untuk memberi ion intermediet penting alkoksisulfonium, 6. Penambahan minimal 2 ekivalen basa - biasanya trietilamina - akan mendeprotonasi ion alkoksisulfonium untuk menghasilkan sulfur ilida 7. Dalam keadaan transisi cincin beranggota-5, sulfur ilida 7 terurai untuk menghasilkan dimetil sulfida dan keton yang diinginkan (atau aldehida) 8.

Mekanisme oksidasi Swern.
Mekanisme oksidasi Swern.

Variasi

Bila menggunakan oksalil klorida sebagai agen dehidrasi, reaksi harus dijaga lebih dingin dari −60 °C untuk menghindari reaksi samping. Dengan sianurat klorida[11] atau anhidrida trifluoroasetat dan bukan oksalil klorida, reaksi dapat dihangatkan sampai −30 °C tanpa reaksi samping. Metode lain untuk mengaktifkan DMSO untuk memulai pembentukan intermediet kunci 6 adalah penggunaan karbodiimida (oksidasi Pfitzner–Moffatt) dan kompleks piridina-sulfur trioksida (oksidasi Parikh-Doering). Zat antara 4 juga dapat dibuat dari dimetil sulfida dan N-klorosuksinimida (oksidasi Corey-Kim).

Dalam beberapa kasus, penggunaan trietilamina sebagai basa dapat menyebabkan epimerisasi di bagian karbon pada karbonil yang baru dibentuk. Menggunakan basa diisopropiletilamina (iPr2NEt, basa Hünig) yang lebih meruah dapat mengurangi reaksi samping tersebut.

Pertimbangan

Dimetil sulfida, hasil samping oksidasi Swern, adalah salah satu senyawa dengan bau yang paling busuk yang dikenal dalam kimia organik. Kelenjar penciuman manusia dapat mendeteksi senyawa ini dalam konsentrasi serendah 0.02-0.1 bagian per juta.[12] Penanganan sederhana untuk masalah ini adalah untuk membilas gelas kimia yang digunakan dengan pemutih (biasanya mengandung natrium hipoklorit), yang akan mengoksidasi dimetil sulfida, yang dapat menghilangkan bau tersebut.

Kondisi reaksi memungkinkan oksidasi senyawa yang sensitif terhadap asam, yang mungkin membusuk di bawah kondisi asam pada metode tradisional seperti oksidasi Jones. Misalnya, dalam sintesis Thompson & Heathcock pada seskuiterpena isovelleral,[13] tahapan akhir menggunakan protokol Swern, untuk menghindari penataan pada bagian siklopropanametanol yang sensitif terhadap asam.

Lihat pula

Referensi

  1. ^ Omura, K.; Swern, D. (1978). "Oxidation of alcohols by "activated" dimethyl sulfoxide. A preparative, steric and mechanistic study". Tetrahedron. 34 (11): 1651. doi:10.1016/0040-4020(78)80197-5. 
  2. ^ Mancuso, A. J.; Brownfain, D. S.; Swern, D. (1979). "Structure of the dimethyl sulfoxide-oxalyl chloride reaction product. Oxidation of heteroaromatic and diverse alcohols to carbonyl compounds". J. Org. Chem. 44 (23): 4148–4150. doi:10.1021/jo01337a028. 
  3. ^ Mancuso, A. J.; Huang, S.-L.; Swern, D. (1978). "Oxidation of long-chain and related alcohols to carbonyls by dimethyl sulfoxide "activated" by oxalyl chloride". J. Org. Chem. 43 (12): 2480–2482. doi:10.1021/jo00406a041. 
  4. ^ Dondoni, A.; Perrone, D. (2004). "Synthesis of 1,1-Dimethyl Ethyl-(S)-4-formyl-2,2-dimethyl-3-oxazolidinecarboxylate by Oxidation of the Alcohol". Org. Synth.; Coll. Vol. 10: 320. 
  5. ^ Bishop, R. (1998). "9-Thiabicyclo[3.3.1]nonane-2,6-dione". Org. Synth.; Coll. Vol. 9: 692. 
  6. ^ Leopold, E. J. (1990). "Selective hydroboration of a 1,3,7-triene: Homogeraniol". Org. Synth.; Coll. Vol. 7: 258. 
  7. ^ Tojo, G.; Fernández, M. (2006). Oxidation of alcohols to aldehydes and ketones: A guide to current common practice. Springer. ISBN 0-387-23607-4. 
  8. ^ Mancuso, A. J.; Swern, D. (1981). "Activated dimethyl sulfoxide: Useful reagents for synthesis". Synthesis (Review). 1981 (03): 165–185. doi:10.1055/s-1981-29377. 
  9. ^ Tidwell, T. T. (1990). "Oxidation of alcohols to carbonyl compounds via alkoxysulfonium ylides: The Moffatt, Swern, and related oxidations". Org. React. (Review). 39: 297–572. doi:10.1002/0471264180.or039.03. 
  10. ^ Tidwell, T. T. (1990). "Oxidation of alcohols by activated dimethyl sulfoxide and related reactions: An update". Synthesis (Review). 1990 (10): 857–870. doi:10.1055/s-1990-27036. 
  11. ^ http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jo015935s De Luca, L.; Giacomelli, G.; Procheddu, A. J. Org. Chem. 2001, 7907.
  12. ^ Morton, T. H. (2000). "Archiving Odors". Dalam Bhushan, N.; Rosenfeld, S. Of Molecules and Mind. Oxford: Oxford University Press. hlm. 205–216. 
  13. ^ Thompson, S. K.; Heathcock, C. H. (1992). "Total synthesis of some marasmane and lactarane sesquiterpenes". J. Org. Chem. 57 (22): 5979–5989. doi:10.1021/jo00048a036. 

Pranala luar
Kembali kehalaman sebelumnya