Please enable JavaScript.
Coggle requires JavaScript to display documents.
OSSIDAZIONI - Coggle Diagram
OSSIDAZIONI
- Ossidazione di Baeyer-Villiger: La reazione di chetoni con peracidi come l'acido m-cloroperossibenzoico (mCPBA) o l'acido peracetico (CH3CO3H) porta all'inserimento di un atomo di ossigeno su un lato o sull'altro del chetone per dare un prodotto estere.
- Il gruppo carbonio che viene "eietto" in questa fase si sposta e si lega con l'ossigeno perossidico rilasciando un gruppo uscente carbossilato.
- La migrazione si verifica nella posizione più altamente sostituita (più ricca di elettroni).
- L'attitudine migratoria è: 3° alchil > 2° alchil > benzil > Ph > 1° alchil > ciclopropil > Me > H.
- L'ossidazione di Baeyer-Villiger di un chetone ciclico produce un estere ciclico (un lattone) con un anello che è stato espanso.
- La stereochimica del centro di carbonio coinvolto nella migrazione viene mantenuta durante l'ossidazione.
- Reagenti a base di DMSO: sono una classe di reagenti blandi senza problemi ambientali associati all'uso di reagenti a base di Cr. L'ossidazione di alcoli 1° produce aldeidi e l'ossidazione di alcoli 2° produce chetoni.
- DMSO, (COCl)2: nota come ossidazione di Swern.
-
- Molto blanda eseguita a bassa temperatura (da -78 a -60°C).
- Se la formazione di sottoprodotti clorurati (il cloruro di ossalile è anche un agente clorurato) è un problema, l'ossidazione di Swern può essere eseguita con DMSO e P2O5 o TFAA e Et3N.
- DMSO, DCC, TFA, piridina: nota come ossidazione di Moffatt.
-
- La separazione del sottoprodotto (dicicloesilurea) può essere difficile utilizzo di EDC.
- SO3•piridina, DMSO; Et3N: nota come ossidazione di Parikh–Doehring.
-
- Facile workup; adatta per reazioni su larga scala.
- NCS, Me2S: nota come ossidazione di Corey–Kim.
-
- Reazione blanda e selettiva particolarmente adatta per alcoli complessi.
- Reagenti a base di cromo:
- Una buona alternativa è Na2Cr2O7 in H2SO4 diluito, solitamente aggiunto a una soluzione dell'alcol in acetone (l'aggiunta inversa provocherebbe una forte reazione esotermica!).
- Clorocromato di piridinio (PCC): noto anche come ossidazione di Corey-Suggs. In assenza di funzioni sensibili, questo reagente è la scelta migliore per la conversione diretta di alcoli in aldeidi e chetoni.
- Alcol 1° → CHO (RCH2OH + PCC → RCHO + Py•HCl + CrO2 + H2O)
-
- Meno acido del PCC: le ossidazioni in CH2Cl2 possono essere eseguite in condizioni neutre conversione di alcoli 1° contenenti gruppi sensibili agli acidi nelle corrispondenti aldeidi o chetoni.
- Il prodotto della reazione dipende dal solvente utilizzato:
-
- DMF: alcol 1° → CO2H (non coniugato! gli alcoli allilici danno CHO)
- Dicromato di piridinio (PDC): noto anche come ossidazione di Corey-Schmidt. È solubile in H2O, DMF e DMSO, ma poco solubile in CH2Cl2 o CHCl3.
- Reagenti a base di manganese:
- Diossido di manganese (MnO2): un ossidante altamente chemoselettivo in condizioni blande in H2O, acetone o CHCl3.
- Gli alcoli allilici, benzilici e propargilici vengono ossidati più velocemente degli alcoli saturi.
- Nessuna isomerizzazione dei doppi legami durante l'ossidazione degli alcoli allilici.
- Manganato di bario (BaMnO4): ha chemoselettività simili a MnO2 nelle ossidazioni di alcoli, ma è più facilmente disponibile e non richiede un trattamento speciale per la sua attivazione.
- Ag2CO3/celite: noto come reagente di Fetizon. È particolarmente utile per ossidazioni su piccola scala poiché i prodotti vengono solitamente recuperati in elevata purezza semplicemente filtrando l'Ag° ed evaporando il solvente.
- L'ossidazione dell'alcool segue l'andamento: allilico, benzilico > 2° > 1° ROH.
- Molto sensibile ai fattori sterici: i gruppi -OH altamente impediti non vengono ossidati.
- L'ossidazione di α,ω-dioli allilici dà alte rese di lattoni ad anello a cinque o sei membri.
- Acido o-iodossibenzoico (IBX):
- Dess-Martin Periodinano (DMP): un reagente blando in condizioni quasi neutre che rilascia AcOH, ma può essere tamponato.
-
- Produce aldeide cis-α,β-insatura da un alcol cis-allilico senza isomerizzazione.
- IBX utilizzato in eccesso ossida gli alcoli ad aldeidi e chetoni α,β-insaturi (o aldeidi/chetoni saturi a composti α,β-insaturi). È insolubile nella maggior parte dei solventi organici, tranne DMSO o miscele di DMSO. È un reagente blando per l'ossidazione di 1,2-dioli senza scissione ossidativa.
- Reagenti a base di rutenio:
- Tetraossido di rutenio (RuO4): un ossidante potente e non selettivo che attacca anche legami multipli, 1,2-dioli, eteri, anelli aromatici, ecc..
-
- Perrutenato di tetra n-propilammonio (Pr4N+RuO4-): noto come TPAP. È un ossidante stabile all'aria per alcoli 1° e 2° utilizzato cataliticamente.
- Reazione di apertura dell'anello di un epossido: Con H2O/OH- come nucleofilo, si ottengono dioli trans.
- La diidrossilazione syn concertata dà gruppi idrossilici cis.
- L'apertura dell'anello epossidico (SN2) tramite diidrossilazione anti dà gruppi idrossilici trans.
- Ossidazione di Rubottom: Epossidazione di sili enol etere, seguita da migrazione di silile; il workup acquoso o la reazione con TBAF (ioni fluoruro) dà il prodotto desiderato dopo desililazione.
- Il doppio legame enol etere viene epossidato dal peracido.
- L'allentamento della tensione dell'anello epossidico guida il riarrangiamento con migrazione del gruppo sililico per dare il prodotto α-idrossi chetone sililato.
- Ossidazione di Davis: Utilizzo di N-solfonilossaziridine (reagente di Davis) preparato mediante ossidazione della corrispondente solfonimina.
- L'α-idrossilazione asimmetrica viene eseguita con un'ossaziridina chirale (derivata dall'acido canfora solfonico).
- Si verifica l'attacco nucleofilo dell'enolato sull'ossigeno ossaziridinico elettrofilo (gli enolati di potassio tendono a funzionare meglio).
L'ossidazione degli alcoli ad aldeidi e chetoni è una reazione che aumenta il numero di legami C–O e diminuisce il numero di legami C–H o C–C.
Agenti ossidanti comuni includono metalli in elevati stati di ossidazione come cromo(VI) o manganese(VII).
- Gli alcoli primari (1°) in condizioni anidre (Collins, PCC, PDC) si fermano all'aldeide. In presenza di acido acquoso (reagente di Jones), si ossida ulteriormente e rapidamente ad acido carbossilico.
- Gli alcoli secondari (2°) danno chetoni.
- Questi processi generano rifiuti di cromo (tossici). Il progresso della reazione è facile da seguire grazie al cambio di colore della soluzione: Cr(VI) è arancione mentre Cr(III) è verde.
Esistono diversi tipi di reagenti per l'ossidazione degli alcoli, tra cui:
- TEMPO (2,2,6,6-tetrametil-1-piperidinyloxy): utilizzato in presenza di un ossidante stechiometrico (mCPBA, NaOCl, oxone, ecc.). È chemoselettivo per alcol primario 1° → CHO; gli alcoli 2° vengono ossidati lentamente.
- Ipoclorito di sodio (NaOCl): noto come ossidazione di Stevens. Realizza l'ossidazione selettiva di alcoli 2° in presenza di alcoli 1°.
L'ossidazione chemoselettiva si riferisce alla capacità di ossidare selettivamente un gruppo funzionale in una molecola rispetto ad altri.
-
- Diossido di manganese (MnO2): Questo è un ossidante altamente chemoselettivo che ossida alcoli allilici, benzilici e propargilici più velocemente degli alcoli saturi. La reazione avviene in condizioni blande in H2O, acetone o CHCl3. Non si verifica isomerizzazione dei doppi legami durante l'ossidazione degli alcoli allilici.
- Manganato di bario (BaMnO4): Possiede chemoselettività simili a MnO2 nelle ossidazioni di alcoli, ma è più facilmente disponibile e non richiede un trattamento speciale per la sua attivazione.
- Ag2CO3/celite (Reagente di Fetizon): Questo reagente è particolarmente utile per ossidazioni su piccola scala. L'ossidazione dell'alcool segue l'andamento: allilico, benzilico > 2° > 1° ROH. È molto sensibile ai fattori sterici, quindi i gruppi -OH altamente impediti non vengono ossidati.
- TEMPO (2,2,6,6-tetrametil-1-piperidinyloxy): Utilizzato in presenza di un ossidante stechiometrico (mCPBA, NaOCl, oxone, ecc.). È chemoselettivo per alcol primario 1° → CHO; gli alcoli 2° vengono ossidati lentamente.
- Ipoclorito di sodio (NaOCl): Realizza l'ossidazione selettiva di alcoli 2° in presenza di alcoli 1°.
L'ossidazione degli alcheni prevede diverse reazioni, tra cui la formazione di epossidi, la diidrossilazione e l'ozonolisi.
-
Gli epossidi si formano quando un alchene viene trattato con un peracido, come mCPBA. Entrambi i legami C–O si formano nella stessa fase, conservando la stereochimica dell'alchene di partenza nel prodotto. Questo meccanismo è concertato, con addizione syn.
-
-
- KMnO4 o OsO4: In soluzione basica acquosa, si verifica l'addizione syn di due gruppi OH, portando a dioli cis. La forza ossidante del KMnO4 varia ampiamente con il pH, portando potenzialmente alla formazione di altri prodotti di ossidazione o prodotti di scissione.
-
L'ozonolisi è un processo in due fasi. Il trattamento di un alchene con ozono (O3) crea un intermedio ozonide che si rompe tramite workup riduttivo. L'ozonolisi è selettiva per il doppio legame più ricco di elettroni di un diene.
- Workup "riduttivo" con zinco o dimetilsolfuro (DMS, CH3SCH3) produce due aldeidi.
- Workup "riduttivo" con NaBH4 riduce i carbonili formati in situ, producendo due alcoli.
-
Il trattamento di un alchene con SeO2 ossida il carbonio allilico per dare un prodotto alcolico allilico.
- Il primo passo è una cicloaddizione simile alla reazione ene del carbonile.
- L'acido allilico seleninico subisce quindi un riarrangiamento-sigmatropico per ripristinare la posizione del doppio legame.
- La rapida decomposizione dell'intermedio di selenio(II) porta a un alcol allilico. L'ossidazione continua per dare il prodotto carbonilico α,β-insaturo.
L'ossidazione dei chetoni può portare a diversi prodotti, tra cui enoni, lattoni e α-idrossi chetoni.
-
- Acido o-iodossibenzoico (IBX)
- Palladio acetato (Pd(OAc)2): Questa è nota come ossidazione di Saegusa-Ito.
-
- Nota: i peracidi reagiscono con altre funzionalità (alcheni, ammine, solfuri, ecc.).
-