Pinnick氧化反應(yīng)也被稱為Lindgren氧化反應(yīng),這是一個選擇性將醛氧化到相對應(yīng)的羧酸的反應(yīng)。使用Jones氧化、PDC、四氧化釕等氧化劑可以一步反應(yīng)就把醇氧化成羧酸,但是由于反應(yīng)條件比較強(qiáng),對于全合成來說,尤其是有多官能團(tuán)的化合物經(jīng)常不適合這種太強(qiáng)的條件。所以,在這種情況下,經(jīng)常利用從醇→醛→酸這種分兩步的比較溫和的反應(yīng)方法。Pinnick氧化也在第二步(醛→酸)的氧化反應(yīng)中被使用。Pinnick氧化被證明可以適用于具有敏感官能團(tuán)底物的氧化,而且對于具有位阻效應(yīng)的底物也有良好的反應(yīng)效果。這個反應(yīng)尤其適用于α-β不飽和醛的氧化,它的另一個優(yōu)點是低成本。
在1973年,B.O.Lindgren 第一次利用廉價的亞氯酸鈉和次氯酸反應(yīng)助劑(如氨基磺酸,間苯二酚)在溫和的條件下將香草醛氧化為相應(yīng)的香草酸。次氯酸是此氧化反應(yīng)的副產(chǎn)物,它能夠和亞氯酸鈉反應(yīng)生成生成ClO2或與C=C鍵反應(yīng)。幾年后,G.A.Kraus第一次使用2-甲基-2-丁烯作為助劑在緩沖液條件下氧化脂肪和α,β-不飽和醛。在1981年,H.W.Pinnick 報道了NaClO2/2-甲基-2-丁烯體系可以廣泛應(yīng)用于氧化α,β-不飽和醛而不影響雙鍵。
反應(yīng)機(jī)理:首先在酸性條件下,生成氧化的活性物質(zhì)亞氯酸。將亞氯酸加入到醛中,生成一個活性中間體。中間體內(nèi)部發(fā)生協(xié)同重排,醛氫轉(zhuǎn)移到亞氯酸的氧上,亞氯酸變成次氯酸。反應(yīng)生成的次氯酸會迅速與亞氯酸離子反應(yīng),使之不能進(jìn)行氧化反應(yīng)。次氯酸的另一個副反應(yīng)就是可以和碳碳雙鍵反應(yīng),但剛好利用這一特點除掉次氯酸,常用的助劑是2-甲基-2-丁烯。另外雙氧水作為助劑可以除掉次氯酸(HOCl + H2O2 → HCl + O2+ H2O)。
此反應(yīng)有如下特點:1)反應(yīng)常用的操作步驟:將醛溶于叔丁醇(常常和其他溶劑混合使用,如四氫呋喃),加入大量過量的反應(yīng)助劑,室溫下滴加磷酸二氫鈉緩沖溶液和亞氯酸鈉的水溶液;2)最常用的反應(yīng)助劑是2-甲基-2-丁烯,其要大量過量(10-50eq);3)為了保證穩(wěn)定的pH,NaH2PO4要加7-10個當(dāng)量;4)亞氯酸鈉在光照下或存在雜質(zhì)(如Fe2+ 和Fe3+)會分解,因此通常要稍微多余一個當(dāng)量,加料時要溶于水或溶于緩沖液5)反應(yīng)中試劑的純度非常重要,可能導(dǎo)致反應(yīng)轉(zhuǎn)化了一部分反應(yīng)就會停止,如a)亞氯酸鈉在酸性條件下過渡金屬存在時不穩(wěn)定b) 可以用純的2-methyl-2-butene 或其四氫呋喃溶液,但不要用純度為90%的。6)當(dāng)2-methyl-2-butene作為助劑時,可以避免次氯酸加成的副產(chǎn)物,但是不能避免其他助劑,如雙氧水,引起的雙鍵的副反應(yīng);7)對于醛的α位立體構(gòu)型沒有影響;8) 此反應(yīng)的官能團(tuán)耐受度很高,羥基不需要保護(hù)。但是未保護(hù)的芳胺和吡咯,特別是手性的α氨基醛,可能受影響,因為其很容易被氧化為氮氧化物,另外硫醚也可以被氧化為砜或亞砜。
反應(yīng)實例:
參考文獻(xiàn):
[1]. Strategic Applications of Named Reactions in OrganicSynthesis, László Kürti and Barbara Czakó, Pinnick oxidation, page 354-355.
[2]. 維基百科(Pinnick oxidation)
[3]. 化學(xué)空間,http://www.chem-station.com/cn/?p=864