1957年，N. Kornblum及其團隊發(fā)現(xiàn)將活化的芐基伯溴代物和芳基酮的α-溴代物等底物溶于DMSO中可以被氧化為相應(yīng)的醛和苯基二羰基化合物。此方法的缺點是：苯環(huán)上沒有吸電子基團的芐溴產(chǎn)率很低，而地活性的鹵代物，如脂肪烷基鹵代烷不發(fā)生反應(yīng)。很快他們發(fā)現(xiàn)，將低活性的鹵代烷轉(zhuǎn)化為活性更高的對甲苯磺酸酯，在堿（如碳酸鈉）存在的熱的DMSO中能迅速發(fā)生氧化。利用DMSO作為氧化劑將鹵代烷氧化為相應(yīng)的羰基化合物的反應(yīng)被稱為Kornblum氧化。
反應(yīng)特點
1）此反應(yīng)的一般步驟為，高活性的伯或仲鹵代物，在堿存在下，在DMSO中加熱；2）對于低活性的鹵代物則需要兩步：首先加入對甲苯磺酸的銀鹽形成對甲苯磺酸酯，然后在堿性條件下，在DMSO中加熱；3）對于伯鹵代物氧化得到相應(yīng)的羰基化合物的產(chǎn)率較高，而仲鹵代物常發(fā)生消除副反應(yīng)得到烯烴；4）對于有空間位阻的底物，產(chǎn)率會降低；5）叔鹵代物不發(fā)生反應(yīng)；6）反應(yīng)底物的反應(yīng)活性順序為：tosylate>I>Br>Cl；7）反應(yīng)中的堿有兩個作用：1、中和鹵化氫防止HX被DMSO氧化；2、輔助脫質(zhì)子形成硫葉立德中間體；8）對于在DMSO中溶解度較差的底物，可以加入一些共溶劑（如DME）。
反應(yīng)機理
鹵代烷作為底物時，首先是對甲苯磺酸鹽與底物發(fā)生SN2取代，生成的對甲苯磺酸酯與DMSO的氧原子發(fā)生第二次SN2反應(yīng)生成烷氧基硫鎓鹽，然后失去一個質(zhì)子得到烷氧基硫葉立德，其通過[2,3]-σ遷移生成羰基化合物。α-鹵代羰基化合物作為底物時，脫質(zhì)子主要發(fā)生在酸性更強的α-碳上而不是在DMSO的甲基上。
反應(yīng)實例
本法對于活性較高的鹵甲基化合物收率很好，對于活性低的鹵甲基化合物，可先將其變成碘化物，然后再進行反應(yīng)可得較高收率。
【N.Kornblum., J. Am. Chem. Soc., 1959, 81, 4113】
對于仲鹵代物經(jīng)常發(fā)生消除反應(yīng)，酮的收率低下。但對α-鹵代酮或α-鹵代酯等活性較高的仲鹵代物而言，酮的收率也較高。
【N.Kornblum., J. Am. Chem. Soc., 1957, 79, 6562】
Toa flask, protected from light, containing 11 g (0.0394 mol) of silver tosylate in 100 mL ofacetonitrile at 0-5℃ is added 7.0 g (0.0309 mol) of 1-indoheptane. The product is allowed to come to roomtemperature overnight, added to ice water, and then extracted with ether. The dried ether solution is concentratedunder reduced pressure to yield an aily residue which is added to a flaskcontaining 150 mL of dimethyl sulfoxide and 20 g of sodium bicarbonate at 150℃. Nitrogen is bubbled through the mixture. After 3 min at 150℃the reaction mixture is cooled rapidly to room temperature and the product, 6.9 g (70%), is isolated as the2,4-dinitrophenylhydrazine, mp 106-107℃. For benzyl halides the same procedure is usedexcept that tosylate is heated for 5 min at 100℃ in the DMSO-sodium bicarbonate mixture. For example, p-methylbenzyl bromide gives a 65% yield of p-tolualdehyde.
【J. Am. Chem. Soc. 1959, 4113】
【Org. Lett. 2004, 6, 103-106】
【J. Med. Chem. 1997, 40, 3773-3780】
【Synthesis 2004, 271-275】
【 Nucleosides, Nucleotides & Nucleic Acids 2000, 19, 1033-1054】
編譯自Strategic Applications of Named Reactions in OrganicSynthesis, László Kürti and Barbara Czakó, Kornblum oxidation, page 250-251.
