介紹
Pinnick 氧化反應也被稱為Lindgren氧化反應,最初是由Nilsson和Lindgre發展的 ,這種類型的氧化體系經過G. A. Kraus,和 H.W. Pinnick的發展已經成為一個具有普遍適用性的氧化方法 。存在很多氧化醛的方法,但是只有少量方法可以兼容一連串的官能團。Pinnick氧化被證明可以適用於具有敏感官能團底物的氧化,而且對於具有位阻效應的底物也有良好的反應效果。這個反應尤其適用於α-β不飽和醛的氧化,它的另一個優點是低成本
機理
以下是對Pinnick氧化所提出的機理。這個反應指出了伴隨著消耗NaClO2,同時生成HOCl。因此通過合適的清除劑及時清除HOCl是必要的。(見下面的副反應)
副反應及清除
不只是NaClO2被以下的副反應所消耗,次氯酸鹽還會引起其他的反應。HOCl/Cl-氧化還原電對比起ClO2-/HOCl更加有力,這意味著次氯酸鹽可以氧化碳碳雙鍵。為了避免這個問題,可以用雷鎖酚(間苯二酚),氨基磺酸或者2-methyl-2-butene(2-甲基-2丁烯)作為清除劑。下面是用2-methyl-2-butene清除次氯酸鹽的過程
最佳化
用H2O2作為清除劑,可以避免給體系帶來其他副產物。
H2O2+HOCl→HCl+H2O+O2
在弱酸性條件下,35%過氧化氫快速地被氧化,同時沒有還原亞氯酸鈉產生次氯酸的競爭反應。過氧化氫還可以和二氧化氯快速反應產生亞氯酸。
HClO2+H2O2→HOCl+H2O+O2
2ClO2+H2O2→2HClO2+O2
氧氣的形成對這個反應來時也是巨大的改進。在一些僅僅使用過氧化氫不能取得較高產率的氧化產物的例子中,可以嘗試用DMSO替代過氧化氫作為還原劑。一些富電子醛在這個類型的體系中往往取得不好的效果。(見下面的局限性)另外,固載體系例如磷酸鹽緩衝劑和矽膠負載在高錳酸鉀以及高分子載入的亞氯酸鹽被用於完成醛到羧酸的轉化,同時避免使用傳統方法帶來的清除程式。這個反應表明產物可以以鉀鹽的形式留在矽膠上。使用這種方法,在中性條件下可以非常方便地用有機溶劑洗去雜質。
使用範圍
這個反應高度適合於多官能團的底物。β芳基取代的α-β不飽和醛在這個體系中具有良好的反應效果。醛直接和碳碳三鍵相連或者和雙鍵共軛的底物都具有良好的反應效果。環氧化合物,羥基化合物,苄醚,鹵代物(包括碘代物)甚至是錫烷在這個體系都是穩定的。下面的反應還展示了氧化中α碳可以保持手型,三取代的烯烴也不會發生E/Z異構化。
局限性
在一些脂肪族α-β不飽和醛和其他更多的脂肪族醛中這個反應並不能取得很好的產率。β位置具有推電子基的化合物有可能導致碳碳雙鍵的氯化。存在孤立雙鍵或者富電子的底物導致相似的問題。在這些反應條件下使用DMSO可以取得更高的產率。未經保護的胺基和吡咯也不太適合這個反應。對甲巰基苯甲醛可以被過度氧化成亞碸或碸。α-胺基取代的醛容易發生差向異構化,而且胺基容易被氧化成對應的N-氧化物。保護胺基可以解決這個問題
合成套用
Zaragozic酸是一種有效的鯊烯合酶抑制劑,可以緩解由於膽固醇抑制劑帶來的副作用。還可以干預一些重要的類固醇的產生。A. Armstrong對於Zaragozic酸的全合成可以使用Pinnick氧化,當然其他的氧化方法比如Jones氧化 Ley氧化也是可行的,但是用這些方法會得到混合的產物。而Pinnick氧化同時兼具高純度和高產量的優點
註明:產物的一個羧基錯位了,應該在右下角。