Aplicação do DMSO como "oxidante" em síntese orgânica!

O processo de oxidação deDimetilsulfóxido (DMSO) Grau ReagenteSegue o caminho clássico de ativação eletrofílica – adição nucleofílica – eliminação: Primeiro, reagentes eletrofílicos (como cloreto de oxalila, DCC, complexo de trióxido de enxofre-piridina) ligam-se à ligação dupla enxofre-oxigênio do dimetilsulfóxido (DMSO), ativando o átomo de oxigênio para facilitar sua saída e gerando o cátion sulfônio intermediário chave. Subsequentemente, o substrato (como o grupo hidroxila de um álcool ou um hidrocarboneto halogenado) ataca o átomo de enxofre para formar um íon alcoxissulfônio. Finalmente, ocorre a desprotonação sob a ação da base para gerar um intermediário ilídeo de enxofre, que libera sulfeto de dimetila através de um estado de transição de anel de cinco membros, e o substrato é oxidado a compostos carbonílicos como aldeídos e cetonas.

Este processo evita a forte corrosividade dos oxidantes tradicionais (como Cr⁶⁺, MnO₂) e proporciona um ambiente de reação suave para grupos funcionais sensíveis. Ele possibilita reações de oxidação de álcoois, haletos e ligações pesadas, como a oxidação de Swern, a oxidação de Kornblum, a oxidação de Parikh-Doering, a oxidação de Pfitzner-Moffatt, etc. Essas reações se beneficiam muito do uso deDMSOPara reações de oxidação orgânica, oferecendo melhor seletividade e compatibilidade para substratos orgânicos complexos.

1. Oxidação de Swern

O sistema de oxidação a baixa temperatura (dimetilsulfóxido (DMSO) grau reagente/cloreto de oxalila/trietilamina) desenvolvido por Daniel Swern e seus colegas em 1978 pode ser chamado de guardião de substratos sensíveis.

A reação geralmente é realizada a -78 °C. Inicialmente, o dimetilsulfóxido (DMSO) reage com o cloreto de oxalila para formar cloreto de dimetilclorossulfônio, que então reage com o álcool para formar íons alcoxissulfônio. Após tratamento alcalino, o ilídeo de sulfônio se decompõe, produzindo aldeídos e cetonas. A vantagem dessa reação é que as condições são brandas e a formação de peróxidos pode ser evitada. Ela é especialmente adequada para a oxidação de álcoois que contêm grupos sensíveis a ácidos ou ao calor, como na transformação de álcoois cíclicos complexos na síntese de produtos naturais.

2. Oxidação de Pfitzner-Moffatt

Em 1963, Moffatt e seu aluno Pfitzner descobriram que a combinação de solvente DMSO de grau farmacêutico/DCC pode ser usada para a oxidação de álcoois em condições fracamente ácidas. O mecanismo da reação é o seguinte: primeiro, o DCC protonado ativa o dimetilsulfóxido (DMSO) para gerar um intermediário ativo; segundo, o intermediário reage com o álcool para formar um ilídeo de alcoxissulfônio e, finalmente, libera N,N-dicicloexilureia (DCU) como subproduto.

As condições de reação são brandas e adequadas para substratos alcoólicos sensíveis. Apresenta como características alto rendimento, operação simples, baixo custo e compatibilidade com a maioria dos grupos funcionais. No entanto, álcoois terciários não protegidos são propensos à eliminação. Outra desvantagem é a dificuldade na remoção completa do subproduto dialquilureia e do excesso de DCC.

Dicas | Como remover o subproduto diciclohexilureia (DCU) gerado pela reação do DCC?

3. Oxidação de Albright-Goldman

A reação de oxidação de álcoois a aldeídos e cetonas com ácido acético anidro (anidrido acético) e dimetilsulfóxido (DMSO) de grau reagente como ativadores foi sistematicamente introduzida pela primeira vez por Albright e Goldman em 1965. Devido à fraca capacidade de ativação do anidrido acético, o tempo de reação é geralmente longo.

A vantagem dessa reação é que ela pode ser realizada à temperatura ambiente e é fácil de processar posteriormente, especialmente para a oxidação de álcoois com grande impedimento estérico. A desvantagem é que, para grupos hidroxila com pequeno impedimento estérico, a acetilação e a formação de éter metiltiometílico podem ocorrer como reações secundárias.

4. Oxidação de Parikh-Doering

A reação de conversão de álcoois primários e secundários nos aldeídos e cetonas correspondentes usandoDMSOPara reações de oxidação orgânica, o complexo sólido de trióxido de enxofre-piridina como ativador e trietilamina como base foi relatado pela primeira vez por Parikh e Doering em 1967.

Mecanismo de reação: Primeiro, adicionam-se dimetilsulfóxido (DMSO) e trióxido de enxofre a 0 °C ou à temperatura ambiente; em seguida, o álcool ataca a mistura, formando um intermediário chave, o íon alcoxissulfônio. Esse intermediário é então desprotonado pela base, obtendo-se o ilídeo de enxofre correspondente, que passa por um estado de transição de anel de cinco membros e libera sulfeto de dimetila, resultando em aldeídos e cetonas.