有机人名反应——Davis氧氮环丙烷氧化！

有机人名反应
氧化反应
Davis氧氮环丙烷氧化
环丙烷氧化

摩熵化学 07/16

Davis氧氮环丙烷氧化反应，是使用2-(苯磺酰基)-3-苯基氧氮杂环丙烷(戴维斯试剂)或类似的氧氮杂环丙烷试剂将羰基和酯基的α位在温和条件下氧化生成α-羟基化合物的反应。

含有氧，氮和碳的三元杂环叫做氧氮杂环丙烷。在20世纪50年代的后半期，通过用过氧酸处理亚胺，首次合成了氧杂二嗪。由于环的扭曲和N-O键的相对不稳定性，氧氮杂环丙烷是具有很高反应活性的基团，它既可以作为胺化剂也可作为氧化剂。如果被引入的同氧氮杂环丙烷上的氮相连的基团是小的，亲核试剂进攻氮原子。但是如果引入的基团较大，亲核取代反应发生在氧原子上。

反应定义

α-hydroxylation of carbonyl compounds employing N-arylsulfonyl-oxaziridines. Amines, sulfides, and selenides can also be oxidized

反应机理

此反应的主要机理为SN2亲核取代。烯醇盐和胺缩醛中间体反应可能生成Mannich反应副产物。

反应特点：

1）该反应也适用于酰胺；

2）戴维斯试剂还可以多种氧化反应：硫化物和硒化物氧化成为亚砜和硒氧化合物。烯烃氧化为环氧化合物，胺氧化成为羟胺或胺氮氧化物；

3）使用具有光学活性的氧氮杂环丙烷可实现不对称氧化。

除了氧化羰基和酯基α位，Davis试剂还可以用于以下氧化反应：

氧化硫醚和硒醚得到相应的亚砜和硒亚砜，并且没有过氧化反应；
烯烃氧化得到环氧化物；
胺氧化为羟胺或胺氮氧化物；
有机金属化合物氧化为醇或酚。

反应相关介绍：

20世纪70年代末，F.A.Davis制备得到了N-磺酰基氧杂氮丙啶，其对亲核试剂有非常专一的氧化性，氧化速率和过氧酸相当。N-磺酰基氧杂氮丙啶具有两大优势：它们具有极高的化学选择性，而且是中性的非质子氧化剂。

以下氧化转化可以轻松实现:

1）将硫化物和硒化物转化为硫氧化物和硒氧化物，且不会发生过度氧化;

2）将烯烃转化为环氧化物;

3）将胺转化为羟胺和胺氧化物;

4）将有机金属化合物转化为醇或酚。

N-磺酰氧基ziridines最广泛的应用是将烯醇化物氧化为a-羟基羰基化合物酰基酮。最近，由于这类氧化剂独特的反应特性，一种新型的氧基aziridines，即全氟氧基aziridines，正在受到合成化学家的关注。N-磺酰基氧杂氮丙啶具有很好的化学选择性，是中性非质子氧化剂官能团耐受度高，用樟脑磺酸衍生物之类的具有光学活性的oxaziridine能实现不对称氧化。

相关文献：

Davis, F. A., Nadir, U. K. Tetrahedron Lett. 1977, 1721-1724.
Davis, F. A., Nadir, U. K., Kluger, E. W. J. Chem. Soc., Chem. Commun. 1977, 25-26.
Davis, F. A., Jenkins, R., Jr., Yocklovich, S. G. Tetrahedron Lett. 1978, 5171-5174.
Davis, F. A., Abdul-Malik, N. F., Awad, S. B., Harakal, M. E. Tetrahedron Lett. 1981, 22, 917-920.
Davis, F. A., Billmers, J. M. J. Org. Chem. 1983, 48, 2672-2675.
Davis, F. A., Harakal, M. E., Awad, S. B. J. Am. Chem. Soc. 1983, 105, 3123-3126.

合成应用

在J.D.White及其同事进行的极具立体选择性的epothilone B全合成过程中，通过应用Davis氧氮环丙烷氧化，确定了大环内酯中醇部分的立体化学。钠的烯醇化物通过相应的具有手性的1,3-氧氮杂环戊烷制得，经氧化后可获得71%产率的a-羟基化产物。

C.J.Forsyth实验室发现了用取代的1,7-dioxaspiro[5.5]undec-3-ene 的体系进行简单的反应，就能合成 okadaic acid 的 C3-C14 部分。C3-C8 部分，也就是取代的戊内酯，通过三步反应来制得。这个内酯的a-羟基化具有异构体选择性，通过应用相应的锂的烯醇化物在-78 摄氏度进行Davis手性磺酰基氧氮杂环丙烷氧化反应制得。这几步反应单独可得到 61%的产量，异构体的比率为10:1。

(-)-fumiquinazolineA 和 B的首次全部合成是由 B.B.Snider 及其同事们完成的，他们用 iodoindole 的氨基甲酸盐在 Buchwald-Hartwig Pd 催化作用下的环化作用来构建 imidazoindolone 这一部分。为了在吲哚部分的苯甲基位生成特定需要的化学异构体产物，双键需在甲醇存在的条件下被含糖的 Davis 氧氮杂环丙烷所氧化，得到65%的主要的异构体产物。