醇的选择性氧化——Dess-Martin (DMP) 氧化反应

DessMartin氧化
DMP试剂
戴斯马丁氧化反应

摩熵化学 07/31

Dess-Martin（戴斯－马丁）氧化反应是指利用Dess-Martin试剂（DMP）将一级醇或二级醇氧化成醛或酮的反应。反应通常在室温下完成的，反应完成后碘由五价变成三价。

戴斯-马丁高碘烷(DMP)是现代有机合成中应用最为广泛的、温和型，后处理简单用量少和高选择性氧化剂之一，常用于将伯醇氧化成醛、仲醇氧化成酮。

Dess-Martin氧化反应一般在CH2Cl2溶液里进行，并且常常会加入NaHCO3或者吡啶等弱碱来中和反应过程中产生的酸性物质。相比于传统醇类化合物的氧化反应，该反应具有反应条件温和、反应官能团兼容性好等优点。

反应定义

Mild oxidation of primary and secondary alcohols to aldehydes and ketones, respectively, using the Dess-Martin periodinane

图片来源：摩熵化学（MolAid）

反应机理

图片来源：摩熵化学（MolAid）

醇被DMP 氧化成羰基的反应机理中：第一步是醇的烷氧基与DMP 中的一个乙酰氧基发生置换。进而另一个乙酰氧基发生离去时，与醇羟基相连的碳原子上的质子被转移到乙酰氧基上，同时醇被氧化成为相应的醛和酮。

所以，该氧化过程不仅完全避免了过度氧化反应的发生，而且具有相当高的化学选择性。由于DMP 在氧化反应完成后有乙酸和碘的生成，Dess-Martin氧化反应一般在CH2Cl2溶液里进行，并且后处理时常常会加入NaHCO3或者吡啶等弱碱来中和反应过程中产生的酸性物质。反应完成后碘由五价变成三价。

该反应更为具体的官能团兼容性情况可以参见下表。

反应拓展：

自20世纪80年代初以来，高价碘化合物已作为有机合成中具选择性、温和且环境友好的氧化剂得到了广泛的应用。其中，最为突出的当属五价碘化合物：2-碘酰基苯甲酸（IBX）和戴斯-马丁氧化剂（DMP）。

图1：IBX（左）与DMP（右）结构式

DMP(Dess-Martin periodinane)于1983年首次由D. B. Dess和J. C. Martin通过IBX的酰基化反应制备得到。相比于同属五价碘的IBX试剂，该试剂在有机溶剂中具有良好的溶解性。因此在其诞生不久，DMP就被广泛应用于一级醇或二级醇的氧化，来实现羰基化合物的合成。后来，这类以DMP为氧化剂的反应被称为Dess-Martin(戴斯-马丁)氧化反应。

试剂优点：

戴斯-马丁高碘烷(DMP)是现代有机合成中应用最为广泛的、温和型和高选择性氧化剂之一，主要用于将醇氧化成为相应的醛和酮。该试剂相对于常规醇氧化的优点是：

1）温和的反应条件（室温，中性pH）;

2）高化学选择性;

3）与复杂底物上的敏感官能团相容;

4）长保质期和热稳定性（与IBX不同，已发现IBX具有爆炸性）。

除了将醇转化为羰基化合物外，DMP氧化还成功地用于传统温和氧化剂不起作用的官能团的氧化：

1）烯丙醇转化为α，β-不饱和羰基化合物;

2）醛肟和酮肟的裂解得到醛类和酮类;

3）N-酰基羟胺转化为酰基亚硝基化合物;

4）4-取代苯胺转化为对醌;

5）β-氨基醇转化为α-氨基醛而不发生差向异构化;

6）γ，δ-不饱和芳香酰胺转化为复杂的杂环化合物。

合成应用

在ustiloxin D全合成的最后阶段。M.M.Joullié及其同事必须在已存在的大环上构建酰胺侧链。为了实现这一目标，用戴斯-马丁氧化剂处理大环伯醇形成相应的醛，随后用亚氯酸钠处理得到羧酸。得到的羧酸与甘氨酸苄基酯偶联完成侧链的安装，三步收率为66%。

图片来源：人名反应的战略性应用

K.C. Nicolaou实验室开发了一种新的一锅法戴斯-马丁氧化方法，用于构建CP分子的γ-羟基内酯部分。 30双环1,4-二醇在二氯甲烷中用10当量DMP处理16小时以促进串联反应：首先，桥头仲醇选择性氧化成酮，然后闭环以得到可分离的半缩酮，将其进一步用DMP氧化得到酮醛。适量的水终止串联反应，得到稳定的二醇，其不会被DMP进一步氧化。随后的TEMPO氧化得到所需的γ-羟基内酯。