

伯醇→羧酸(KCl)
Fe(NO3)3·9H2O,TEMPO(或4-OH-TEMPO),O2(空气)、KCl
(1)TEMPO 为四甲基哌啶氧化物,全称2,2,6,6-四甲基哌啶氧自由基,是一种市售的很稳定的氮氧自由基化合物,另外类似的还有4-OH-TEMPO和4-甲氧基-TEMPO;
(2)TEMPO和做共氧化剂的次氯酸钠或PhI(OAc)2一起使用,其中一个比较出名方法是在二氯甲烷-水两相溶剂中利用TEMPO( ca. 1% mol),NaOCl,KBr 和NaHCO3将醇氧化为醛酮的反应,但是此方法氧化仲醇可以直接得到酮,伯醇要控制好次氯酸钠的当量,否则很容易过氧化得到羧酸;
(3)Fe(NO3)3·9H2O,TEMPO(及其衍生物)作为催化剂,O2(空气)作为氧化剂,NaCl作为添加剂将醇氧化为醛酮,或者以KCl为添加剂将伯醇氧化为羧酸。
(1)使用Fe(NO3)3·9H2O/TEMPO体系,O2作为氧化剂,NaCl作为添加剂,室温条件下可将联烯丙基醇、炔丙基醇选择性氧化为醛,部分烯丙基醇、苄醇甚至脂肪醇也适用于这种反应体系,考虑到成本问题,进一步将助催化剂TEMPO换作更为低廉的4-OH-TEMPO,更适合大规模生产的工艺流程。

(2)将氯化钠换成氯化钾,可以直接氧化伯醇得到羧酸,此方法不仅适合脂肪醇,芳香甲醇与炔丙醇也可顺利氧化为相应的羧酸,复杂结构的醇类天然产物分子也可利用该方法进行后期修饰。

(3)1,4-和1,5-二醇经氧化得到内酯。

氧化得到醛酮,TEMPO和Fe3+偶联得到中间体1,醇经过配体交换得到中间体2,接着经过β-H消除和还原消除得到醛醛酮, TEMPOH和Fe2+,其间会产生微量的NO2,经Fe2+还原形成NO,O2将NO氧化为NO2,与此同时重生Fe3+,Fe3+将TEMPOH氧化为TMPO, 完成催化循环。

氧化到羧酸,TEMPO和Fe3+偶联得到Int1,醇经过配体交换得到Int2,接着经过β-H消除和还原消除得到醛,醛水合形成半缩醛,进行进行类似的反应历程得到羧酸,而与上方机理不同的是KCl却可以进一步推动醛氧化为羧酸,NaCl则无能为力,金属氯化物中不同抗衡阳离子与Cl-的静电相互作用不同,导致Cl-对Fe3+的配位能力不同,进而影响 Int 2, Int 3和Int4配体交换速度以及交换能力。

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