《SWERN氧化反应》课件

氧化反应SWERNSWERN氧化反应是一种常用于有机合成中的重要氧化反应,可以将醇类化合物高效地转化为相应的醛或酮本课件将详细介绍SWERN氧化反应的机理、反应步骤以及在合成中的应用氧化反应简介SWERNSWERN氧化反应定义SWERN氧化反应机理SWERN氧化反应是一种常见的有该反应涉及亚砜和二甲基亚砜机合成反应,用于将醇氧化为相应DMSO作为氧化剂,发生亲核加的醛或酮成和消除过程SWERN氧化反应应用该反应广泛应用于醇类的选择性氧化,在有机合成中扮演重要角色氧化反应原理SWERN活化亲电试剂1二甲基硫酰氯与DMSO反应生成亲电试剂亲核加成2醇与亲电试剂发生亲核加成反应脱氢3脱去两个氢原子生成相应的醛或酮SWERN氧化反应的关键步骤包括先将二甲基硫酰氯与DMSO反应生成亲电试剂,然后醇与该亲电试剂发生亲核加成反应,最后经过脱氢过程生成相应的醛或酮该反应条件温和,官能团耐受性好,被广泛应用于有机合成中氧化反应条件SWERN反应温度反应时间反应物摩尔比SWERN氧化反应最佳温度通常为-78°C到反应时间一般为

0.5-3小时,以确保原料被充•醇:DMSO:氧化剂=1:

1.1:10°C,这有助于提高反应选择性,抑制副反应分氧化转化为目标产物•严格控制反应物的投料比能提高反应效的发生率氧化反应试剂SWERN二甲基亚砜（DMSO）氯代亚砜（COCl2）该试剂作为亲电试剂在SWERN氧化反该试剂在该反应中作为氧化剂，使羟应中起关键作用基氧化为羰基反应温度三乙胺（Et3N）SWERN氧化反应通常在低温-78°C该碱性试剂用于中和反应过程中产生下进行以提高选择性的HCl氧化反应机理SWERN活化1二氯亚砜与酰胺或醇反应,生成活性中间体四氯化砜-醇或四氯化砜-酰胺亲核加成2活性中间体与醇或醛发生亲核加成反应,形成氧烷中间体还原消除3氧烷中间体脱去亲核试剂,同时还原成醛或酮产物氧化反应应用SWERN有机合成中的广泛应用医药中间体的制备12SWERN氧化反应可用于将醇氧化为醛和酮,是合成众多有机SWERN氧化反应在医药合成中被广泛应用,可制备多种关键化合物的重要反应中间体天然产物合成的关键步骤复杂分子合成的重要手段34SWERN氧化反应可用于构建天然产物分子骨架上的关键结SWERN氧化反应作为构建复杂分子的高效方法,在有机合成构单元中扮演重要角色一级醇的氧化SWERN醇的初始氧化一级醇在SWERN氧化反应中首先被氧化为相应的醛这一步利用亚砜作为亲电试剂,与醇发生亲核取代反应中间体形成醛中间体与二甲基亚砜DMSO反应,生成活泼的偕二甲基亚铵离子中间体氧化完成最后加入碱性试剂,如三乙胺,使偕二甲基亚铵离子中间体被氧化为相应的羧酸二级醇的氧化SWERN反应条件1低温、惰性气氛下进行反应试剂2DMSO、COCl

2、Et3N反应步骤3二级醇→亚砜中间体→酮SWERN氧化是二级醇（如异丙醇、叔丁醇等）转化为相应酮的有效方法反应在低温、惰性气氛下进行，使用DMSO、COCl2和Et3N为关键试剂反应经历亚砜中间体的生成后最终得到预期的酮产物这种温和的条件以及高度的化学选择性使SWERN氧化广泛应用于有机合成中三级醇的氧化SWERN活化反应物以二甲基亚砜DMSO和氯化亚砜COCl2作为Swern试剂活化三级醇，形成三级羰基中间体脱除酸性物质加入三乙胺Et3N中和反应过程中产生的盐酸,保持反应体系中性氧化反应三级醇经过Swern氧化反应可选择性地转化为三级酮,效率高,选择性好醛酮的氧化/SWERN氧化底物1脂肪醇、芳香族醇反应条件2DMSO、COCl

2、Et3N产物形式3醛、酮SWERN氧化反应是一种温和高效的醇氧化方法,可将一级醇和二级醇转化为相应的醛和酮该反应使用二甲基亚砜DMSO、草酰氯COCl2和三乙胺Et3N作为试剂,在温和的条件下即可进行,是有机合成中常用的重要氧化反应氧化反应优点SWERN反应温和选择性好收率高反应条件温和SWERN氧化反应在低温下即该反应能够选择性地将一级醇SWERN氧化反应的收率通常SWERN氧化反应通常在-78℃可进行,避免了高温条件下容或二级醇氧化为相应的醛或酮较高,能够满足有机合成中对左右进行,避免了高温下容易易发生的二次反应,不会引起其他基团的变化高收率的需求发生的副反应氧化反应的局限性SWERN反应条件苛刻反应试剂敏感官能团兼容性差后处理复杂SWERN氧化反应通常需要在SWERN试剂对水和空气非常该反应对一些官能团如氨基、反应后需要进行冷却、萃取、低温、惰性气氛等严格条件下敏感,需要严格的无水无氧反酯基等不兼容,限制了其在有洗涤等复杂的后处理步骤,提进行,反应操作较为复杂应条件,增加了实验难度机合成中的应用范围高了操作难度氧化反应发展SWERN1950年代1SWERN氧化反应首次提出1970年代2反应机理被深入研究1990年代3反应应用范围扩大2010年至今4反应绿色化进展显著SWERN氧化反应经历了从最初提出到广泛应用的长期发展历程从最早的1950年代开始，这一方法逐渐被深入研究并应用于有机合成中近年来，针对SWERN氧化反应的绿色化改进更是成为了化学界关注的热点氧化反应新进展SWERN新型SWERN氧化试剂SWERN氧化反应的绿色化SWERN氧化在新领域的应用近年来,研究人员开发了一些新型的SWERN为了降低SWERN氧化反应对环境的影响,科SWERN氧化反应正被拓展到药物合成、天氧化试剂,如改良的氧化亚硫酰氯、有机硫学家们致力于开发更加环保的SWERN氧化然产物合成以及生物活性分子的修饰等新的化合物等,提高了反应的选择性和反应速度方法,如使用水为反应介质、采用可再生和领域,展现出广泛的应用前景可降解原料等氧化反应未来趋势SWERN绿色化发展反应条件优化未来SWERN氧化反应将朝更加环进一步优化SWERN氧化反应的温保、可持续的方向发展采用无度、时间、pH值等参数,提高反应毒无害、易回收的试剂和溶剂效率和选择性新型试剂开发机理深入研究研发新型SWERN氧化试剂,提高进一步深入探究SWERN氧化反应反应活性和底物适用范围,减少副的反应机理,为优化反应条件和开产物生成发新型试剂提供理论指导氧化反应相关实例SWERN1SWERN氧化反应常用于醇到醛/酮的转化,其温和的反应条件和良好的选择性在有机合成中得到广泛应用以下是一个典型的SWERN氧化反应实例,展示了它在手性分子合成中的重要作用在此反应中,以手性醇为原料,经过SWERN氧化后得到相应的手性醛,为后续反应提供了重要中间体该反应过程温和,保留了手性中心,为连续多步合成提供了便利氧化反应相关实例SWERN2在合成生物碱羟肉桂碱时,利用SWERN氧化反应将中间体丙二醇转化为醛基化合物,进而完成羟肉桂碱的合成此SWERN氧化反应条件温和,选择性好,并能有效提高整体反应收率这一实例展示了SWERN氧化在天然产物合成中的重要应用氧化反应相关实例SWERN3SWERN氧化反应可用于制备对应的醛或酮例如在腈类化合物制备中,SWERN氧化可以将醇基氧化为羰基,为后续多步合成路线奠定基础该反应操作简单,条件温和,收率较高,广泛应用于有机合成领域氧化反应文献综述SWERN发展历程反应机理研究12SWERN氧化反应最早由大量文献对SWERN氧化反应的Swern等人于1978年提出,经机理进行了深入研究,揭示了其过多年的研究和改进,已经成为独特的亲电取代过程有机合成中重要的氧化方法之一应用领域拓展绿色化进展34SWERN氧化反应在医药合成、近年来,研究人员致力于开发更天然产物合成等领域得到广泛加环保、更加高效的SWERN氧应用,并不断开发出新的反应条化反应新工艺,推动该反应的绿件和改进方法色化发展氧化反应研究热点SWERN反应机理研究反应条件优化深入探讨SWERN氧化反应的反应历程针对不同反应底物，优化温度、时间和关键转化步骤，为反应优化提供指、试剂等参数,提高反应效率和选择性导反应绿色化反应应用拓展研究SWERN氧化反应的绿色化改进,探索SWERN氧化反应在有机合成、医如使用环境友好试剂、减少溶剂用量药化学、天然产物合成等领域的广泛等应用氧化反应实验操作SWERN

1.试剂准备1准备DMSO、COCl

2、有机底物等反应所需试剂确保均匀分散并控制温度

2.反应装置2在干燥、惰性气氛下进行反应使用冰浴或低温恒温装置控制温度

3.原料投加3先加入DMSO和COCl2,缓慢加入有机底物反应过程中观察颜色变化

4.反应终止4反应完成后,通常加入三乙胺或其他碱性试剂终止反应,并抽滤分离

5.产物提取5使用有机溶剂提取产物,并进行柱层析纯化检测收率和纯度氧化反应产物分离SWERN浓缩与提取1反应结束后进行溶剂蒸发浓缩层析分离2采用柱层析或薄层色谱分离产物结晶析出3通过结晶方法分离纯化产物SWERN氧化反应产物分离一般分为三个步骤:首先进行反应溶剂的浓缩与提取,然后采用柱层析或薄层色谱等方法进行分离纯化,最后可以通过结晶的方法得到纯化的产品这些步骤能够有效分离SWERN氧化反应产物,确保产品纯度氧化反应产率计算SWERN氧化反应机理分析SWERN活性中间体亲核取代12SWERN氧化反应的关键是形成随后醇的羟基发生亲核取代反一种二甲基亚氨基酰氯中间体应，将氢取走生成相应的醛或，这种活性中间体能够有效地酮，同时释放出二甲基亚氨基从醇上夺氢还原剂作用反应条件控制34DMSO作为还原剂可以还原二反应温度和反应时间的控制对甲基亚氨基酰氯中间体为二甲于SWERN氧化反应的收率和选基亚砜,完成整个反应循环择性具有重要影响氧化反应反应条件优化SWERN温度控制反应时间等化剂用量缓冲条件优化SWERN氧化反应的最佳温度通常反应时间为30分钟至1小常用的三乙胺等化剂用量为在SWERN氧化反应中添加适范围为-60°C至-40°C反应时过短的反应时间会使得反

0.5-

1.5当量等化剂用量过量无机盐缓冲剂,如磷酸盐、温度过高会导致Cl-/DMSO络应不完全,而过长的反应时间少会影响反应进度,过多会增碳酸盐等,可以提高反应选择合物的分解,影响反应收率会导致副产物生成加后处理难度性和收率氧化反应绿色化进展SWERN溶剂替代催化剂优化采用更环保、更安全的溶剂替代开发高活性、高选择性、可回收传统的有毒有害溶剂,如使用水或利用的绿色催化剂,降低原料和能离子液体等绿色溶剂源消耗反应条件优化废弃物处理采用无溶剂、低温、微波等绿色采用生物降解、催化氧化等技术,反应条件,提高原子经济性和能源对反应产生的废弃物进行绿色处效率理氧化反应在有机合SWERN中的应用synthesis医药合成SWERN氧化反应常用于制备各类天然产物和医药中间体的关键步骤精细化工SWERN氧化在精细化工行业也广泛应用,用于合成各类精细化学品有机合成SWERN氧化在复杂有机分子合成中扮演着重要角色,可实现高效转化氧化反应在医药合成中的应用SWERN药物分子合成关键中间体制备天然药物提取SWERN氧化反应在医药化学中广泛应用于SWERN氧化可用于制备复杂药物分子中的SWERN氧化在提取天然药物成分时也有重药物分子的合成,可高效地将醇氧化为醛或关键中间体,是医药化学合成的重要手段要应用,可用于制备天然产物中的醛酮类化酮,为其他转化反应奠定基础合物氧化反应在天然产物合成中的应用SWERN生物活性天然产物合成复杂骨架构建官能团保护高收率转化SWERN氧化反应可用于生物SWERN氧化能有效地构建含SWERN氧化条件温和,不会对SWERN氧化反应的高化学选活性天然产物的关键合成步骤有醛基或酮基的复杂天然产物其他敏感基团造成损害,可用择性和良好的收率,使其在天,如杜仲酚、樟脑和柠檬醛等骨架,如金丝桃素和黄原酸等,于天然产物合成中的选择性官然产物合成的关键步骤中发挥其高效温和的反应条件有助为后续转化铺平道路能团保护重要作用于保持分子结构完整性氧化反应的未来发展方向SWERN绿色化与环境友好反应条件的优化12探索更环保、更可持续的SWERN氧化反应途径,减少有毒试进一步优化反应温度、时间、pH等条件,提高反应效率和产剂的使用,降低副产物排放率,实现更温和的反应条件反应机理的深入研究新试剂和新催化剂的开发34利用先进分析技术深入探究SWERN氧化反应的反应历程,为开发更高效、更选择性的新型试剂和催化剂,扩展SWERN氧反应优化和新反应的开发奠定基础化反应的应用范围。