【人名反应】Baeyer-Villiger oxidation | 酮制备酯


定义

过氧酸将酮转化为酯,将环酮转化为内酯或羟基酸,这种反应就叫做Baeyer-Villiger氧化。

反应通式


起源与发展

早在1899年,A. Baeyer和V. Villiger在研究环酮的环裂解时就发现过氧酸将酮转化为酯,将环酮转化为内酯或羟基酸。

反应的一般特征

1)Baeyer-Villiger氧化能容忍分子中许多官能团的存在,例如,α,β-不饱和酮,氧化一般发生在羰基而不是C=C双键上
2)区域化学取决于不同烷基的迁移能力。对于无环化合物,R'通常必须是仲、叔或乙烯基。对于不对称的酮,富电子的烷基(取代较多的碳)先迁移。一般迁移顺序为叔烷基>环己基>仲烷基>芳基>伯烷基>甲基>H。对于取代芳基,一般顺序为:p-MeO-Ar > p-Me-Ar > p-Cl-Ar > p-Br-Ar > p-MeOAr > p-O2N-Ar。在某些情况下(如双环系统),不同的立体电子特征会影响基团的迁移
3)重排过程立体中心保持
4)多种过氧酸可作为反应的氧化剂,常用过氧酸活性次序如下:CF3CO­3H> monopermaleic acid > monoperphthalic acid > 3,5-dinitroperbenzoicacid > p-nitroperbenzoic acid > mCPBA ~ performic acid > perbenzoicacid > peracetic acid » H2O2 > t-BuOOH
5)在酶或手性过渡金属催化剂的作用下,外消旋或前手性酮也可以进行非对称氧化

机理

1953年,Doering和Dorfman通过氘代实验验证了反应的机理,他们的实验结果证实了Criegee于1948年提出的假说。
在第一步中,羰基被质子化以增加其亲电性,然后过氧酸加入到这些阳离子物质中形成所谓的Criegee中间体(加成物)。当羧酸(R1COOH)离开这个中间物时,形成一个缺电子的氧取代基,它立即发生烷基迁移。烷基的迁移和羧酸的脱去都是协同发生的。
尽管对Baeyer-Villiger氧化的机理进行了许多调查,但控制迁移倾向的因素仍然没有完全弄清楚。电子密度和空间体积强烈影响迁移能力,但这些影响的确切性质仍不清楚。

反应实例

1) Chem. Commun., 2016,52, 1230-1233


2)New J. Chem., 2015,39, 1315-1321


3) Green Chem., 2007,9, 459-462


4) Green Chem., 2005,7, 262-266


5) Green Chem., 2016,18, 2843-2850


6) RSC Adv., 2014,4, 12882-12917

评述

Baeyer-Villiger氧化,可以有效地将酮转化为酯,链状酮生成一般羧酸酯,环酮则形成环内酯。这些有效的转化,可以制备很多有用的化合物。

参考

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