麻生明氧化反應

由于微信更改了訂閱號的推送規則，很多朋友不能快速找到我們，其實我們每天都在推送！您可以將有機合成設置為星標（點擊右上方“...", 設為星標），就能在微信訂閱號中快速找到我們，查看每天訂閱。

TEMPO = 四甲基哌啶氧化物。2,2,6,6-四甲基哌啶氧自由基是一種市售的很穩定的氮氧自由基化合物 。另外類似的還有4-OH-TEMPO和4-甲氧基-TEMPO。在有機合成中可選擇性的氧化伯醇到醛，也可以直接氧化得到羧酸。TEMPO和做共氧化劑的次氯酸鈉或PhI(OAc)2一起使用。其中一個比較出名方法是 Anelli在1987年報道的在二氯甲烷-水兩相溶劑中利用TEMPO（ ca. 1% mol）， NaOCl，KBr 和NaHCO3將醇氧化為醛酮的反應。【】。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鈉的當量，否則很容易過氧化得到羧酸。

2011年，麻生明院士團隊便使用Fe(NO3)3·9H2O/TEMPO催化體系，O2作為氧化劑，NaCl作為添加劑，室溫條件下可將聯烯丙基醇、炔丙基醇選擇性氧化為醛，部分烯丙基醇、芐醇甚至脂肪醇也適用于這種反應體系【 Adv. Synth. Catal . 2011 , 353, 1005-1012 】。考慮到成本問題，進一步將助催化劑TEMPO換作更為低廉的4-OH-TEMPO，更適合大規模生產的工藝流程【 Org. Process Res. Dev. 2019 , 23, 825-835 】。

2016年， 麻生明院士團隊 發現月桂醛在類似的反應條件下（將氯化鈉換成氯化鉀），可高效轉化為月桂酸。因此又開發出了新的方法，可以直接氧化伯醇得到羧酸【 J. Am. Chem. Soc. 2016 , 138, 8344-8347】。此方法不僅適合脂肪醇，芳香甲醇與炔丙醇也可順利氧化為相應的羧酸，復雜結構的醇類天然產物分子也可利用該方法進行后期修飾。

利用Fe(NO3)3·9H2O，TEMPO（及其衍生物）作為催化劑，O2（空氣）作為氧化劑，以NaCl作為添加劑將醇氧化為醛酮，或者以KCl為添加劑將伯醇氧化為羧酸的反應，被稱為 麻生明氧化反應 。

反應機理

氧化得到醛酮歷程: TEMPO和Fe3+偶聯得到中間體1，醇經過配體交換得到中間體2，接著經過β-H消除和還原消除得到醛醛酮, TEMPOH和Fe2+，其間會產生微量的NO2，經Fe2+還原形成NO，O2將NO氧化為NO2，與此同時重生Fe3+，Fe3+將TEMPOH氧化為TMPO, 完成催化循環。

【Adv. Synth. Catal. 2011, 353, 1005-1012】

氧化到羧酸歷程：TEMPO和Fe3+偶聯得到Int1，醇經過配體交換得到Int2，接著經過β-H消除和還原消除得到醛。醛水合形成半縮醛，進行進行類似的反應歷程得到羧酸。而與上方機理不同的是KCl卻可以進一步推動醛氧化為羧酸，NaCl則無能為力。金屬氯化物中不同抗衡陽離子與Cl-的靜電相互作用不同，導致Cl-對Fe3+的配位能力不同，進而影響 Int 2, Int 3和Int4配體交換速度以及交換能力【J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 8344-8347】。

反應實例

【J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 8344-8347】

【Chem. Commun. 2017, 53, 5549-5552】

【Org. Lett.2018, 20, 4328-4331】

【Org. Process Res. Dev. 2019, 23, 825-835】