【OL】新型有機氧化劑，選擇性氧化伯醇和醛到羧酸！

伯醇和醛向羧酸的氧化是有機合成中的基礎反應。傳統方法將醇或醛氧化物為羧酸有諸多局限性，傳統氧化劑（如鉻鹽、高錳酸鉀、高價碘試劑）存在毒性、選擇性差或需要過量使用的問題。TEMPO/共氧化劑體系及過渡金屬催化（如Ru、Pd、Ir等）在復雜分子中易導致副反應，無法滿足特定底物的選擇性需求。開發一種無需金屬、高選擇性且耐受敏感官能團的新方法至關重要。

本文報道了一種新型化學選擇性氧化劑---- 1-羥基環己基苯基酮（1-HCPK），用于將伯醇和醛高效轉化為相應羧酸。該無金屬反應具有以下特點：（1）使用新型氧化劑；（2）操作簡便；（3）高分離收率；（4）優異的官能團耐受性，即使在敏感官能團（如仲醇和叔丁基亞磺酰胺）存在下仍能保持選擇性。

反應優化

關鍵氧化劑：1-羥基環己基苯基酮（1-HCPK），廉價易得（市售價格50–80美元/千克）。

最佳條件：DME為溶劑，NaOH為堿，80°C反應，克級規模收率達94%。

底物普適性

伯醇氧化：苯甲醇（含供電子/吸電子基團）、脂肪族伯醇、含雜環/烯烴/炔烴/醚/胺的底物均兼容，收率80–99%。空間位阻底物（如鄰位取代苯甲醇）需延長反應時間，但仍獲高收率（28–33）。

醛氧化： 芳香醛（如苯甲醛、胡椒醛）和脂肪醛均高效轉化為羧酸，僅需1當量1-HCPK。含伯/仲醇的醛（如底物43、44）選擇性氧化醛基為羧酸。

選擇性驗證：在含硫醚、胺、叔丁基亞磺酰胺、仲醇的復雜分子中，伯醇選擇性氧化為羧酸（收率72–97%）。

反應機理研究

對照實驗：無1-HCPK時無反應；TEMPO不影響反應，排除自由基路徑。

1-HCPK的羥基為關鍵，其甲基醚衍生物（60）無活性，表明羥基通過形成鈉鹽激活羰基。

同位素標記（2H、1?O）證實氫轉移機制，醛中間體快速氧化為酸。

反應路徑：1-HCPK與NaOH形成鈉鹽，通過協同氫轉移將伯醇氧化為醛，隨后快速羥基化為羧酸。選擇性源于仲醇的位阻（模型B）阻礙與1-HCPK苯環的相互作用。

氧化劑回收

反應副產物二醇（61）經KBr/Oxone氧化可回收1-HCPK（收率95%）。

本文開發了一種基于氫原子轉移的新型化學選擇性氧化方法，用于伯醇和醛向羧酸的轉化。該方法使用廉價易得的1-HCPK為氧化劑，具有以下優勢：（1）無需金屬催化劑；（2）高官能團耐受性（兼容仲醇、叔丁基亞磺酰胺等）；（3）操作簡便且可規模化（克級驗證）；（4）氧化劑可循環利用。機理研究表明反應通過協同氫轉移路徑進行。該方法為復雜分子合成提供了實用工具。

Org. Lett. 2021, 23, 6648–6653

Wen-Yun Tan, Yi Lu, Jing-Feng Zhao, Wen Chen, Hongbin Zhang*