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10.11 : アルコールの酸化

このレッスンでは、アルコールの酸化について詳しく説明します。 第一級および第二級アルコールの酸化に使用されるさまざまな試薬が詳細に説明され、それらの作用機序が提供されます。

化学反応における酸化プロセスは、次の 3 つの形式のいずれかで観察されます。

  • (i) 1 つ以上の電子の損失、
  • (ii) 水素の損失、
  • (iii) 酸素の添加。

酸化は還元の逆のプロセスであるため、カルボニルがアルコールに還元されると、アルコールも酸化されてカルボニルになります。 しかし、アルコールのカルボニルへの酸化は、出発アルコール中のヒドロキシル基に結合したα炭素上に存在する水素の数によって決まります。 したがって、第一級アルコールはアルデヒド、さらにはカルボン酸に酸化できますが、第二級アルコールは対応するケトンにのみ酸化できます。 α-プロトンがないため、第三級アルコールは酸化できません。 酸化中、それに対応して中心種の酸化状態が増加します。

試薬とメカニズム

一般的な試薬はジョーンズ試薬で、アセトンの存在下で硫酸水溶液に溶かした三酸化クロム溶液です。 反応は中間体のクロム酸エステルとそれに続く E2 経路を介して進行し、カルボニル種が生成されます。 ただし、ジョーンズ酸化は第二級アルコールの場合はケトンで終了しますが、第一級アルコールの場合は酸化が繰り返され、カルボン酸が生成されます。 酸化に使用されるもう 1 つの一般的な試薬は過マンガン酸カリウムです。 ジョーンズ試薬と同様に、過マンガン酸カリウムも第一級アルコールをカルボン酸に変換する強力な酸化剤です。 したがって、アルデヒドが必要な場合は、クロロクロム酸ピリジニウムや PCC などの選択試薬を使用する必要があります。

これらの試薬を使用する場合の大きな欠点の 1 つは、有毒なクロムのより高い酸化状態が関与することです。 したがって、Swern 酸化や Dess-martin 酸化などのより環境に優しい代替手段が設計されています。 塩化オキサリル、ジメチルスルホキシド (DMSO)、トリエチルアミン、ジクロロメタンなどの比較的毒性のない試薬を使用して、一級アルコールをアルデヒドに、二級アルコールをケトンに変換します。 そのメカニズムでは、Swern 酸化はアルキルスルホニウム化合物を介して進行し、Dess-Martin 酸化はペルヨージナン中間体を介して進行します。

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Oxidation Of AlcoholsReagentsMechanismPrimary AlcoholsSecondary AlcoholsTertiary AlcoholsCarbonylsReductionJones ReagentChromate EsterE2 PathwayCarboxylic AcidPotas

章から 10:

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