Oxidação Fétizon - Fétizon oxidation
A oxidação de Fétizon é a oxidação de álcoois primários e secundários utilizando o composto de carbonato de prata (I) absorvido na superfície da celite, também conhecido como reagente de Fétizon, empregado pela primeira vez por Marcel Fétizon em 1968. É um reagente suave, adequado para sensibilidade a ácidos e bases compostos. Sua grande reatividade com lactóis torna a oxidação de Fétizon um método útil para obter lactonas a partir de um diol . A reação é inibida significativamente por grupos polares dentro do sistema de reação, bem como impedimento estérico do α-hidrogênio do álcool.
Preparação
O reagente de Fétizon é tipicamente preparado adicionando nitrato de prata a uma solução aquosa de um carbonato, como carbonato de sódio ou bicarbonato de potássio , enquanto é agitado vigorosamente na presença de celite purificada.
Mecanismo
Um mecanismo proposto para a oxidação de um álcool pelo reagente de Fétizon envolve a oxidação de um único elétron do oxigênio alcoólico e do hidrogênio alfa para o álcool por dois átomos de prata (I) dentro da superfície da celite. O íon carbonato então prossegue para desprotonar o bicarbonato de geração de carbonila resultante que é ainda protonado pelo cátion de hidrogênio gerado adicionalmente para causar a eliminação de água e geração de dióxido de carbono .
A etapa limitante da taxa dessa reação é proposta como sendo a associação inicial do álcool aos íons de prata. Como resultado, a presença de ligantes ainda fracamente associados à prata pode inibir muito a reação. Como resultado, até mesmo solventes ligeiramente polares de qualquer variedade, como acetato de etila ou metil etil cetona , são evitados ao usar este reagente, pois eles se associam competitivamente com o reagente. Funcionalidades polares adicionais do reagente também devem ser evitadas sempre que possível, pois mesmo a presença de um alceno pode às vezes reduzir a reatividade de um substrato em 50 vezes. Os solventes comumente empregados, como benzeno e xileno, são extremamente apolares e uma maior aceleração da reação pode ser alcançada através do uso de heptano mais apolar . O solvente também é tipicamente refluxado para conduzir a reação com calor e remover a água gerada pela reação por meio de destilação azeotrópica . O impedimento estérico do hidrogênio alfa para o álcool é a principal determinação da taxa de oxidação, pois afeta a taxa de associação. Álcoois terciários sem um hidrogênio alfa são selecionados contra e geralmente não oxidam na presença do reagente de Fétizon.
Aumentar a quantidade de celite usada no reagente acelera a taxa da reação, aumentando a área de superfície disponível para reagir. No entanto, aumentar a quantidade de celite para além de 900 gramas por mole de carbonato de prata (I) começa a retardar a reação devido aos efeitos de diluição.
Reatividade
O reagente de Fétizon é usado principalmente na oxidação de álcoois primários ou secundários em aldeídos ou cetonas, com uma ligeira seletividade para álcoois secundários e insaturados . A reação é tipicamente realizada em um solvente orgânico não polar seco sob refluxo com agitação abundante. O tempo de reação varia com a estrutura do álcool e é normalmente concluído em três horas. Uma propriedade muito atrativa do reagente de Fétizon é sua capacidade de ser separado do produto da reação por filtração física e lavagem com benzeno. A incapacidade do reagente de Fétizon de oxidar álcoois terciários torna-o extremamente útil na monooxidação de um [1,2] diol no qual um dos álcoois é terciário, evitando a clivagem da ligação carbono-carbono.
A suavidade e a sensibilidade estrutural do reagente também tornam este reagente ideal para a monooxidação de um diol simétrico.
Os lactóis são extremamente sensíveis ao reagente de Fétizon, sendo oxidados muito rapidamente a uma funcionalidade de lactona. Isso permite a oxidação seletiva de lactóis na presença de outros álcoois. Isso também permite o uso clássico do reagente de Fétizon para formar lactonas a partir de um diol primário. Ao oxidar um dos álcoois a um aldeído, o segundo álcool se equilibra com o aldeído para formar um lactol que reage rapidamente com mais reagente de Fétizon para aprisionar o intermediário cíclico como uma lactona. Este método permite a síntese de lactonas de sete membros que são tradicionalmente mais difíceis de sintetizar.
Os grupos funcionais de fenol podem ser oxidados em suas respectivas formas quinonas . Essas quinonas podem se acoplar ainda mais em solução, produzindo numerosas dimerizações, dependendo de seus substituintes.
Foi demonstrado que as aminas oxidam na presença do reagente de Fétizon a enaminas e cátions iminium que foram aprisionados, mas também podem ser selecionadas em um composto com funcionalidades de álcool mais facilmente oxidadas. O reagente de Fétizon também pode ser usado para facilitar a cicloadição de uma 4-hidroxi-2-furoquinilona e uma olefina para formar diidrofuroquinolinonas.
Protegendo grupos
Para-metoxibenzil (PMB) é um grupo protetor comumente usado para álcoois contra o reagente de Fétizon. Como a oxidação de Fétizon é uma reação neutra, grupos de proteção sensíveis a ácidos e bases também são compatíveis com o reagente e com os produtos gerados.
Grupos sensíveis
Embora os álcoois terciários normalmente não sejam afetados pelo reagente de Fétizon, foi demonstrado que os álcoois propargílicos terciários oxidam sob essas condições e resultam na fragmentação do álcool com um grupo de saída alcino .
Foi demonstrado que halidrinas que possuem uma estereoquímica trans formam epóxidos e produtos transpostos na presença do reagente de Fétizon. As haloidrinas que possuem uma cis-estereoquímica parecem realizar uma oxidação típica de Fétizon a uma cetona.
[1,3] dióis têm uma tendência de eliminar a água após a monooxidação pelo reagente de Fétizon para formar uma enona .
Sob diferentes condições estruturais, [1,2] dióis podem formar dicetonas na presença do reagente de Fétizon. No entanto, a clivagem da ligação carbono-carbono oxidativa também pode ocorrer.
Formulários
Desde a sua descoberta como um método útil de oxidação, o reagente de Fétizon tem sido usado na síntese total de várias moléculas, como (±) -bukittinggine. O reagente de Fétizon também tem sido amplamente empregado no estudo de vários açúcares químicos, para alcançar a oxidação seletiva de aldoses tri e tetra metiladas em aldolactonas, oxidação de D-xilose e L-arabinose em D-treose e L-eritrose, respectivamente, e oxidação de L-sorbose para fornecer L-threose entre muitos outros.