Baeyer-Villiger oxidation ｜酮制备酯

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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。