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【背景及概述】[1][2][3]
氯鉻酸吡啶,分子式C5H4N·HCrO3Cl,簡稱PCC,即Pyridinium chlorochromate的縮寫,中文別名沙瑞特(Sarrett)試劑。PCC首先是E.J.Corey 于1975 年進行開發(fā)性研究之后發(fā)現(xiàn)的一種新的選擇性氧化劑。主要用于醇類氧化成醛/酮,碳水化合物中局部經(jīng)基選擇性氧化, 硼烷、肟(脫肟反應(yīng))氧化成羧基化合物,烯基叔醇直接氧化成不飽和醛;還可以使烯醇直接氧化成酯或內(nèi)酯等等。PCC 與其它常用的含鉻氧化劑如jons試劑、Colljn試劑等比較,它具有氧化能力較強,選擇性好,氧化過程中底物分子的烯鍵不受影響等特點,而且操作簡便。另外,由子P CC 的酸性較弱,因此那些對酸不穩(wěn)定的基團在氧化時仍可得以保存。PCC是一種溫和的氧化劑,橙黃色晶體。用來把醇有限度地氧化為醛,使用PCC的缺點為反應(yīng)時間太過冗長和PCC具有毒性。該試劑本身呈弱酸性,所以常跟緩沖劑比如乙酸鈉配合使用。如果吸入PCC,請將患者移到新鮮空氣處;如果皮膚接觸,應(yīng)脫去污染的衣著,用肥皂水和清水徹底沖洗皮膚,如有不適感,就醫(yī);如果眼晴接觸,應(yīng)分開眼瞼,用流動清水或生理鹽水沖洗,并立即就醫(yī);如果食入,立即漱口,禁止催吐,應(yīng)立即就醫(yī)。
【合成】
通常用三氧化鉻與鹽酸反應(yīng)生成氯鉻酸,隨后于0 ℃加入吡啶即得到桔黃色穩(wěn)定的氯鉻酸吡啶固體:
具體反應(yīng)步驟:在攪拌下將三氧化鉻(100克,1摩爾)迅速地加到6 N 的鹽酸(184 毫升,1.1摩爾中,經(jīng)5分鐘后,待均勻的溶液被冷卻到0℃ 時,將吡啶(79.1克,1摩爾)在10多分鐘內(nèi)小心地加入。溶液重新冷卻到0℃,得桔黃色固體, 把固體收集到燒結(jié)玻璃漏斗上過濾,真空干燥1 小時,收率250.5克,54% 。
【應(yīng)用】[3][4]
將PCC吸附于氧化鋁上,或?qū)CC陰離子支載于聚合物骨架上,制成聚乙烯基氯鉻酸吡啶 (PVPCC ) ,在合成中使用十分方便。反應(yīng)過程中消耗的樹脂可以定量地回收,再生后重新使用。因此PCC在有機合成特別在精細(xì)有機合成中, 是一種很有價值的選擇性氧化劑。PCC是一種溫和的氧化劑,用來把醇有限度地氧化為醛。應(yīng)用舉例如下:
1. 鏈狀炔醛:如6-庚炔醛是構(gòu)建長鏈化合物的有用中間體,在藥物合成中具有重要的應(yīng)用價值。一般情況下,采用羧酸在適當(dāng)?shù)倪€原劑作用下可以制備炔醛化合物,不影響碳碳三鍵,但產(chǎn)率不高;若采用二甲亞砜、草酰氯氧化,雖可以獲得較高的產(chǎn)率,但是需要在-78℃低溫下進行,反應(yīng)條件苛刻。沙瑞特試劑(Sarrett),即PCC可以在室溫下將醇氧化為醛,不影響不飽和鍵,便于工業(yè)化生產(chǎn),可以首先在乙二胺中、氫化鈉作用下進行3-庚炔-1-醇的重排反應(yīng),得到6-庚炔-1-醇,然后,采用沙瑞特試劑進行常溫氧化,結(jié)束后將反應(yīng)液通過一段硅膠柱純化,得到6-庚炔-1-醛,產(chǎn)率為93.2%。該方法制備6-庚炔-1-醛比較簡便易行,適合放大生產(chǎn),反應(yīng)過程如下:
2. 合成10?HDA,包括有以下步驟:
1)以甲苯為溶劑,由1,8?辛二醇和氫溴酸,在催化劑的作用下得到8?溴?1?辛醇;其中1,8?辛二醇和氫溴酸的摩爾比為1:1?1:1.6;
2)將步驟1)所得8?溴?1?辛醇在二氯甲烷中用氯鉻酸吡啶(PCC)氧化為8?溴辛醛;其中8?溴?1?辛醇和氯鉻酸吡啶的摩爾比為1:1.1?1:1.6;
3)將步驟2)所得8?溴辛醛與磷葉立德試劑(磷?;宜崛阴ィ┓磻?yīng)得到(2E)?10?溴?2?癸烯酸;其中8?溴辛醛和磷葉立德試劑的摩爾比為1:1?1:1.6;所得(2E)?10?溴?2?癸烯酸在堿性條件下水解后再酸化得到(2E)?10?羥基?2?癸烯酸(10?HDA)。
【主要參考資料】
[1] 宋洋; 張立軍. 利用沙瑞特試劑合成 6-庚炔醛. 合成化學(xué), 2010, 18.B09: 142-142.
[2] 肖艷華.10-HDA的合成工藝. CN201210033170.0,申請日2012-02-15
[3] 鐘琦; 邵建國. 一種新的選擇性氧化劑——氯鉻酸吡啶.揚州大學(xué)學(xué)報 (自然科學(xué)版), 1986, 1: 012.
[4] 氯鉻酸吡啶-有機合成中一種通用氧化劑.揚州大學(xué)學(xué)報 (自然科學(xué)版), 1984.