麻生明氧化反应

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TEMPO = 四甲基哌啶氧化物。2,2,6,6-四甲基哌啶氧自由基是一种市售的很稳定的氮氧自由基化合物 。另外类似的还有4-OH-TEMPO和4-甲氧基-TEMPO。在有机合成中可选择性的氧化伯醇到醛，也可以直接氧化得到羧酸。TEMPO和做共氧化剂的次氯酸钠或PhI(OAc)2一起使用。其中一个比较出名方法是 Anelli在1987年报道的在二氯甲烷-水两相溶剂中利用TEMPO（ ca. 1% mol）， NaOCl，KBr 和NaHCO3将醇氧化为醛酮的反应。【】。但是此方法氧化仲醇可以直接得到酮，伯醇要控制好次氯酸钠的当量，否则很容易过氧化得到羧酸。

2011年，麻生明院士团队便使用Fe(NO3)3·9H2O/TEMPO催化体系，O2作为氧化剂，NaCl作为添加剂，室温条件下可将联烯丙基醇、炔丙基醇选择性氧化为醛，部分烯丙基醇、苄醇甚至脂肪醇也适用于这种反应体系【 Adv. Synth. Catal . 2011 , 353, 1005-1012 】。考虑到成本问题，进一步将助催化剂TEMPO换作更为低廉的4-OH-TEMPO，更适合大规模生产的工艺流程【 Org. Process Res. Dev. 2019 , 23, 825-835 】。

2016年， 麻生明院士团队 发现月桂醛在类似的反应条件下（将氯化钠换成氯化钾），可高效转化为月桂酸。因此又开发出了新的方法，可以直接氧化伯醇得到羧酸【 J. Am. Chem. Soc. 2016 , 138, 8344-8347】。此方法不仅适合脂肪醇，芳香甲醇与炔丙醇也可顺利氧化为相应的羧酸，复杂结构的醇类天然产物分子也可利用该方法进行后期修饰。

利用Fe(NO3)3·9H2O，TEMPO（及其衍生物）作为催化剂，O2（空气）作为氧化剂，以NaCl作为添加剂将醇氧化为醛酮，或者以KCl为添加剂将伯醇氧化为羧酸的反应，被称为 麻生明氧化反应 。

反应机理

氧化得到醛酮历程: TEMPO和Fe3+偶联得到中间体1，醇经过配体交换得到中间体2，接着经过β-H消除和还原消除得到醛醛酮, TEMPOH和Fe2+，其间会产生微量的NO2，经Fe2+还原形成NO，O2将NO氧化为NO2，与此同时重生Fe3+，Fe3+将TEMPOH氧化为TMPO, 完成催化循环。

【Adv. Synth. Catal. 2011, 353, 1005-1012】

氧化到羧酸历程：TEMPO和Fe3+偶联得到Int1，醇经过配体交换得到Int2，接着经过β-H消除和还原消除得到醛。醛水合形成半缩醛，进行进行类似的反应历程得到羧酸。而与上方机理不同的是KCl却可以进一步推动醛氧化为羧酸，NaCl则无能为力。金属氯化物中不同抗衡阳离子与Cl-的静电相互作用不同，导致Cl-对Fe3+的配位能力不同，进而影响 Int 2, Int 3和Int4配体交换速度以及交换能力【J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 8344-8347】。

反应实例

【J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 8344-8347】

【Chem. Commun. 2017, 53, 5549-5552】

【Org. Lett.2018, 20, 4328-4331】

【Org. Process Res. Dev. 2019, 23, 825-835】