常用氧化剂——乙酰丙酮氧钒VO(acac)₂

KingDraw 2023-03-23 14:50:52

乙酰丙酮氧钒VO(acac)₂

【英文名称】 Vanadyl Bis(acetylacetonate)

【分子式】C₁₀H₄O₅V

【分子量】 265.18

【CA登录号】 3153-26-2

【缩写和别名】 VO(acac)₂,双(乙酰丙酮)氧钒。

【物理性质】蓝绿色晶体,mp 256-259 ℃,d 1.50 g/cm³。几乎不溶于水,溶于甲醇、乙醇、醚、氯仿、丙酮、二氧六环、苯和吡啶。

【制备和商品】国际大型试剂公司有销售。也可以五氧化二钒为原料,通过不同的还原反应将其变为 4 价钒后与乙酰丙酮进行配合制备。

【注意事项】须在干燥处避光储存,最好在无水条件下使用。若反应中使用的助氧化剂含有水,应先对助氧化剂进行干燥处理。

乙酰丙酮氧钒 [VO(acac)₂] 自身不具备催化活性。但在助氧化剂的存在下,它在反应体系中迅速由 4 价氧化成均相的 5 价钒化合物。5 价钒具有相应的氧化性质,可以有效地氧化多种有机官能团。因此, VO(acac)₂ 通常作为催化剂与其它助氧化剂一起使用,叔丁基过氧化氢(TBHP)为最常用的助氧化剂。

VO(acac)₂ 与 TBHP 结合使用,能有效地将烯丙基醇氧化成相应的环氧丙醇。普通烯烃在该条件下也能发生环氧化反应,但其反应速度只有烯丙基醇的 1/100,因此,此反应具有高度的区域选择性,该反应条件温和、产率高,已被广泛地应用于复杂结构天然产物的合成。

VO(acac)₂/TBHP 对烯丙基醇的环氧化反应具有相当高的顺反选择性。在一定条件下,此选择性与间氯过氧苯甲酸(m-CPBA)的环氧化反应相反而形成互补。在 2-环辛烯-1-醇的环氧化反应中,m-CPBA 主要给出反式产物,而 VO(acac)₂/TBHP 主要得到顺式产物。

在 VO(acac)₂/TBHP 的氧化条件下,邻烯基苯酚会选择性地将烯烃双键的 β-位氧化为酮。

VO(acac)₂ 与 TBHP 结合可以有效地将叔胺氧化成为 N-氧化物。在温和的条件下将苯胺氧化为硝基苯,这也提供了另外一种苯胺的氧化方法。

使用 VO(acac)₂/TBHP 或 VO(acac)₂/H₂O₂,可以在温和条件下高产率地将二烷基硫醚氧化成为相应的亚砜。当使用手性配体(L1)时,VO(acac)₂/H₂O₂ 能将烷基芳基硫醚对映选择性地氧化得到手性亚砜,条件温和且产率高,但对映选择性并不很好。而以 CHCl₃ 为溶剂,使用易得的手性配体(L2)进行动力学拆分可以达到高产率和高选择性的目的。

将 VO(acac)₂ 负载在多孔的氧化钛上作为非均相催化剂与 TBHP 结合,可以选择性地将苯硫醚系列化合物氧化成为亚砜。实验显示:催化剂套用 5 次后的反应收率没有明显的下降。

使用 O₂ 为 VO(acac)₂ 的助氧化剂,无疑使得反应更为经济和绿色,拥有潜在的发展前景。其在合成 3-巯基吲哚和炔酮的反应中得到了满意的结果。

摘自:《现代有机合成试剂——氧化反应试剂》,胡跃飞主编。

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