Окисление по Джонсу

Вы все, должно быть, знакомы с реакцией окисления первичных спиртов до карбоновых кислот дихроматом или перманганатом калия в кислой среде:

Получение м-толуиловой кислоты из м-метилбензилового спирта
Получение м-толуиловой кислоты из м-метилбензилового спирта

Этот метод имеет недостатки — он не селективен (не избирателен) и не даёт больших выходов. Окисление Джонса – сравнительно новый метод, который позволяет нам проводить эффективный синтез новых веществ при помощи все тех же дихромата и перманганата калия.

Оно проводится с помощью реактива Джонса — смеси хромового ангидрида (CrO3), концентрированной серной кислоты и воды, которая представляет собой 2.67М раствор хромовой кислоты.

Приготовление реактива Джонса
Приготовление реактива Джонса

В этой статье вы более детально ознакомитесь с этой реакцией. Пример:

Получение циклооктанона из циклооктанола.
Получение циклооктанона из циклооктанола.

Механизм

Давайте разбираться в механизме. На первой стадии хромовая кислота присоединяется к спирту, получается эфир минеральной кислоты. Далее вода атакует это не стойкое соединение, получается кетон.

Окисление по Джонсу, image #4

Синтетические возможности

Окисление по Джонсу проводится в избытке ацетона (на 1 объём спирта 10 объёмов ацетона) добавлением 2.67М р-ра хромовой кислоты — реактива Джонса, при этом смесь расслаивается на два слоя — ацетоновый и водный с восстановившимся хромом 3+. Огромным преимуществом этой реакции является то что с помощью реактива Джонса можно окислять спирты содержащие в своей структуре кратные связи, но только если окисление проводится при 0 градусов, если же окисление проводят при комнатной температуре кратные связи тоже окислятся. Например:

Как можно видеть при нуле градусов тройная связь не затрагивается
Как можно видеть при нуле градусов тройная связь не затрагивается

Также эта реакция хороша для окисления природных соединений

например такого
например такого

Во всех примерах мы рассматривали окисление вторичных спиртов так как остановить окисление первичных спиртов по Джонсу до альдегидов не возможно! Окисление проходит до кислот:

Окисление циклооктилкарбинола до циклооктанкарбоновой кислоты
Окисление циклооктилкарбинола до циклооктанкарбоновой кислоты

В 2001 году американские химики решили эту проблему. Они стали добавлять силикагель в реактиве Джонса. Это позволило получать альдегиды с достаточно высокими выходами например (чего не возможно получить с помощью обычного окисления Джонса):

Получение о-метоксибензальдегида из о-метоксибензилового спирта
Получение о-метоксибензальдегида из о-метоксибензилового спирта

Преимущества и недостатки

Ещё одно преимущество реакции Джонса состоит в том, что если окисление проводить при 0 градусов, кратные связи не будут затрагиваться.

Минусы: хром - сильный канцероген.

А на этом всё. Любите химию — мать вашу!

2213 views·24 shares