用铬（VI） – 胺络合物氧化涉及通过氧化铬（VI） – 胺加合物和盐的作用将醇转化为羰基化合物或更高度氧化的产物。该试剂家族的代表性成员包括柯林斯试剂，氯铬酸吡啶鎓（PCC）和重铬酸吡啶鎓（PDC）。

介绍

Sarrett确定了吡啶和氧化铬（VI）（Collins试剂）的加合物作为选择性化合物，用于将伯醇和仲醇氧化成羰基化合物。^[2]尽管具有选择性，柯林斯试剂仍然存在与其制备，稳定性和效率相关的困难。反应性较低的加合物氯铬酸吡啶鎓（PCC）和重铬酸吡啶鎓（PDC）比醇类氧化中的柯林斯试剂更容易处理和更具选择性。这些试剂以及氮杂环与铬（VI）的其他更外来的加合物促进有机化合物的许多氧化转化，包括环化形成四氢呋喃衍生物和烯丙基转移以从烯丙醇提供烯酮。

用铬（VI）胺氧化具有两个主要限制。在操作上，铬氧化的焦油副产物导致产率降低和产物螯合。^[3]此外，Cr（VI） – 胺（特别是PCC）可能与酸不稳定的官能团发生反应。因此，这些试剂已用于相对简单的底物的氧化，通常过量以考虑试剂捕获和分解。使用诸如Celite或硅胶的吸附剂有助于去除铬副产物并消除与铬介导的氧化相关的许多操作困难。

（1）

机制与立体化学

流行机制

铬（VI） – 胺在大多数醇的氧化中涉及铬酸酯。在形成铬酸酯后，去质子化或氢化物转移产生产物羰基化合物。动力学同位素效应研究表明CH键裂解参与速率决定步骤。^[4]

（2）

可以用PCC完成烯醇的氧化环化以形成六元环。假定该过程通过醇的初始氧化，烯烃在新羰基上的攻击，然后再氧化成酮而发生。如下面的等式（3）所示，在用碱处理时可发生双键异构化。^[5]

（3）

由铬（VI） – 胺介导的重要过程是叔烯丙基醇的氧化转位，得到烯酮。^[6]该过程的机制可能取决于铬试剂的酸度。诸如PCC的酸性试剂可以引起铬酸酯的离子化和重组（路径A），而碱性试剂（柯林斯）可能通过σ重排（路径B）进行直接的烯丙基转位。

（4）

烯烃转化为环醚的氧化环化可以通过[3 + 2]，[2 + 2]，^[7]或环氧化机理进行。尽管最近的结构反应性研究提供了铬酸酯直接环氧化的证据，但确切的机制一直存在争议。^[8]随后的环氧化物开放和铬的释放导致观察到的产物。

（5）

范围和限制

缓冲剂可用于防止酸不稳定保护基团在铬（VI） – 胺氧化过程中被除去。然而，缓冲剂也会减缓氧化环化，导致醇的选择性氧化超过任何其他类型的氧化转化。例如，在PCC存在下环化成pugellols的香茅醇在使用缓冲液时不会发生环化。^[9] [10]

（6）

氧化环化可用于制备取代的四氢呋喃。二烯醇的环化导致以顺式方式形成两个四氢呋喃环。^[11]

（7）

烯酮可以通过各种铬（VI） – 胺试剂的作用由叔烯丙醇合成。通过形成更多取代的双键来驱动反应。（E） – 由于铬介导的几何异构化，因此形成的量大于（Z）异构体。^[12] [10]

（8）

适当取代的烯醇进行氧化环化，得到四氢呋喃。然后进一步氧化这些化合物，得到四氢吡喃基羰基化合物。^[13]

（9）

除了上述限制之外，铬（VI）试剂在含有杂原子（特别是氮）的基质的氧化中通常是不成功的。杂原子与铬的配位（最初与金属连接的胺配体的位移）导致氧化剂的失活和最终分解。

与其他方法比较

使用二甲基亚砜（Swern和Moffatt氧化）的方法优于铬（VI） – 胺，用于氧化具有可与铬配位的杂原子官能团的底物。^[14] Dess-Martin periodinane（DMP）具有操作简便，缺乏重金属副产物和选择性氧化复杂的后期合成中间体的优点。^[15]此外，两个DMP和二氧化锰（MnO的₂）可被用于氧化烯丙基醇为相应的烯酮，而不烯丙基换位。然而，当需要烯丙基转座时，铬（VI） – 胺试剂是无与伦比的。

使用廉价，清洁的末端氧化剂和催化量的铬试剂的催化方法仅产生少量的金属副产物。^[16]然而，可能会发生由化学计算量的氧化剂终端介导不期望的副反应。

实验条件和程序

典型条件

试剂级吡啶通常足以制备PDC和PCC。虽然这些试剂可能会随着时间的推移变暗，但它们的活性损失很小。分离的试剂应在黑暗中储存在干燥器中。当向吡啶中加入三氧化铬时应小心，因为已知吡啶的点燃发生。硅藻土或硅胶可用于促进从反应混合物中除去聚合铬副产物; 这些吸附剂也可作为方便的缓冲系统和干燥剂。

可以用浓HCl或10-15％HF水溶液从玻璃器皿中除去还原的铬残留物。不应丢弃固体铬废料，因为残留的CrO ₃可能会点燃。铬（VI）试剂是有毒的，应在通风良好的通风橱中小心处理。

示例程序^[17]

（10）

向对 – （3-羟丙基）苄醇（165mg，1mmol）的N，N-二甲基甲酰胺（3mL）溶液中加入重铬酸咪唑鎓（705mg，2mmol），并将混合物在室温下搅拌（ 4个小时）。反应完成后，将水（30mL）加入到反应混合物中，用乙醚萃取产物三次。乙醚萃取液用水和NaHCO ₃水溶液洗涤，用无水MgSO ₄干燥，蒸发至干。将粗产物进行硅胶柱色谱，用二氯甲烷 – 乙酸乙酯（4：1）作为洗脱剂，得到对 – （3-羟丙基）苯甲醛（112mg，68％）：¹ H NMR（CDCl _3））：δ1.8-2.3（m，2H），2.77（s，1H），2.93（t，2H，J = 6Hz），3.80（t，2H，J = 6Hz），7.4-7.98 （m，4H），10.10（s，1H）。IR（薄膜）1700 cm ^-1。和3-（4-甲酰基苯基）丙醛（4mg，3％）：¹ H NMR（CDCl ₃）：δ2.45-3.21（m，4H），7.31-7.85（m，4H），9.81（s， 1 H），9.95（s，1 H）。