L’oxydation de Swern consiste en la formation d’un groupe carbonyle attaché à deux chaînes latérales, qui peuvent donner naissance à une cétone ou à un aldéhyde.
En 1976, Daniel Swern et ses collaborateurs ont rapporté que le traitement du DMSO (sulfoxyde de diméthyle) avec l’anhydride trifluoroacétique (TFAA) à -50 °C dans le dichlorométhane produisait du trifluoroacétoxyéthoxydiméthylsulfonium trifluoroacétate, qui réagit facilement avec les alcools de 1er ou de 2ème génération. Le trifluoroacétate d’alkoxydiméthylsulfonium, associé à l’addition de triéthylamine (Et3N), provoque une oxydation, générant les aldéhydes et/ou les cétones correspondants avec un bon rendement.
En 1978, le chlorure d’oxalyle a été introduit.
qui s’avère beaucoup plus efficace que le TFAA en tant qu’agent activateur du DMSO
lors de l’oxydation des alcools.
Mécanisme
Il se compose de trois étapes :
Dans la première étape (à des températures inférieures à -30 °C), le sulfoxyde de diméthyle (DMSO) attaque nucléophilement l’anhydride trifluoroacétique, expulsant ainsi une unité trifluoroacétate, qui reste liée au trifluoroacétoxydiméthylsulfonium intermédiaire, puis, par réarrangement de Pummerer (températures supérieures à -30 °C), un produit secondaire est formé.
Dans un deuxième temps, l’alcool (1° ou 2°) attaque l’atome de soufre du produit secondaire, ce qui entraîne un réarrangement et l’expulsion d’une molécule d’acide trifluoroacétique, formant ainsi un sel d’alcoxysulfonium, qui perd ensuite un hydrogène par attaque de l’amine tertiaire, laissant finalement un ilide d’alcoxysulfonium.
Enfin, un réarrangement intramoléculaire dans l’ilide conduit à l’expulsion du thioéther et à la libération de l’aldéhyde ou de la cétone correspondante.
Mécanisme alternatif
Ce mécanisme, qui utilise le chlorure d’oxalyle au lieu de l’anhydride trifluoroacétique, est plus fréquemment utilisé. Il consiste essentiellement en ce qui suit :
Dans la première étape, le sulfoxyde de diméthyle attaque l’un des groupes carbonyles du chlorure d’oxalyle, ce qui entraîne l’expulsion d’un ion chlorure, qui piège l’unité sulfoxyde de diméthyle, créant ainsi un sel de chlorosulfonyle, avec du dioxyde de carbone et du monoxyde de carbone comme sous-produits.
Dans la deuxième étape, l’alcool attaque le sel de chlorosulfonium, avec perte d’acide chlorhydrique (HCl), puis l’amine tertiaire intervient, abstrayant un proton (atome d’hydrogène) correspondant à l’intermédiaire formé, libérant l’illide d’alkoxysulfonium.
Enfin, la troisième étape se déroule par réarrangement intramoléculaire dans l’ilide, conduisant à l’expulsion du thioéther et à la libération de l’aldéhyde ou de la cétone correspondante.