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有機化学において、ダニエル・スワーンにちなんで名付けられたモファット・スワーンとも呼ばれるスワーン酸化は、塩化オキサリル、ジメチルスルホキシド（DMSO）、およびトリエチルアミンなどの有機塩基を用いて、第一級または第二級アルコール（−OH）をアルデヒド（−CH=O）またはケトン（>C=O）に酸化する化学反応である。[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]これは、「活性化DMSO」酸化として一般的に呼ばれる多くの酸化反応の1つである。この反応は、穏やかな性質と官能基に対する幅広い許容性で知られている。[ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]
副生成物はジメチルスルフィド（(CH 3 ) 2 S）、一酸化炭素（CO）、二酸化炭素（CO 2）、そしてトリエチルアミンを塩基として使用した場合の塩化トリエチルアンモニウム（Et 3 NHCl）です。揮発性副生成物のうち、ジメチルスルフィドは強い臭いがあり、一酸化炭素は急性毒性があるため、反応と後処理はドラフトチャンバー内で行う必要があります。ジメチルスルフィドは揮発性液体（沸点99 °F (37 °C)）で、低濃度でも不快な臭いがあります。[ 8 ] [ 9 ] [ 10 ]
スワーン酸化の最初のステップは、DMSO（ 1a、形式的には共鳴寄与体1b）とシュウ酸クロリド（2）との低温反応である。最初の中間体3はすぐに分解して二酸化炭素と一酸化炭素を放出し、クロロ（ジメチル）スルホニウムクロリド（4 ）を生成する。
アルコール5を添加すると、クロロ(ジメチル)スルホニウムクロリド4がアルコールと反応して、重要なアルコキシスルホニウムイオン中間体6を生成する。少なくとも2当量の塩基（通常はトリエチルアミン）を添加すると、アルコキシスルホニウムイオンが脱プロトン化されて硫黄イリド7が生成する。5員環遷移状態において、硫黄イリド7は分解してジメチルスルフィドと目的のカルボニル化合物8を生成する。
脱水剤として塩化オキサリルを使用する場合、副反応を避けるために反応温度を-76 °F (-60 °C)より低く保つ必要があります。塩化オキサリルの代わりにシアヌル酸クロリド[ 11 ]またはトリフルオロ酢酸無水物[ 12 ]を使用すると、副反応を起こすことなく反応温度を-22 °F (-30 °C)まで上げることができます。重要な中間体6の生成を開始するための DMSO の活性化の他の方法としては、カルボジイミド( Pfitzner–Moffatt 酸化)、三酸化硫黄ピリジン錯体( Parikh–Doering 酸化)、または無水酢酸( Albright–Goldman 酸化)の使用があります。中間体4 は、ジメチルスルフィドとN-クロロスクシンイミド( Corey–Kim 酸化)からも調製できます。
場合によっては、塩基としてトリエチルアミンを使用すると、新たに生成したカルボニル基のα位の炭素でエピマー化が起こることがあります。ジイソプロピルエチルアミンなどの嵩高い塩基を使用することで、この副反応を軽減できます。
スワーン酸化の副生成物であるジメチルスルフィドは、有機化学において最も悪名高い不快臭の一つです。人間はこの化合物を0.02～0.1ppmという低濃度でも感知できます。[ 13 ]この問題を解決する簡単な方法は、使用済みのガラス器具を漂白剤またはオキソン溶液ですすぐことです。これによりジメチルスルフィドはジメチルスルホキシドまたはジメチルスルホンに酸化され、どちらも無臭で無毒です。[ 14 ]
反応条件により、ジョーンズ酸化などの酸性酸化条件下で分解する可能性のある酸に敏感な化合物の酸化が可能になります。例えば、トンプソンとヒースコックによるセスキテルペンイソベレラールの合成[ 15 ]では、最終段階でスワーンプロトコルを使用し、酸に敏感なシクロプロパンメタノール部分の転位を回避しています。
