Efficient and Highly Selective Oxidation of Sulfides to Sulfoxides in the Presence of an Ionic Liquid Containing Hypervalent Iodine

Abstract

A mild, efficient, highly selective, and environmentally friendly oxidation of sulfides to sulfoxides with a recyclable ion-supported hypervalent iodine reagent has been developed. This reaction is tolerant of hydroxyl, nitrile, methoxy, carbon-carbon double bonds, and ester functionalities. Aliphatic and aromatic sulfides are selectively oxidized to the corresponding sulfoxides at room temperature in excellent yields.

Key words

hypervalent iodine reagent - sulfides - sulfoxides - oxidation - ionic liquids

References and Notes

• 1a Padwa A. Danca MD. Org. Lett.  2002,  4:  715 
• 1b Matrin SE. Rossi LI. Tetrahedron Lett.  2001,  42:  7147 
• 1c Prilezhaeva EN. Russ. Chem. Rev.  2000,  69:  367 
• 1d Carreno MC. Chem. Rev.  1995,  95:  1717 
• 1e Block E. Angew. Chem., Int. Ed. Engl.  1992,  31:  1135 
• 1f Holland HL. Chem. Rev.  1988,  88:  473 
• 1g Rich DH. Tam JP. J. Org. Chem.  1977,  42:  3815 
• 2a Hajipour AR. Hantehzadeh M. Phosphorus, Sulfur Silicon Relat. Elem.  2000,  161:  181 
• 2b Hajipour AR. Indian J. Chem., Sect. B: Org. Chem. Incl. Med. Chem..  1997,  36:  329 
• 2c Hajipour AR. Synth. Commun.  1996,  26:  3627 
• 2d Hajipour AR. Pyne SG. J. Chem. Res., Synop.  1995,  360 
• 2e Zahouily M. Journet M. Malacria M. Synlett  1994,  366 
• 2f Pyne SG. Hajipour AR. Prabakaran K. Tetrahedron Lett.  1994,  35:  645 
• 2g Pyne SG. Hajipour AR. Tetrahedron  1992,  48:  9385 
• 2h Posner GH. Weitzberg M. Hamill TG. Asirvatham E. He C.-H. Clardy J. Tetrahedron  1986,  42:  2919 
• 2i Block E. Reactions of Organosulfur Compounds   Academic Press; New York: 1978. 
• 3a For a recent review on the oxidation of sulfides to sulfoxides, see: Kowalski P. Mitka K. Ossowska K. Kolarska Z. Tetrahedron  2005,  61:  1933 
• 3b Kar G. Saikia AK. Bora U. Dehury SK. Chaudhuri MK. Tetrahedron Lett.  2003,  44:  4503 
• 3c Shaabani A. Teimouri MB. Safaei HR. Synth. Commun.  2000,  30:  265 
• 3d Choudhary K. Suri D. Kothari S. Banerji KK. J. Phys. Org. Chem.  2000,  13:  283 
• 3e Wilson GE. Tetrahedron  1982,  38:  2597 
• 3f Humffray AA. Imberger HE. J. Chem. Soc., Perkin Trans. 2  1981,  328 
• 3g Drabowicz J. Midura W. Mikoajczyk M. Synthesis  1979,  39 
• 4a Hirano M. Yakabe S. Itoh S. Clark JH. Morimotoa T. Synthesis  1997,  1161 
• 4b Ohkata K. Takee K. Akiba K. Bull. Chem. Soc. Jpn.  1985,  58:  1946 
• 4c Young PR. Till M. J. Org. Chem.  1982,  47:  1416 
• 4d Young PR. Hsieh LS. J. Org. Chem.  1982,  47:  1419 
• 4e Cere V. Guenzi A. Pollicino S. Sandri E. Fava A. J. Org. Chem.  1980,  45:  261 
• 4f Reamonn LSS. O’Sullivan WI. J. Chem. Soc., Chem. Commun.  1976,  1012 
• 5a Hirano M. Yakabe S. Clark JH. Morimoto T. J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1  1996,  2693 
• 5b Hirano M. Yakabe S. Clark JH. Kudo H. Morimoto T. Synth. Commun.  1996,  26:  1875 
• 5c Hirano M. Kudo H. Morimoto T. Bull. Chem. Soc. Jpn.  1994,  67:  1492 
• 5d Morimoto T. Hirano M. Aikawa Y. Zhang X. J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1  1988,  2423 
• 6a Shaabani A. Bazgir A. Soleimani K. Salehi P. Synth. Commun.  2003,  33:  2935 
• 6b Ho TL. Synth. Commun.  1979,  9:  237 
• 7a Karimi B. Ghoreishi-Nezhad M. Clark JH. Org. Lett.  2005,  7:  625 
• 7b Xu WL. Li YZ. Zhang QS. Zhu HS. Synthesis  2004,  227 
• 7c Legros J. Bolm C. Angew. Chem. Int. Ed.  2004,  43:  4225 
• 7d Legros J. Bolm C. Angew. Chem. Int. Ed.  2003,  42:  5487 
• 7e Ravikumar KS. Begue JP. Delpon DB. Tetrahedron Lett.  1998,  39:  3141 
• 7f Hulea V. Moreau P. Di Renzo F. J. Mol. Catal. A: Chem.  1996,  111:  325 
• 8a Surendra K. Krishnaveni NS. Kumar VP. Sridhar R. Rao KR. Tetrahedron Lett.  2005,  46:  4581 
• 8b Padmavathi V. Reddy TVR. Reddy KA. Reddy DB. J. Heterocycl. Chem.  2003,  40:  149 
• 8c Harville R. Reed SF. J. Org. Chem.  1968,  33:  3976 
• 9 Edwards D. Stenlake JB. J. Chem. Soc.  1954,  3272 
• 10a Brinksma RL. Crois BLF. Donnoli MI. Rosini C. Tetrahedron Lett.  2001,  24:  4049 
• 10b Reamonn LSS. O’Sullivan WI. J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1  1980,  1194 
• 10c Castrillon JRA. Szmant HH. J. Org. Chem.  1967,  32:  976 
• 10d Harville R. Reed SF. J. Org. Chem.  1968,  33:  3976 
• 10e Barnard D. J. Chem. Soc.  1956,  489 
• 11a Kaczorowska K. Kolarska Z. Mitka K. Kowalski P. Tetrahedron  2005,  61:  8315 
• 11b Al-Hashimi M. Roy G. Sullivan AC. Wilson JRH. Tetrahedron Lett.  2005,  46:  4365 
• 11c Chen YJ. Shen JY. Tetrahedron Lett.  2005,  46:  4025 
• 12a Zhdankin VV. Stang PJ. Chem. Rev.  2002,  102:  2523 
• 12b Wirth T. Top. Curr. Chem.  2002,  224:  185 
• 12c Stang PJ. Zhdankin VV. Chem. Rev.  1996,  96:  1123 
• 12d Ochiai M. Rev. Heteroat. Chem.  1989,  2:  92 
• 12e Hudlick M. Oxidations in Organic Chemistry   American Chemical Society Monograph 186:  American Chemical Society; Washington DC: 1990.  Chap. 1.
• 12f Hudlick M. Oxidations in Organic Chemistry   American Chemical Society Monograph 186:  American Chemical Society; Washington DC: 1990.  Chap. 3.
• 13a Shukla VG. Salgaonkar PD. Akamanchi KG. J. Org. Chem.  2003,  68:  5422 
• 13b Tohma H. Maegawa T. Kita Y. Arkivoc  2003,  (vi):  62 
• 13c Tohma H. Takizawa S. Morioka H. Meagawa T. Kita Y. Chem. Pharm. Bull.  2000,  48:  445 
• 13d Tohma H. Takizawa S. Watanabe H. Fukuoka Y. Meagawa T. Kita Y. J. Org. Chem.  1999,  64:  3519 
• 13e Tohma H. Takizawa S. Watanabe H. Kita Y. Tetrahedron Lett.  1998,  39:  4547 
• 13f Xia M. Chen Z. Synth. Commun.  1997,  27:  1315 
• 13g Ray DG. Koser GF. J. Org. Chem.  1992,  57:  1607 
• 13h Koser GF. Kokil PB. Shah M. Tetrahedron Lett.  1987,  28:  5431 
• 14 Koposov AY. Zhdankin VV. Synthesis  2005,  22 
• 15a Qian W. Jin E. Bao W. Zhang Y. Angew. Chem. Int. Ed.  2005,  44:  952 
• 15b Qian W. Jin E. Bao W. Zhang Y. J. Chem. Res.  2005,  613 
• 15c Qian W. Jin E. Bao W. Zhang Y. Tetrahedron  2006,  62:  556 
• 16 Srinivasan C. Chellamani A. Kuthalingam P. J. Org. Chem.  1982,  47:  428 
• 17a Wilkes JS. Zaworotko MJ. Chem. Commun.  1992,  965 
• 17b Holbrey JD. Seddon KR. J. Chem. Soc., Dalton Trans.  1999,  2133 
• 18a Organic Synthesis in Water   Grieco PA. Blackie Academic; London: 1998. 
• 18b Organic Reactions in Aqueous Media   Li CJ. Chen TH. Wiley; New York: 1997. 
• 18c Pironti V. Colonna S. Green Chem.  2005,  7:  43 
• 18d Estrine B. Bouquillon S. Henin F. Muzart J. Green Chem.  2005,  7:  219 
• 18e Fioroni G. Fringuelli F. Pizzo F. Vaccaro L. Green Chem.  2003,  5:  425 
• 18f Bai L. Wang J. Zhang Y. Green Chem.  2003,  5:  615 
• 18g Zha Z. Wang Y. Yang G. Zhang L. Wang Z. Green Chem.  2002,  4:  578 
• 18h Li CJ. Green Chemical Syntheses and Processes   ACS Symposium Series 767:  Anastas PT. Heine LG. Williamson TC. American Chemical Society; Washington DC: 2000.  p.62 

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Typical Procedure: To a solution of methyl phenyl sulfide (62 mg, 0.5 mmol) in distilled water (1.5 g), [dibmim]⁺[BF₄]^- (303 mg, 0.6 mmol) was added. The reaction mixture was stirred at ambient temperature for 2 min. Then, the mixture was extracted with Et₂O (3 × 8 mL) and concentrated under reduced pressure. The residue was purified by TLC (PE-EtOAc) to afford methyl phenyl sulfoxide.