В последние 20 лет реагенты на основе высоковалентного йода как окислители привлекают все больше внимания химиков благодаря мягким условиям реакции, высокому выходу, хорошей селективности и экологичности. 1,1,1-триаэтокси-1,1-дигидрокси-1,2-фенилиодил-3 (1H)-он (DMP) является типичным реактив высоковалентный йод, который нашел широкое применение в органическом синтезе.
1. Реакция ИБК со спиртом
1) Реакция IBX со спиртом в ДМСО: Окисление гидроксила до карбонила является очень важной конверсионной реакцией в органическом синтезе. Есть много способов добиться этого преобразования в различных экспериментальных условиях. В растворе ДМСО или ДМСО/ТГФ IBX может быстро окислять первичные и вторичные спирты до альдегидов и кетонов соответственно при комнатной температуре, в то время как первичные спирты не будут далее окисляться с образованием карбоновых кислот, эффективно исключая образование побочных продуктов карбоновых кислот. В тех же условиях ИБК окисляет 1,2-диол с получением - Кетонового спирта или - Связь СС 1,2-диола не окисляется. В процессе реакции не нужно защищать аминогруппу и не разрушать гетероциклы, такие как фуран, пиридин и индол, и функциональные группы, такие как силиловый эфир, тиоэфир, аллил, алкен, алкин, ацеталь, кетон, меркапталь, сложный эфир. группа и амидная группа не затрагиваются в реакции:
Бензиловый, аллиловый, пропаргиловый спирт и гликоль могут быть получены окислением ИБК в одном реакторе в присутствии стабильного реактива Виттига — ненасыщенных эфиров. Этот метод особенно полезен, если промежуточный альдегид нестабилен или его трудно отделить:
Реакцию окисления IBX в спирт обычно проводят в растворе ДМСО или ДМСО/ТГФ. Простое нагревание (80 градусов) смеси спирта, IBX и органических растворителей, таких как этилацетат, хлороформ, бензол, ацетонитрил, ацетон, дихлорметан, может окислить первичный спирт и вторичный спирт до соответствующих альдегидов и кетонов; После реакции нерастворимые побочные продукты и растворители могут быть отфильтрованы для получения соответствующих карбонильных соединений с выходом 90-100 процентов.
2) Реакция IBX со спиртом в условиях отсутствия растворителя: В условиях отсутствия растворителя IBX реагирует с первичным спиртом (1,25 ∶ 1, массовое соотношение вещества) при 60–70 градусах с получением соответствующего альдегида с выходом 72% ~ 95 процентов. Если количество IBX слишком велико или температура реакции выше 90 градусов, некоторые альдегиды окисляются до карбоновой кислоты. В тех же условиях вторичные спирты окисляются до соответствующих кетонов с относительно высоким выходом. Однако в условиях отсутствия растворителя IBX ограничивается окислением аллилового спирта и бензилового спирта, а алифатический спирт не реагирует. Кроме того, он подходит только для реакций с малыми дозами.
В крупномасштабной реакции синтеза; Если температура реакции относительно высока, существует опасность взрыва.
3) Реакция прямого окисления первичного спирта ИБК в карбоновую кислоту: окисление первичного спирта ИБК в ДМСО с получением фазы
Альдегиды не будут далее окисляться до карбоновой кислоты. Однако в присутствии O-нуклеофильных реагентов, таких как 2-гидроксипиридин (HYP), N-гидроксисукцинимид (NHS) или 1-гидроксибензотриазол (HOBt), IBX может непосредственно окислять первичный спирт до карбоновой кислоты при при комнатной температуре с выходом 64 ~ 95 процентов. С помощью этой реакции N-защищенные -аминоспирты окисляются непосредственно до соответствующих аминокислот без рацемизации:
2. Реакция ИБК с азотсодержащими органическими соединениями.
1) Применение IBX в реакции замыкания кольца ненасыщенного N-ариламида, карбамата и мочевины: Методы построения связи CN включают: замещение O-функциональной группы N-нуклеофильным реагентом, перегруппировку карбонильной функциональной группы, восстановление и аминирование, и т.д. Однако способ прямого соединения N с C без соединения O без образования безвредных побочных продуктов заключается не в том, чтобы использовать IBX для реакции с ненасыщенными N-ариламидами, карбаматами и мочевиной с получением различных азотсодержащих пятичленных гетероциклических соединений. С помощью этого метода N-функциональная группа селективно соединяется с неактивированной алкеновой связью.
Сформируйте новый ключ CN. Это в синтезе. Существуют оригинальные применения в важных структурных единицах и промежуточных продуктах, таких как лактам, циклический карбамат и аминосахар:
2) Применение IBX в окислительном дегидрировании аминов: Окисление аминов в имины является очень полезной конверсией. Есть много связанных литературных отчетов, но каждый метод имеет некоторые серьезные недостатки. В органическом синтезе отсутствует мягкий и универсальный метод окисления амина, что очень странно, поскольку такие структурные единицы, как имины и оксимы, могут быть легко получены путем окисления амина, и эти структурные единицы имеют важное применение в синтез многих гетероциклических соединений. Поэтому была изучена реакция ИБК с бензиламином. Было обнаружено, что IBX может окислять вторичный амин в имин в очень мягких условиях. Время реакции было коротким, а выход был высоким при селективности.
3) Применение ИБС в реакции ароматизации азотсодержащих гетероциклических соединений: многие природные продукты и препараты, обладающие биологической активностью, являются азотсодержащими гетероциклическими соединениями, поэтому методы синтеза азотсодержащих ароматических гетероциклических соединений привлекли широкое внимание химиков. Используя IBX, из циклических аминов можно синтезировать замещенные ароматические гетероциклические соединения, такие как имидазол, изохинолин, пиридин и пиррол:
3. Взаимодействие ИБК с серосодержащими органическими соединениями.
1) Оксид сульфида IBX представляет собой сульфоксид: это очень полезное соединение. Через ряд реакций
Для превращения сульфоксида во многие органические сульфиды, которые очень полезны при синтезе лекарств и натуральных продуктов серы. Для окисления сульфида до сульфоксида необходимо строго контролировать условия реакции, включая окислитель
Для уменьшения образования побочного продукта сульфона. В присутствии каталитического количества бромида тетраэтиламмония (TEAB) тиоэфир окисляют IBX с получением сульфоксида, выход почти количественный. Образования сульфоксида не наблюдается. Если TEAB не добавляется, реакция идет относительно медленно, требуя 12-36 часов.
2) Применение IBX в реакции снятия защиты с тиоацеталей (кетонов): превращение карбонила в тиоацетали (альдегиды) является распространенным методом защиты карбонила. Однако защитить их сложно
Метод требует жестких условий окисления или солей ртути, поэтому необходимо найти мягкий реагент с низкой токсичностью. Ацетон-вода (2:15, V ∶ V) в качестве растворителя - Циклодекстрин（ - При катализе CD, IBX используется для гидролиза тиокеталя (альдегида) до соответствующих карбонильных соединений. Реакцию можно проводить при комнатной температуре с выходом 85-94%. Кроме того, в реакции не участвуют атомы галогенов, нитрозо, гидроксил, алкокси, сопряженные двойные связи и т.д.
4. Получение IBX окислением альдегида и кетона, - ненасыщенных карбонильных соединений.
В органической химии - Ненасыщенные карбонильные соединения являются своего рода распространенными и полезными соединениями, но их синтез иногда представляет собой сложную и трудную работу. В прошлом было много сообщений о методах их синтеза. Распространенным методом является получение силилового эфира енола из карбонильных соединений, а затем использование палладия для катализа окисления — ненасыщенных карбонильных соединений. Другой метод заключается в использовании реагента селена для подготовки через одну или две стадии реакции. Регулируя количество IBX, температуру реакции и время реакции, можно получить продукты с разной насыщенностью:
5. Применение ИБК при получении лактонов.
Лактон можно получить путем окисления внутреннего полуацеталя. Внутренний полуацеталь нерастворим или мало растворим в большинстве органических растворителей, но растворим в ДМСО. Использование ДМСО в качестве растворителя и IBX при комнатной температуре.
Окисление 1,4-диола. Выход внутреннего полуацеталя составляет 60 процентов - 88 процентов, но лактона нет. Они думают, что это может быть связано с большими стерическими препятствиями. Используя этилацетат/ДМСО (9 ∶ 1, V ∶ V) в качестве растворителя, нагревая и кипятя с обратным холодильником, IBX окислял внутренний полуацеталь с получением лактона с выходом 66 ~ 91%.
6. IBX окисляет атомы углерода, присоединенные к ароматическим кольцам.
Атом C, присоединенный к ароматическому кольцу, представляет собой участок, богатый электронами, который может быть окислен до карбонила с помощью IBX. Этот метод можно использовать для построения карбонильной группы в положении, где присоединено ароматическое кольцо. Растворите субстрат реакции и IBX во фторбензоле/ДМСО (2 ∶ 1, V ∶ V) или чистом ДМСО, нагрейте до 80–90°C, и реакция может протекать с высоким выходом и небольшим количеством побочных продуктов.
7. Другие примеры успешного применения ИБК в органическом синтезе
- Гидроксикетон и - Аминокетоны являются важными синтетическими промежуточными соединениями в органической и фармацевтической химии. пребывание - В присутствии циклодекстрина, используя воду в качестве растворителя, IBX окисляет эпоксидные соединения и азациклопропан с получением - Гидроксикетона и - Аминокетона. Это одностадийный синтез азациклопропана. Первый пример аминокетона:
- Функционализированные кетоны являются очень полезными промежуточными продуктами в синтезе многих гетероциклических соединений, природных продуктов и родственных соединений. Соединение -1-о-иодобензилокси-2-оксоарилэтиловый эфир соединения о-иодобензойной кислоты синтезировали с использованием ИБК в присутствии иодида калия: