In den letzten 20 Jahren haben hochvalente Iod-Reagenzien als Oxidationsmittel aufgrund ihrer milden Reaktionsbedingungen, hohen Ausbeute, guten Selektivität und Umweltfreundlichkeit immer mehr Aufmerksamkeit der Chemiker auf sich gezogen. 1,1,1-Triaethoxy-1,1-Dihydroxy-1,2-Phenyliodyl-3 (1H) - eins (DMP) ist typisch hochvalentes Jodreagenz, das in der organischen Synthese weit verbreitet ist.
1. Reaktion von IBX mit Alkohol
1) Reaktion von IBX mit Alkohol in DMSO: Die Oxidation von Hydroxyl zu Carbonyl ist eine sehr wichtige Umwandlungsreaktion in der organischen Synthese. Es gibt viele Möglichkeiten, diese Umwandlung unter verschiedenen experimentellen Bedingungen zu erreichen. In DMSO- oder DMSO/THF-Lösung kann IBX primäre und sekundäre Alkohole bei Raumtemperatur schnell zu Aldehyden bzw. Ketonen oxidieren, während primäre Alkohole nicht weiter zu Carbonsäuren oxidiert werden, wodurch die Bildung von Carbonsäuren als Nebenprodukt effektiv eliminiert wird. Unter denselben Bedingungen oxidiert IBX 1,2-Diol zu - Ketonalkohol oder - Die CC-Bindung von 1,2-Diol wurde nicht oxidiert. Beim Reaktionsprozess ist es nicht erforderlich, die Aminogruppe zu schützen und die Heterocyclen wie Furan, Pyridin und Indol und die funktionellen Gruppen wie Silylether, Thioether, Allyl, Alken, Alkin, Acetal, Keton, Mercaptal, Ester nicht zu zerstören Gruppe und Amidgruppe werden bei der Reaktion nicht beeinflusst:
Benzyl, Allyl, Propargylalkohol und Glykol können durch Oxidation von IBX in einem Reaktor in Gegenwart von stabilem Wittig-Reagenz erhalten werden – ungesättigte Ester. Diese Methode ist besonders nützlich, wenn der intermediäre Aldehyd instabil oder schwer zu trennen ist:
Die Oxidationsreaktion von IBX zu Alkohol wird üblicherweise in DMSO- oder DMSO/THF-Lösung durchgeführt. Einfaches Erhitzen (80 Grad) der Mischung aus Alkohol, IBX und organischen Lösungsmitteln, wie Ethylacetat, Chloroform, Benzol, Acetonitril, Aceton, Dichlormethan, kann den primären Alkohol und sekundären Alkohol zu entsprechenden Aldehyden und Ketonen oxidieren; Nach der Reaktion können die unlöslichen Nebenprodukte und Lösungsmittel filtriert werden, um die entsprechenden Carbonylverbindungen mit einer Ausbeute von 90 % bis 100 % zu erhalten.
2) Reaktion von IBX mit Alkohol in lösungsmittelfreiem Zustand: In lösungsmittelfreiem Zustand reagiert IBX mit primärem Alkohol (1,25 ∶ 1, Massenverhältnis der Substanz) bei 60 bis 70 Grad, um den entsprechenden Aldehyd mit einer Ausbeute von 72 % ~ zu erhalten 95 Prozent. Wenn die Menge an IBX zu groß ist oder die Reaktionstemperatur höher als 90 Grad ist, werden einige Aldehyde zu Carbonsäure oxidiert. Unter den gleichen Bedingungen werden sekundäre Alkohole zu entsprechenden Ketonen oxidiert, und die Ausbeute ist relativ hoch. Unter lösungsmittelfreien Bedingungen ist IBX jedoch auf die Oxidation von Allylalkohol und Benzylalkohol beschränkt, und aliphatischer Alkohol reagiert nicht. Außerdem ist es nur für kleine Dosisreaktionen geeignet
In der Synthesereaktion im großen Maßstab; Bei relativ hoher Reaktionstemperatur besteht Explosionsgefahr.
3) Reaktion der direkten Oxidation von primärem Alkohol durch IBX zu Carbonsäure: Oxidation von primärem Alkohol durch IBX in DMSO, um Phase zu erhalten
Aldehyde werden nicht weiter zu Carbonsäure oxidiert. In Gegenwart von O-nucleophilen Reagenzien wie 2--Hydroxypyridin (HYP), N-Hydroxysuccinimid (NHS) oder 1--Hydroxybenzotriazol (HOBt) kann IBX jedoch den primären Alkohol direkt zur Carbonsäure oxidieren Raumtemperatur, mit einer Ausbeute von 64 Prozent ~ 95 Prozent. Mit dieser Reaktion werden N-geschützte - Aminoalkohole ohne Racemisierung direkt zu den entsprechenden Aminosäuren oxidiert:
2. Reaktion von IBX mit stickstoffhaltigen organischen Verbindungen
1) Anwendung von IBX in der Ringschlussreaktion von ungesättigtem N-Arylamid, Carbamat und Harnstoff: Die Verfahren zum Aufbau einer CN-Bindung umfassen: Substitution der O-funktionellen Gruppe durch N-nucleophiles Reagens, Umlagerung der funktionellen Carbonylgruppe, Reduktion und Aminierung, usw. Das Verfahren zum direkten Verbinden von N mit C ohne O-Verbindung ohne Erzeugung harmloser Nebenprodukte besteht jedoch nicht darin, IBX zu verwenden, um mit ungesättigtem N-Arylamid, Carbamat und Harnstoff zu reagieren, um verschiedene stickstoffhaltige fünfgliedrige heterocyclische Verbindungen zu erhalten. Durch dieses Verfahren wird die N-funktionelle Gruppe selektiv mit der nicht aktivierten Alkenbindung verbunden
Bilden Sie einen neuen CN-Schlüssel. Das steckt in der Synthese - Geniale Anwendungen gibt es bei wichtigen Bausteinen und Zwischenprodukten wie Lactam, zyklischem Carbamat und Aminozucker:
2) Anwendung von IBX bei der oxidativen Dehydrierung von Aminen: Die Oxidation von Aminen zu Iminen ist eine sehr nützliche Umwandlung. Es gibt viele verwandte Literaturberichte, aber jede Methode hat einige Hauptmängel. In der organischen Synthese fehlt es an einer milden und universellen Methode zur Oxidation von Amin, was sehr seltsam ist, da die Struktureinheiten wie Imine und Oxime leicht durch die Oxidation von Amin hergestellt werden können und diese Struktureinheiten wichtige Anwendungen haben die Synthese vieler heterocyclischer Verbindungen. Daher wurde die Reaktion von IBX mit Benzylamin untersucht. Es wurde festgestellt, dass IBX sekundäres Amin unter sehr milden Bedingungen zu Imin oxidieren kann. Die Reaktionszeit war kurz und die Ausbeute bei hoher Selektivität hoch.
3) Die Anwendung von IBX in der Aromatisierungsreaktion stickstoffhaltiger heterocyclischer Verbindungen: Viele natürliche Produkte und Arzneistoffe mit biologischen Aktivitäten sind stickstoffhaltige heterocyclische Verbindungen, daher haben die Syntheseverfahren stickstoffhaltiger aromatischer heterocyclischer Verbindungen breite Aufmerksamkeit von Chemikern auf sich gezogen. Unter Verwendung von IBX können substituierte aromatische heterocyclische Verbindungen wie Imidazol, Isochinolin, Pyridin und Pyrrol aus cyclischen Aminen synthetisiert werden:
3. Reaktion von IBX mit schwefelhaltigen organischen Verbindungen
1) IBX-Sulfidoxid ist Sulfoxid: Es ist eine sehr nützliche Verbindung. Durch eine Reihe von Reaktionen
Um Sulfoxid in viele organische Sulfide umzuwandeln, die bei der Synthese von Arzneimitteln und natürlichen Schwefelprodukten sehr nützlich sind. Um Sulfid zu Sulfoxid zu oxidieren, sollten die Reaktionsbedingungen streng kontrolliert werden, einschließlich des Oxidationsmittels
Um die Bildung des Nebenprodukts Sulfon zu reduzieren. In Gegenwart einer katalytischen Menge Tetraethylammoniumbromid (TEAB) wird der Thioether durch IBX zu Sulfoxid oxidiert, und die Ausbeute ist nahezu quantitativ. Die Bildung von Sulfoxid wird nicht beobachtet. Wenn TEAB nicht hinzugefügt wird, ist die Reaktion relativ langsam und erfordert 12-36 Stunden.
2) Anwendung von IBX in der Entschützungsreaktion von Thioacetalen (Ketonen): Die Umwandlung von Carbonyl in Thioacetale (Aldehyde) ist ein übliches Verfahren zum Schützen von Carbonyl. Allerdings ist es schwierig, sie zu schützen
Das Verfahren erfordert scharfe Oxidationsbedingungen oder Quecksilbersalze, daher ist es notwendig, ein mildes Reagenz mit geringer Toxizität zu finden. Aceton-Wasser (2:15, V ∶ V) als Lösungsmittel - Cyclodextrin（ - Unter der Katalyse von CD) wird IBX verwendet, um Thioketal (Aldehyd) zu entsprechenden Carbonylverbindungen zu hydrolysieren. Die Reaktion kann bei Raumtemperatur mit einer Ausbeute von 85 % bis 94 % durchgeführt werden. Außerdem werden Halogenatome, Nitroso-, Hydroxyl-, Alkoxy-, konjugierte Doppelbindungen usw. von der Reaktion nicht berührt.
4. Herstellung von IBX-Oxidationsaldehyden und -ketonen, - ungesättigten Carbonylverbindungen
In der organischen Chemie sind ungesättigte Carbonylverbindungen eine Art üblicher und nützlicher Verbindungen, aber ihre Synthese ist manchmal eine komplexe und schwierige Arbeit. In der Vergangenheit gab es viele Berichte über ihre Synthesemethoden. Eine übliche Methode besteht darin, Enolsilylether aus Carbonylverbindungen herzustellen und dann Palladium zur Katalyse der Oxidation zu verwenden. - Ungesättigte Carbonylverbindungen. Ein weiteres Verfahren ist die Verwendung von Selenreagenz zur Herstellung durch einen oder zwei Reaktionsschritte. Durch Anpassung der IBX-Menge, Reaktionstemperatur und Reaktionszeit können Produkte mit unterschiedlichen Sättigungen erhalten werden:
5. Anwendung von IBX bei der Herstellung von Lactonen
Lacton kann durch Oxidation von internem Halbacetal hergestellt werden. Das innere Halbacetal ist in den meisten organischen Lösungsmitteln unlöslich oder leicht löslich, aber löslich in DMSO. Unter Verwendung von DMSO als Lösungsmittel und IBX bei Raumtemperatur
Oxidation von 1,4-Diol - Die Ausbeute an internem Halbacetal beträgt 60 Prozent - 88 Prozent, aber es gibt kein Lacton. Sie glauben, dass dies an der großen sterischen Hinderung liegen könnte. Unter Verwendung von Ethylacetat/DMSO (9 ∶ 1, V ∶ V) als Lösungsmittel, erhitzt und unter Rückfluss erhitzt, oxidierte IBX das innere Hemiacetal, um Lacton in einer Ausbeute von 66 % ~ 91 % zu erhalten.
6. IBX oxidiert an aromatische Ringe gebundene Kohlenstoffatome
Das an den aromatischen Ring gebundene C-Atom ist eine elektronenreiche Stelle, die durch IBX zu Carbonyl oxidiert werden kann. Dieses Verfahren kann verwendet werden, um eine Carbonylgruppe an der Position zu konstruieren, an der der aromatische Ring gebunden ist. Lösen Sie das Reaktionssubstrat und IBX in Fluorbenzol/DMSO (2 ∶ 1, V ∶ V) oder reinem DMSO auf, erhitzen Sie es auf 80 bis 90 Grad C, und die Reaktion kann mit hoher Ausbeute und wenigen Nebenprodukten ablaufen.
7. Weitere Beispiele erfolgreicher Anwendung von IBX in der organischen Synthese
- Hydroxyketone und - Aminoketone sind wichtige Synthesezwischenprodukte in der organischen und pharmazeutischen Chemie. Bleiben - In Gegenwart von Cyclodextrin oxidiert IBX unter Verwendung von Wasser als Lösungsmittel Epoxidverbindungen und Azacyclopropan, um - Hydroxylketon und - Aminoketon zu erhalten. Dies ist eine einstufige Synthese von Azacyclopropan - Das erste Beispiel für Aminoketon:
- Funktionalisierte Ketone sind sehr nützliche Zwischenprodukte bei der Synthese vieler heterocyclischer Verbindungen, Naturstoffe und verwandter Verbindungen. Die Verbindung o-Iodbenzoesäure-1-o-Iodbenzyloxy-2-oxoarylethylester wurde unter Verwendung von IBX in Gegenwart von Kaliumiodid synthetisiert: