I løpet av de siste 20 årene har høyvalente jodreagenser som oksidanter tiltrukket seg stadig flere kjemikeres oppmerksomhet på grunn av deres milde reaksjonsforhold, høye utbytte, gode selektivitet og miljøvennlighet. 1,1,1-trietoksy-1,1-dihydroksy-1,2-fenyliodyl-3 (1H) - en (DMP) er en typisk høyvalent jodreagens, som har blitt mye brukt i organisk syntese.
1. Reaksjon av IBX med alkohol
1) Reaksjon av IBX med alkohol i DMSO: Oksidasjon av hydroksyl til karbonyl er en svært viktig omdannelsesreaksjon i organisk syntese. Det er mange måter å oppnå denne konverteringen på under forskjellige eksperimentelle forhold. I DMSO eller DMSO/THF-løsning kan IBX raskt oksidere primære og sekundære alkoholer til henholdsvis aldehyder og ketoner ved romtemperatur, mens primære alkoholer ikke vil bli ytterligere oksidert for å danne karboksylsyrer, noe som effektivt eliminerer dannelsen av biproduktkarboksylsyrer. Under de samme forholdene oksiderer IBX 1,2-diol for å oppnå - Ketonalkohol eller - CC-bindingen til 1,2-diol ble ikke oksidert. I reaksjonsprosessen er det ikke nødvendig å beskytte aminogruppen og ikke ødelegge heterosyklene som furan, pyridin og indol, og de funksjonelle gruppene som silyleter, tioeter, allyl, alken, alkyn, acetal, ketonmerkaptal, ester gruppe og amidgruppe påvirkes ikke i reaksjonen:
Benzyl, allyl, propargylalkohol og glykol kan oppnås ved oksidasjon av IBX i en reaktor i nærvær av stabil Wittig-reagens, - Umettede estere. Denne metoden er spesielt nyttig hvis mellomaldehydet er ustabilt eller vanskelig å skille:
Oksydasjonsreaksjonen av IBX til alkohol utføres vanligvis i DMSO eller DMSO/THF-løsning. Bare oppvarming (80 grader) blandingen av alkohol, IBX og organiske løsemidler, som etylacetat, kloroform, benzen, acetonitril, aceton, diklormetan, kan oksidere den primære alkoholen og sekundær alkoholen til tilsvarende aldehyder og ketoner; Etter reaksjonen kan de uløselige biproduktene og løsningsmidlene filtreres for å oppnå tilsvarende karbonylforbindelser med et utbytte på 90 % ~100 %.
2) Reaksjon av IBX med alkohol i løsemiddelfri tilstand: I løsemiddelfri tilstand reagerer IBX med primær alkohol (1,25 ∶ 1, masseforhold av stoff) ved 60~70 grader for å oppnå tilsvarende aldehyd, med et utbytte på 72 prosent ~ 95 prosent. Hvis mengden IBX er for mye, eller reaksjonstemperaturen er høyere enn 90 grader, vil noen aldehyder oksideres til karboksylsyre. Under de samme forholdene oksideres sekundære alkoholer til tilsvarende ketoner, og utbyttet er relativt høyt. Men under løsemiddelfrie forhold er IBX begrenset til oksidasjon av allylalkohol og benzylalkohol, og alifatisk alkohol reagerer ikke. I tillegg er det kun egnet for små dosereaksjoner
I storskala syntese reaksjon; Hvis reaksjonstemperaturen er relativt høy, er det fare for eksplosjon.
3) Reaksjon av direkte oksidasjon av primær alkohol av IBX til karboksylsyre: oksidasjon av primær alkohol ved IBX i DMSO for å oppnå fase
Aldehyder vil ikke oksideres videre til karboksylsyre. Men i nærvær av O-nukleofile reagenser som 2-hydroksypyridin (HYP), N-hydroksysuksinimid (NHS) eller 1-hydroksybenzotriazol (HOBt), kan IBX direkte oksidere den primære alkoholen til karboksylsyre ved romtemperatur, med et utbytte på 64 prosent ~95 prosent. Ved å bruke denne reaksjonen blir N-beskyttede - Aminoalkoholer direkte oksidert til tilsvarende aminosyrer uten racemisering:
2. Reaksjon av IBX med nitrogenholdige organiske forbindelser
1) Anvendelse av IBX i ringslutningsreaksjonen av umettet N-arylamid, karbamat og urea: Metodene for å konstruere CN-binding inkluderer: substitusjon av O-funksjonell gruppe med N-nukleofil reagens, omorganisering av karbonylfunksjonell gruppe, reduksjon og aminering, osv. Metoden for å direkte koble N til C uten O-forbindelse uten å produsere ufarlige biprodukter er imidlertid ikke å bruke IBX til å reagere med umettet N-arylamid, karbamat og urea for å oppnå ulike nitrogenholdige femleddede heterocykliske forbindelser. Ved denne metoden kobles den N-funksjonelle gruppen selektivt til den ikke-aktiverte alkenbindingen
Lag en ny CN-nøkkel. Dette er i syntese - Det er geniale bruksområder i viktige strukturelle enheter og mellomprodukter som laktam, syklisk karbamat og aminosukker:
2) Anvendelse av IBX i oksidativ dehydrogenering av aminer: Oksydasjonen av aminer til iminer er en svært nyttig konvertering. Det finnes mange relaterte litteraturrapporter, men hver metode har noen store mangler. I organisk syntese mangler det en mild og universell metode for å oksidere amin, noe som er veldig merkelig, fordi de strukturelle enhetene som iminer og oksimer lett kan fremstilles ved oksidasjon av amin, og disse strukturelle enhetene har viktige anvendelser i syntese av mange heterosykliske forbindelser. Derfor ble reaksjonen av IBX med benzylamin studert. Det ble funnet at IBX kan oksidere sekundært amin til imin under svært milde forhold. Reaksjonstiden var kort, og utbyttet var høyt, med selektivitet.
3) Anvendelsen av IBX i aromatiseringsreaksjonen av nitrogenholdige heterosykliske forbindelser: mange naturlige produkter og medisiner med biologiske aktiviteter er nitrogenholdige heterosykliske forbindelser, så de syntetiske metodene for nitrogenholdige aromatiske heterosykliske forbindelser har tiltrukket seg stor oppmerksomhet fra kjemikere. Ved å bruke IBX kan substituerte aromatiske heterosykliske forbindelser som imidazol, isokinolin, pyridin og pyrrol syntetiseres fra sykliske aminer:
3. Reaksjon av IBX med svovelholdige organiske forbindelser
1) IBX-sulfidoksid er sulfoksid: det er en veldig nyttig forbindelse. Gjennom en rekke reaksjoner
Å konvertere sulfoksid til mange organiske sulfider, som er svært nyttige i syntesen av narkotika og naturlige svovelprodukter. For å oksidere sulfid til sulfoksid, bør reaksjonsbetingelsene være strengt kontrollert, inkludert oksidanten
For å redusere dannelsen av biprodukt sulfon. I nærvær av en katalytisk mengde tetraetylammoniumbromid (TEAB), oksideres tioeteren av IBX for å oppnå sulfoksid, og utbyttet er nesten kvantitativt. Dannelsen av sulfoksid er ikke observert. Hvis TEAB ikke tilsettes, er reaksjonen relativt sakte, og krever 12-36 timer.
2) Anvendelse av IBX i avbeskyttelsesreaksjon av tioacetaler (ketoner): konvertering av karbonyl til tioacetaler (aldehyder) er en vanlig metode for å beskytte karbonyl. Det er imidlertid vanskelig å beskytte dem
Metoden krever harde oksidasjonsforhold eller kvikksølvsalter, så det er nødvendig å finne et mildt reagens med lav toksisitet. Aceton-vann (2:15, V ∶ V) som løsningsmiddel - Cyclodextrin（ - Under katalyse av CD) brukes IBX til å hydrolysere tioketal (aldehyd) til tilsvarende karbonylforbindelser. Reaksjonen kan utføres ved romtemperatur med et utbytte på 85 % ~ 94 %. I tillegg påvirkes ikke halogenatomer, nitroso, hydroksyl, alkoksy, konjugerte dobbeltbindinger osv. i reaksjonen.
4. Fremstilling av IBX oksidasjonsaldehyd og keton, - umettede karbonylforbindelser
I organisk kjemi , - Umettede karbonylforbindelser er en slags vanlige og nyttige forbindelser, men deres syntese er noen ganger et komplekst og vanskelig arbeid. Tidligere har det vært mange rapporter om deres syntesemetoder. En vanlig metode er å fremstille enolsilyleter fra karbonylforbindelser, og deretter bruke palladium for å katalysere oksidasjon, - Umettede karbonylforbindelser. En annen metode er å bruke selenreagens for å forberede gjennom ett eller to reaksjonstrinn. Ved å justere mengden IBX, reaksjonstemperatur og reaksjonstid kan produkter med forskjellige metninger oppnås:
5. Anvendelse av IBX ved fremstilling av laktoner
Lakton kan fremstilles ved oksidasjon av indre hemiacetal. Den indre hemiacetalen er uløselig eller svakt løselig i de fleste organiske løsningsmidler, men løselig i DMSO. Bruk av DMSO som løsemiddel og IBX ved romtemperatur
Oksidasjon av 1,4-diol – Utbyttet av intern hemiacetal er 60 prosent - 88 prosent, men det er ingen lakton. De tror det kan skyldes den store steriske hindringen. Ved å bruke etylacetat/DMSO (9 ∶ 1, V ∶ V) som løsningsmiddel, oppvarmet og tilbakeløpskjølt, oksiderte IBX den indre hemiacetalen for å oppnå lakton i et utbytte på 66 prosent ~91 prosent.
6. IBX oksiderer karbonatomer festet til aromatiske ringer
C-atomet festet til den aromatiske ringen er et elektronrikt sted, som kan oksideres til karbonyl av IBX. Denne metoden kan brukes til å konstruere en karbonylgruppe i posisjonen der den aromatiske ringen er festet. Løs opp reaksjonssubstratet og IBX i fluorbenzen/DMSO (2 ∶ 1, V ∶ V) eller ren DMSO, varm opp til 80~90 grader C, og reaksjonen kan fortsette med høyt utbytte og få biprodukter.
7. Andre eksempler på vellykket anvendelse av IBX i organisk syntese
- Hydroksylketon og - Aminoketoner er viktige syntetiske mellomprodukter i organisk og farmasøytisk kjemi. opphold - I nærvær av cyklodekstrin, ved bruk av vann som løsemiddel, oksiderer IBX epoksyforbindelser og azacyklopropan for å oppnå - Hydroksylketon og - Aminoketon. Dette er en ett-trinns syntese av azacyklopropan - Det første eksemplet på aminoketon:
- Funksjonaliserte ketoner er svært nyttige mellomprodukter i syntesen av mange heterosykliske forbindelser, naturprodukter og relaterte forbindelser. Forbindelsen o-jodbenzosyre-1-o-jodbenzyloksy-2-oksoaryletylester ble syntetisert ved å bruke IBX i nærvær av kaliumjodid: