V posledních 20 letech přitahovala vysokovalentní jodová činidla jako oxidanty stále více pozornosti chemiků kvůli jejich mírným reakčním podmínkám, vysokému výtěžku, dobré selektivitě a šetrnosti k životnímu prostředí. 1,1,1-triaethoxy-1,1-dihydroxy-1,2-fenyliodyl-3 (1H) – jedna (DMP) je typický vysokovalentní jodové činidlo, které bylo široce používáno v organické syntéze.
1. Reakce IBX s alkoholem
1) Reakce IBX s alkoholem v DMSO: Oxidace hydroxylu na karbonyl je velmi důležitá konverzní reakce v organické syntéze. Existuje mnoho způsobů, jak dosáhnout této konverze za různých experimentálních podmínek. V roztoku DMSO nebo DMSO/THF může IBX rychle oxidovat primární a sekundární alkoholy na aldehydy a ketony při teplotě místnosti, zatímco primární alkoholy nebudou dále oxidovány za vzniku karboxylových kyselin, což účinně eliminuje tvorbu karboxylových kyselin jako vedlejšího produktu. Za stejných podmínek IBX oxiduje 1,2-diol a získá - Ketonalkohol nebo - Vazba CC 1,2-diolu nebyla oxidována. V reakčním procesu není nutné chránit aminoskupinu a neničit heterocykly, jako je furan, pyridin a indol, a funkční skupiny, jako je silylether, thioether, allyl, alken, alkyn, acetal, ketonmerkaptal, ester skupina a amidová skupina nejsou v reakci ovlivněny:
Benzyl, allyl, propargylalkohol a glykol lze získat oxidací IBX v jednom reaktoru v přítomnosti stabilního Wittigova činidla, - Nenasycených esterů. Tato metoda je zvláště užitečná, pokud je meziprodukt aldehyd nestabilní nebo obtížně separovatelný:
Oxidační reakce IBX na alkohol se obvykle provádí v roztoku DMSO nebo DMSO/THF. Jednoduché zahřátí (80 stupňů) směsi alkoholu, IBX a organických rozpouštědel, jako je ethylacetát, chloroform, benzen, acetonitril, aceton, dichlormethan, může oxidovat primární alkohol a sekundární alkohol na odpovídající aldehydy a ketony; Po reakci mohou být nerozpustné vedlejší produkty a rozpouštědla odfiltrovány, aby se získaly odpovídající karbonylové sloučeniny s výtěžkem 90 až 100 procent.
2) Reakce IBX s alkoholem ve stavu bez rozpouštědla: Ve stavu bez rozpouštědla reaguje IBX s primárním alkoholem (1,25 ∶ 1, hmotnostní poměr látky) při 60~70 stupních za získání odpovídajícího aldehydu, s výtěžkem 72 procent ~ 95 procent. Pokud je množství IBX příliš velké nebo je reakční teplota vyšší než 90 stupňů, některé aldehydy budou oxidovány na karboxylovou kyselinu. Za stejných podmínek se sekundární alkoholy oxidují na odpovídající ketony a výtěžek je relativně vysoký. Avšak za podmínek bez rozpouštědla je IBX omezena na oxidaci allylalkoholu a benzylalkoholu a alifatický alkohol nereaguje. Navíc je vhodný pouze pro reakce s malou dávkou
Při syntéze ve velkém měřítku; Pokud je reakční teplota relativně vysoká, hrozí nebezpečí výbuchu.
3) Reakce přímé oxidace primárního alkoholu pomocí IBX na karboxylovou kyselinu: oxidace primárního alkoholu pomocí IBX v DMSO za získání fáze
Aldehydy nebudou dále oxidovány na karboxylové kyseliny. Avšak v přítomnosti O-nukleofilních činidel, jako je 2-hydroxypyridin (HYP), N-hydroxysukcinimid (NHS) nebo 1-hydroxybenzotriazol (HOBt), může IBX přímo oxidovat primární alkohol na karboxylovou kyselinu při pokojové teplotě, s výtěžkem 64 procent ~ 95 procent. Pomocí této reakce jsou N-chráněné - aminoalkoholy přímo oxidovány na odpovídající aminokyseliny bez racemizace:
2. Reakce IBX s organickými sloučeninami obsahujícími dusík
1) Aplikace IBX v reakci uzavření kruhu nenasyceného N-arylamidu, karbamátu a močoviny: Metody konstrukce CN vazby zahrnují: substituci O-funkční skupiny N-nukleofilním činidlem, přesmyk karbonylové funkční skupiny, redukci a aminaci, atd. Metodou přímého spojení N k C bez spojení O bez vzniku neškodných vedlejších produktů však není použití IBX k reakci s nenasyceným N-arylamidem, karbamátem a močovinou za účelem získání různých pětičlenných heterocyklických sloučenin obsahujících dusík. Tímto způsobem je N-funkční skupina selektivně připojena k neaktivované alkenové vazbě
Vytvořte nový klíč CN. To je v syntéze - Existují důmyslné aplikace v důležitých strukturních jednotkách a meziproduktech, jako je laktam, cyklický karbamát a aminocukr:
2) Aplikace IBX při oxidativní dehydrogenaci aminů: Oxidace aminů na iminy je velmi užitečná konverze. Existuje mnoho souvisejících literárních zpráv, ale každá metoda má některé zásadní nedostatky. V organické syntéze chybí mírný a univerzální způsob oxidace aminů, což je velmi zvláštní, protože strukturní jednotky, jako jsou iminy a oximy, lze snadno připravit oxidací aminu a tyto strukturní jednotky mají důležité aplikace v syntéza mnoha heterocyklických sloučenin. Proto byla studována reakce IBX s benzylaminem. Bylo zjištěno, že IBX může za velmi mírných podmínek oxidovat sekundární amin na imin. Reakční doba byla krátká a výtěžek byl vysoký se selektivitou.
3) Aplikace IBX při aromatizační reakci dusíkatých heterocyklických sloučenin: mnoho přírodních produktů a léčiv s biologickými aktivitami jsou dusíkaté heterocyklické sloučeniny, takže syntetické metody dusíkatých aromatických heterocyklických sloučenin přitahují širokou pozornost chemiků. Pomocí IBX lze z cyklických aminů syntetizovat substituované aromatické heterocyklické sloučeniny, jako je imidazol, isochinolin, pyridin a pyrrol:
3. Reakce IBX s organickými sloučeninami obsahujícími síru
1) IBX sulfidoxid je sulfoxid: je to velmi užitečná sloučenina. Prostřednictvím řady reakcí
K přeměně sulfoxidu na mnoho organických sulfidů, které jsou velmi užitečné při syntéze léčiv a přírodních produktů síry. Pro oxidaci sulfidu na sulfoxid by měly být reakční podmínky přísně kontrolovány, včetně oxidačního činidla
Ke snížení tvorby vedlejšího produktu sulfonu. V přítomnosti katalytického množství tetraethylamoniumbromidu (TEAB) se thioether oxiduje pomocí IBX za získání sulfoxidu a výtěžek je téměř kvantitativní. Tvorba sulfoxidu není pozorována. Pokud není přidán TEAB, reakce je relativně pomalá a vyžaduje 12-36 hodin.
2) Aplikace IBX při deprotekční reakci thioacetalů (ketonů): konverze karbonylu na thioacetaly (aldehydy) je běžnou metodou ochrany karbonylu. Je však těžké je ochránit
Metoda vyžaduje tvrdé oxidační podmínky nebo rtuťové soli, proto je nutné najít mírné činidlo s nízkou toxicitou. Aceton-voda (2:15, V ∶ V) jako rozpouštědlo - Cyklodextrin（ - Za katalýzy CD) se IBX používá k hydrolýze thioketalu (aldehydu) na odpovídající karbonylové sloučeniny. Reakce může být provedena při teplotě místnosti s výtěžkem 85 procent až 94 procent . Kromě toho nejsou v reakci ovlivněny atomy halogenu, nitroso, hydroxyl, alkoxy, konjugované dvojné vazby atd.
4. Příprava IBX oxidačního aldehydu a ketonu , - nenasycené karbonylové sloučeniny
V organické chemii, - Nenasycené karbonylové sloučeniny jsou druhem běžných a užitečných sloučenin, ale jejich syntéza je někdy složitá a obtížná práce. V minulosti bylo mnoho zpráv o metodách jejich syntézy. Běžnou metodou je příprava enolsilyletheru z karbonylových sloučenin a pak použití palladia ke katalýze oxidace, - Nenasycené karbonylové sloučeniny. Další metodou je použití selenového činidla k přípravě prostřednictvím jednoho nebo dvou kroků reakce. Úpravou množství IBX, reakční teploty a reakční doby lze získat produkty s různým nasycením:
5. Aplikace IBX při přípravě laktonů
Lakton lze připravit oxidací vnitřního poloacetalu. Vnitřní poloacetal je nerozpustný nebo mírně rozpustný ve většině organických rozpouštědel, ale rozpustný v DMSO. Použití DMSO jako rozpouštědla a IBX při teplotě místnosti
Oxidace 1,4-diolu – výtěžek vnitřního poloacetalu je 60 procent - 88 procent, ale není zde žádný lakton. Myslí si, že to může být způsobeno velkou sterickou překážkou. Použitím ethylacetátu/DMSO (9 ∶ 1, V ∶ V) jako rozpouštědla, zahřátého a refluxovaného, IBX oxidoval vnitřní hemiacetal za získání laktonu ve výtěžku 66 procent ~ 91 procent.
6. IBX oxiduje atomy uhlíku navázané na aromatické kruhy
Atom C připojený k aromatickému kruhu je místo bohaté na elektrony, které může být oxidováno na karbonyl pomocí IBX. Tento způsob lze použít ke konstrukci karbonylové skupiny v poloze, kde je připojen aromatický kruh. Rozpusťte reakční substrát a IBX ve fluorobenzenu/DMSO (2 ∶ 1, V ∶ V) nebo čistém DMSO, zahřejte na 80~90 stupňů C a reakce může probíhat s vysokým výtěžkem a malým množstvím vedlejších produktů.
7. Další příklady úspěšné aplikace IBX v organické syntéze
- Hydroxyketon a - Aminoketony jsou důležité syntetické meziprodukty v organické a farmaceutické chemii. pobyt - V přítomnosti cyklodextrinu, za použití vody jako rozpouštědla, IBX oxiduje epoxidové sloučeniny a azacyklopropan za vzniku - Hydroxyketonu a - Aminoketonu. Toto je jednokroková syntéza azacyklopropanu - První příklad aminoketonu:
- Funkcionalizované ketony jsou velmi užitečné meziprodukty při syntéze mnoha heterocyklických sloučenin, přírodních produktů a příbuzných sloučenin. Sloučenina -1-o-jodbenzyloxy-2-oxoarylethylester kyseliny o-jodbenzoové byla syntetizována pomocí IBX v přítomnosti jodidu draselného: