En los últimos 20 años, los reactivos de yodo de alta valencia como oxidantes han atraído cada vez más la atención de los químicos debido a sus condiciones de reacción suaves, alto rendimiento, buena selectividad y respeto por el medio ambiente. 1,1,1-triaetoxi-1,1-dihidroxi-1,2-feniliodilo-3 (1H) - uno (DMP) es un Reactivo de yodo de alta valencia, que ha sido ampliamente utilizado en síntesis orgánica.
1. Reacción de IBX con alcohol
1) Reacción de IBX con alcohol en DMSO: La oxidación de hidroxilo a carbonilo es una reacción de conversión muy importante en la síntesis orgánica. Hay muchas formas de lograr esta conversión bajo diferentes condiciones experimentales. En solución de DMSO o DMSO/THF, IBX puede oxidar rápidamente alcoholes primarios y secundarios a aldehídos y cetonas respectivamente a temperatura ambiente, mientras que los alcoholes primarios no se oxidarán más para formar ácidos carboxílicos, eliminando efectivamente la generación de subproductos ácidos carboxílicos. En las mismas condiciones, IBX oxida 1,2-diol para obtener - Alcohol cetona o - El enlace CC de 1,2-diol no se oxidó. En el proceso de reacción, no es necesario proteger el grupo amino y no destruir los heterociclos como furano, piridina e indol, y los grupos funcionales como silil éter, tioéter, alilo, alqueno, alquino, acetal, cetona mercaptal, éster. El grupo y el grupo amida no se ven afectados en la reacción:
Se pueden obtener alcohol bencílico, alílico, propargílico y glicol por oxidación de IBX en un reactor en presencia de reactivo de Wittig estable, - Ésteres insaturados. Este método es particularmente útil si el aldehído intermedio es inestable o difícil de separar:
La reacción de oxidación de IBX a alcohol generalmente se lleva a cabo en una solución de DMSO o DMSO/THF. Simplemente calentando (80 grados) la mezcla de alcohol, IBX y solventes orgánicos, como acetato de etilo, cloroformo, benceno, acetonitrilo, acetona, diclorometano, puede oxidar el alcohol primario y el alcohol secundario a los aldehídos y cetonas correspondientes; Después de la reacción, los subproductos insolubles y los solventes se pueden filtrar para obtener los compuestos de carbonilo correspondientes con un rendimiento del 90 al 100 por ciento.
2) Reacción de IBX con alcohol en condiciones sin disolventes: en condiciones sin disolventes, IBX reacciona con alcohol primario (1,25 ∶ 1, relación de masa de sustancia) a 60~70 grados para obtener el aldehído correspondiente, con un rendimiento del 72 por ciento ~ 95 por ciento Si la cantidad de IBX es demasiado, o la temperatura de reacción es superior a 90 grados, algunos aldehídos se oxidarán a ácido carboxílico. En las mismas condiciones, los alcoholes secundarios se oxidan a las cetonas correspondientes y el rendimiento es relativamente alto. Sin embargo, en condiciones sin disolventes, IBX se limita a la oxidación de alcohol alílico y alcohol bencílico, y el alcohol alifático no reacciona. Además, solo es adecuado para reacciones a dosis pequeñas.
En reacción de síntesis a gran escala; Si la temperatura de reacción es relativamente alta, existe riesgo de explosión.
3) Reacción de oxidación directa de alcohol primario por IBX a ácido carboxílico: oxidación de alcohol primario por IBX en DMSO para obtener fase
Los aldehídos no se oxidarán más a ácido carboxílico. Sin embargo, en presencia de reactivos O-nucleofílicos como 2-hidroxipiridina (HYP), N-hidroxisuccinimida (NHS) o 1-hidroxibenzotriazol (HOBt), IBX puede oxidar directamente el alcohol primario a ácido carboxílico en temperatura ambiente, con un rendimiento del 64 por ciento ~95 por ciento. Usando esta reacción, los amino alcoholes N-protegidos se oxidan directamente a los aminoácidos correspondientes sin racemización:
2. Reacción de IBX con compuestos orgánicos que contienen nitrógeno
1) Aplicación de IBX en la reacción de cierre del anillo de N-arilamida insaturada, carbamato y urea: Los métodos para construir el enlace CN incluyen: sustitución del grupo funcional O por reactivo N-nucleofílico, reordenamiento del grupo funcional carbonilo, reducción y aminación, etc. Sin embargo, el método de conectar directamente N a C sin conexión O sin producir subproductos inofensivos no es usar IBX para reaccionar con N-arilamida insaturada, carbamato y urea para obtener varios compuestos heterocíclicos de cinco miembros que contienen nitrógeno. Mediante este método, el grupo funcional N se conecta selectivamente al enlace alqueno no activado.
Forme una nueva clave CN. Esto es en síntesis - Hay ingeniosas aplicaciones en importantes unidades estructurales e intermedios como lactama, carbamato cíclico y aminoazúcar:
2) Aplicación de IBX en la deshidrogenación oxidativa de aminas: La oxidación de aminas a iminas es una conversión muy útil. Hay muchos informes de literatura relacionados, pero cada método tiene algunos defectos importantes. En síntesis orgánica, falta un método suave y universal para oxidar aminas, lo cual es muy extraño, porque las unidades estructurales como iminas y oximas pueden prepararse fácilmente mediante la oxidación de aminas, y estas unidades estructurales tienen importantes aplicaciones en la síntesis de muchos compuestos heterocíclicos. Por lo tanto, se estudió la reacción de IBX con bencilamina. Se encontró que IBX puede oxidar la amina secundaria a imina en condiciones muy suaves. El tiempo de reacción fue corto y el rendimiento fue alto, con selectividad.
3) La aplicación de IBX en la reacción de aromatización de compuestos heterocíclicos que contienen nitrógeno: muchos productos naturales y medicamentos con actividades biológicas son compuestos heterocíclicos que contienen nitrógeno, por lo que los métodos sintéticos de compuestos heterocíclicos aromáticos que contienen nitrógeno han atraído la atención de los químicos. Usando IBX, se pueden sintetizar compuestos heterocíclicos aromáticos sustituidos como imidazol, isoquinolina, piridina y pirrol a partir de aminas cíclicas:
3. Reacción de IBX con compuestos orgánicos que contienen azufre
1) El óxido de sulfuro de IBX es sulfóxido: es un compuesto muy útil. A través de una serie de reacciones.
Para convertir el sulfóxido en muchos sulfuros orgánicos, que son muy útiles en la síntesis de fármacos y productos naturales de azufre. Para oxidar sulfuro a sulfóxido, las condiciones de reacción deben controlarse estrictamente, incluido el oxidante
Para reducir la formación de subproductos de sulfona. En presencia de una cantidad catalítica de bromuro de tetraetilamonio (TEAB), el IBX oxida el tioéter para obtener sulfóxido, y el rendimiento es casi cuantitativo. No se observa la formación de sulfóxido. Si no se agrega TEAB, la reacción es relativamente lenta y requiere 12-36 horas.
2) Aplicación de IBX en la reacción de desprotección de tioacetales (cetonas): la conversión de carbonilo en tioacetales (aldehídos) es un método común para proteger el carbonilo. Sin embargo, es difícil protegerlos.
El método requiere condiciones de oxidación severas o sales de mercurio, por lo que es necesario encontrar un reactivo suave con baja toxicidad. Acetona-agua (2:15, V ∶ V) como solvente - Ciclodextrina（ - Bajo la catálisis de CD), IBX se usa para hidrolizar tiocetal (aldehído) a los compuestos carbonílicos correspondientes. La reacción se puede llevar a cabo a temperatura ambiente con un rendimiento del 85 al 94 por ciento. Además, los átomos de halógeno, nitroso, hidroxilo, alcoxi, dobles enlaces conjugados, etc. no se ven afectados en la reacción.
4. Preparación de aldehídos y cetonas de oxidación IBX, - compuestos carbonílicos insaturados
En química orgánica, - Los compuestos carbonílicos insaturados son un tipo de compuestos comunes y útiles, pero su síntesis es a veces un trabajo complejo y difícil. En el pasado, ha habido muchos informes sobre sus métodos de síntesis. Un método común es preparar enol silil éter a partir de compuestos de carbonilo y luego usar paladio para catalizar la oxidación. - Compuestos de carbonilo insaturados. Otro método es usar el reactivo de selenio para preparar uno o dos pasos de reacción. Ajustando la cantidad de IBX, la temperatura de reacción y el tiempo de reacción, se pueden obtener productos con diferentes saturaciones:
5. Aplicación de IBX en la preparación de lactonas
La lactona se puede preparar por oxidación del hemiacetal interno. El hemiacetal interno es insoluble o ligeramente soluble en la mayoría de los solventes orgánicos, pero soluble en DMSO. Usando DMSO como solvente e IBX a temperatura ambiente
Oxidación de 1,4-diol: el rendimiento de hemiacetal interno es del 60 por ciento - 88 por ciento, pero no hay lactona. Piensan que puede deberse al gran impedimento estérico. Utilizando acetato de etilo/DMSO (9 ∶ 1, V ∶ V) como disolvente, calentado y sometido a reflujo, IBX oxidó el hemiacetal interno para obtener lactona con un rendimiento del 66 % ~91 %.
6. IBX oxida átomos de carbono unidos a anillos aromáticos
El átomo de C unido al anillo aromático es un sitio rico en electrones, que IBX puede oxidar a carbonilo. Este método se puede usar para construir un grupo carbonilo en la posición donde se une el anillo aromático. Disuelva el sustrato de reacción y el IBX en fluorobenceno/DMSO (2 ∶ 1, V ∶ V) o DMSO puro, caliente a 80~90 grados C y la reacción puede continuar con un alto rendimiento y pocos subproductos.
7. Otros ejemplos de aplicación exitosa de IBX en síntesis orgánica
- Hidroxilcetona y - Aminocetonas son importantes intermediarios sintéticos en la química orgánica y farmacéutica. estancia - En presencia de ciclodextrina, utilizando agua como disolvente, IBX oxida compuestos epoxi y azaciclopropano para obtener - Hidroxil cetona y - Amino cetona. Esta es una síntesis de un solo paso de azaciclopropano - El primer ejemplo de aminocetona:
- Las cetonas funcionalizadas son intermediarios muy útiles en la síntesis de muchos compuestos heterocíclicos, productos naturales y compuestos relacionados. El compuesto o-yodobenzoic acid-1-o-yodobenciloxi-2-oxoaryletyl éster se sintetizó usando IBX en presencia de yoduro de potasio: