U posljednjih 20 godina visokovalentni jodni reagensi kao oksidansi privlače sve više pozornosti kemičara zbog svojih blagih reakcijskih uvjeta, visokog prinosa, dobre selektivnosti i prihvatljivosti za okoliš. 1,1,1-triaetoksi-1,1-dihidroksi-1,2-feniliodil-3 (1H) - jedan (DMP) je tipičan visokovalentni jodni reagens, koji se široko koristi u organskoj sintezi.
1. Reakcija IBX-a s alkoholom
1) Reakcija IBX s alkoholom u DMSO: Oksidacija hidroksila u karbonil vrlo je važna reakcija pretvorbe u organskoj sintezi. Postoji mnogo načina za postizanje ove pretvorbe u različitim eksperimentalnim uvjetima. U otopini DMSO ili DMSO/THF, IBX može brzo oksidirati primarne i sekundarne alkohole u aldehide odnosno ketone na sobnoj temperaturi, dok se primarni alkoholi neće dalje oksidirati u karboksilne kiseline, učinkovito eliminirajući stvaranje nusprodukta karboksilnih kiselina. Pod istim uvjetima, IBX oksidira 1,2-diol da dobije - Ketonski alkohol ili - CC veza 1,2-diola nije oksidirana. U procesu reakcije nije potrebno zaštititi amino skupinu i ne uništiti heterocikle kao što su furan, piridin i indol, te funkcionalne skupine kao što su silil eter, tioeter, alil, alken, alkin, acetal, keton merkaptal, ester skupina i amidna skupina nisu zahvaćene reakcijom:
Benzil, alil, propargil alkohol i glikol mogu se dobiti oksidacijom IBX u jednom reaktoru u prisutnosti stabilnog Wittigovog reagensa, - Nezasićeni esteri. Ova metoda je osobito korisna ako je intermedijarni aldehid nestabilan ili ga je teško odvojiti:
Reakcija oksidacije IBX-a u alkohol obično se provodi u otopini DMSO ili DMSO/THF. Jednostavno zagrijavanje (80 stupnjeva ) smjese alkohola, IBX-a i organskih otapala, kao što su etil acetat, kloroform, benzen, acetonitril, aceton, diklorometan, može oksidirati primarni alkohol i sekundarni alkohol u odgovarajuće aldehide i ketone; Nakon reakcije, netopljivi nusprodukti i otapala mogu se filtrirati kako bi se dobili odgovarajući karbonilni spojevi s prinosom od 90 posto ~ 100 posto.
2) Reakcija IBX-a s alkoholom u uvjetima bez otapala: U uvjetima bez otapala, IBX reagira s primarnim alkoholom (1,25 ∶ 1, omjer mase tvari) na 60~70 stupnjeva kako bi se dobio odgovarajući aldehid, s prinosom od 72 posto ~ 95 posto. Ako je količina IBX-a prevelika ili je temperatura reakcije viša od 90 stupnjeva, neki aldehidi će se oksidirati u karboksilnu kiselinu. Pod istim uvjetima, sekundarni alkoholi se oksidiraju u odgovarajuće ketone, a iskorištenje je relativno visoko. Međutim, u uvjetima bez otapala, IBX je ograničen na oksidaciju alilnog alkohola i benzilnog alkohola, a alifatski alkohol ne reagira. Osim toga, prikladan je samo za reakcije malih doza
U velikoj reakciji sinteze; Ako je temperatura reakcije relativno visoka, postoji opasnost od eksplozije.
3) Reakcija izravne oksidacije primarnog alkohola pomoću IBX u karboksilnu kiselinu: oksidacija primarnog alkohola pomoću IBX u DMSO da se dobije faza
Aldehidi se neće dalje oksidirati u karboksilnu kiselinu. Međutim, u prisutnosti O-nukleofilnih reagensa kao što su 2-hidroksipiridin (HYP), N-hidroksisukcinimid (NHS) ili 1-hidroksibenzotriazol (HOBt), IBX može izravno oksidirati primarni alkohol u karboksilnu kiselinu na sobnoj temperaturi, s prinosom od 64 posto ~ 95 posto. Korištenjem ove reakcije, N-zaštićeni - amino alkoholi se izravno oksidiraju u odgovarajuće aminokiseline bez racemizacije:
2. Reakcija IBX-a s organskim spojevima koji sadrže dušik
1) Primjena IBX u reakciji zatvaranja prstena nezasićenog N-arilamida, karbamata i uree: Metode konstruiranja CN veze uključuju: supstituciju O-funkcionalne skupine N-nukleofilnim reagensom, preraspodjelu karbonilne funkcionalne skupine, redukciju i aminaciju, itd. Međutim, metoda izravnog povezivanja N s C bez O veze bez stvaranja bezopasnih nusproizvoda nije korištenje IBX za reakciju s nezasićenim N-arilamidom, karbamatom i ureom kako bi se dobili različiti peteročlani heterociklički spojevi koji sadrže dušik. Ovom metodom se N-funkcionalna skupina selektivno povezuje s neaktiviranom alkenskom vezom
Formirajte novi CN ključ. Ovo je u sintezi - Postoje genijalne primjene u važnim strukturnim jedinicama i intermedijerima kao što su laktam, ciklički karbamat i aminošećer:
2) Primjena IBX-a u oksidativnoj dehidrogenaciji amina: Oksidacija amina u imine vrlo je korisna konverzija. Postoji mnogo povezanih literaturnih izvješća, ali svaka metoda ima neke velike nedostatke. U organskoj sintezi nedostaje blaga i univerzalna metoda oksidacije amina, što je vrlo čudno, jer se strukturne jedinice kao što su imini i oksimi mogu lako pripraviti oksidacijom amina, a te strukturne jedinice imaju važnu primjenu u sinteza mnogih heterocikličkih spojeva. Stoga je proučavana reakcija IBX-a s benzilaminom. Utvrđeno je da IBX može oksidirati sekundarni amin u imin pod vrlo blagim uvjetima. Vrijeme reakcije je bilo kratko, a iskorištenje visoko, uz selektivnost.
3) Primjena IBX-a u reakciji aromatizacije heterocikličkih spojeva koji sadržavaju dušik: mnogi prirodni proizvodi i lijekovi s biološkim djelovanjem su heterociklički spojevi koji sadržavaju dušik, pa su sintetske metode aromatskih heterocikličkih spojeva koji sadržavaju dušik privukle široku pozornost kemičara. Koristeći IBX, supstituirani aromatski heterociklički spojevi kao što su imidazol, izokinolin, piridin i pirol mogu se sintetizirati iz cikličkih amina:
3. Reakcija IBX-a s organskim spojevima koji sadrže sumpor
1) IBX sulfid oksid je sulfoksid: to je vrlo koristan spoj. Kroz niz reakcija
Pretvoriti sulfoksid u mnoge organske sulfide, koji su vrlo korisni u sintezi lijekova i prirodnih proizvoda sumpora. Za oksidaciju sulfida u sulfoksid, uvjeti reakcije trebaju biti strogo kontrolirani, uključujući oksidans
Za smanjenje stvaranja nusprodukta sulfona. U prisutnosti katalitičke količine tetraetil amonijevog bromida (TEAB), tioeter se oksidira pomoću IBX da bi se dobio sulfoksid, a iskorištenje je gotovo kvantitativno. Nije uočeno stvaranje sulfoksida. Ako se ne doda TEAB, reakcija je relativno spora i zahtijeva 12-36 sati.
2) Primjena IBX-a u reakciji deprotekcije tioacetala (ketona): pretvorba karbonila u tioacetale (aldehide) je uobičajena metoda za zaštitu karbonila. Međutim, teško ih je zaštititi
Metoda zahtijeva oštre uvjete oksidacije ili soli žive, stoga je potrebno pronaći blagi reagens niske toksičnosti. Aceton-voda (2:15, V ∶ V) kao otapalo - Ciklodekstrin（ - Pod katalizom CD-a, IBX se koristi za hidrolizu tioketala (aldehida) u odgovarajuće karbonilne spojeve. Reakcija se može provesti na sobnoj temperaturi s iskorištenjem od 85 posto ~ 94 posto. Osim toga, reakcija ne utječe na atome halogena, nitrozo, hidroksil, alkoksi, konjugirane dvostruke veze itd.
4. Priprema IBX oksidacijskih aldehida i ketona, - nezasićenih karbonilnih spojeva
U organskoj kemiji, - Nezasićeni karbonilni spojevi vrsta su uobičajenih i korisnih spojeva, ali njihova je sinteza ponekad složen i težak posao. U prošlosti je bilo mnogo izvještaja o njihovim metodama sinteze. Uobičajena metoda je priprema enol silil etera iz karbonilnih spojeva, a zatim upotreba paladija za kataliziranje oksidacije, - Nezasićeni karbonilni spojevi. Druga metoda je korištenje selenskog reagensa za pripremu kroz jedan ili dva koraka reakcije. Podešavanjem količine IBX-a, temperature reakcije i vremena reakcije mogu se dobiti produkti različitih zasićenja:
5. Primjena IBX-a u pripravi laktona
Lakton se može dobiti oksidacijom unutarnjeg poluacetala. Unutarnji poluacetal je netopljiv ili slabo topiv u većini organskih otapala, ali je topiv u DMSO. Upotrebom DMSO kao otapala i IBX na sobnoj temperaturi
Oksidacija 1,4-diola - Prinos unutarnjeg poluacetala je 60 posto - 88 posto, ali nema laktona. Oni misle da je to možda zbog velike steričke smetnje. Koristeći etil acetat/DMSO (9 ∶ 1, V ∶ V) kao otapalo, grijano i refluksirano, IBX je oksidirao unutarnji poluacetal da bi se dobio lakton u prinosu od 66 posto ~91 posto.
6. IBX oksidira atome ugljika vezane na aromatske prstenove
C atom vezan za aromatski prsten je mjesto bogato elektronima, koje se pomoću IBX-a može oksidirati u karbonil. Ova se metoda može koristiti za konstruiranje karbonilne skupine na mjestu gdje je vezan aromatski prsten. Otopite reakcijski supstrat i IBX u fluorobenzenu/DMSO (2 ∶ 1, V ∶ V) ili čistom DMSO, zagrijte na 80~90 stupnjeva C i reakcija se može nastaviti s visokim prinosom i malo nusproizvoda.
7. Ostali primjeri uspješne primjene IBX u organskoj sintezi
- Hidroksil keton i - Aminoketoni su važni sintetski intermedijeri u organskoj i farmaceutskoj kemiji. ostati - U prisutnosti ciklodekstrina, koristeći vodu kao otapalo, IBX oksidira epoksidne spojeve i azaciklopropan da dobije - Hidroksil keton i - Amino keton. Ovo je jednostupanjska sinteza azaciklopropana - prvi primjer aminoketona:
- Funkcionalizirani ketoni vrlo su korisni intermedijeri u sintezi mnogih heterocikličkih spojeva, prirodnih proizvoda i srodnih spojeva. Spoj o-jodobenzojeve kiseline-1-o-jodobenziloksi-2-oksoariletilester sintetiziran je korištenjem IBX u prisutnosti kalijevog jodida: