Nos últimos 20 anos, reagentes de iodo de alta valência como oxidantes atraíram cada vez mais a atenção dos químicos por causa de suas condições de reação suaves, alto rendimento, boa seletividade e respeito ao meio ambiente. 1,1,1-triaetoxi-1,1-dihidroxi-1,2-feniliodil-3 (1H) - um (DMP) é um típico reagente de iodo de alta valência, que tem sido amplamente utilizado em síntese orgânica.
1. Reação de IBX com álcool
1) Reação de IBX com álcool em DMSO: A oxidação de hidroxila a carbonila é uma reação de conversão muito importante na síntese orgânica. Existem muitas maneiras de conseguir essa conversão em diferentes condições experimentais. Na solução DMSO ou DMSO/THF, o IBX pode rapidamente oxidar álcoois primários e secundários a aldeídos e cetonas, respectivamente, à temperatura ambiente, enquanto os álcoois primários não serão mais oxidados para formar ácidos carboxílicos, eliminando efetivamente a geração de subprodutos ácidos carboxílicos. Nas mesmas condições, IBX oxida 1,2-diol para obter - Cetona álcool ou - A ligação CC de 1,2-diol não foi oxidada. No processo de reação, não é necessário proteger o grupo amino e não destruir os heterociclos como furano, piridina e indol, e os grupos funcionais como silil éter, tioéter, alil, alceno, alcino, acetal, cetona mercaptal, éster grupo e grupo amida não são afetados na reação:
Álcool benzílico, alílico, propargílico e glicol podem ser obtidos por oxidação de IBX em um reator na presença de reagente de Wittig estável, - ésteres insaturados. Este método é particularmente útil se o aldeído intermediário for instável ou difícil de separar:
A reação de oxidação do IBX a álcool é geralmente realizada em solução de DMSO ou DMSO/THF. Simplesmente aquecendo (80 graus) a mistura de álcool, IBX e solventes orgânicos, como acetato de etila, clorofórmio, benzeno, acetonitrila, acetona, diclorometano, pode oxidar o álcool primário e o álcool secundário aos aldeídos e cetonas correspondentes; Após a reação, os subprodutos e solventes insolúveis podem ser filtrados para obter os compostos carbonílicos correspondentes com um rendimento de 90 por cento ~ 100 por cento.
2) Reação de IBX com álcool em condição livre de solvente: Em condição livre de solvente, IBX reage com álcool primário (1,25 ∶ 1, razão de massa da substância) a 60 ~ 70 graus para obter o aldeído correspondente, com rendimento de 72 por cento ~ 95 por cento. Se a quantidade de IBX for muito alta ou a temperatura da reação for superior a 90 graus, alguns aldeídos serão oxidados a ácido carboxílico. Sob as mesmas condições, os álcoois secundários são oxidados a cetonas correspondentes, e o rendimento é relativamente alto. No entanto, sob condições sem solvente, o IBX é limitado à oxidação do álcool alílico e do álcool benzílico, e o álcool alifático não reage. Além disso, é adequado apenas para reações de pequenas doses
Na reação de síntese em larga escala; Se a temperatura da reação for relativamente alta, há risco de explosão.
3) Reação de oxidação direta do álcool primário pelo IBX a ácido carboxílico: oxidação do álcool primário pelo IBX em DMSO para obtenção da fase
Os aldeídos não serão mais oxidados a ácido carboxílico. No entanto, na presença de reagentes O-nucleofílicos, como 2-hidroxipiridina (HYP), N-hidroxissuccinimida (NHS) ou 1-hidroxibenzotriazol (HOBt), o IBX pode oxidar diretamente o álcool primário em ácido carboxílico em temperatura ambiente, com um rendimento de 64 por cento ~ 95 por cento. Usando esta reação, N-protegidos - Aminoálcoois são diretamente oxidados aos aminoácidos correspondentes sem racemização:
2. Reação de IBX com compostos orgânicos contendo nitrogênio
1) Aplicação de IBX na reação de fechamento do anel de N-arilamida insaturada, carbamato e uréia: Os métodos de construção da ligação CN incluem: substituição do grupo funcional O por reagente N-nucleofílico, rearranjo do grupo funcional carbonila, redução e aminação, etc. No entanto, o método de conectar diretamente N a C sem conexão O sem produzir subprodutos inofensivos não é usar IBX para reagir com N-arilamida insaturada, carbamato e ureia para obter vários compostos heterocíclicos de cinco membros contendo nitrogênio. Por este método, o grupo N-funcional é seletivamente conectado à ligação alceno não ativada
Forme uma nova chave CN. Isso está em síntese - Existem aplicações engenhosas em importantes unidades estruturais e intermediários, como lactama, carbamato cíclico e aminoaçúcar:
2) Aplicação de IBX na desidrogenação oxidativa de aminas: A oxidação de aminas a iminas é uma conversão muito útil. Existem muitos relatos de literatura relacionados, mas cada método tem alguns defeitos importantes. Na síntese orgânica, falta um método suave e universal de oxidação da amina, o que é muito estranho, porque as unidades estruturais, como iminas e oximas, podem ser facilmente preparadas pela oxidação da amina, e essas unidades estruturais têm aplicações importantes em a síntese de muitos compostos heterocíclicos. Portanto, a reação do IBX com a benzilamina foi estudada. Verificou-se que IBX pode oxidar amina secundária a imina sob condições muito suaves. O tempo de reação foi curto e o rendimento foi alto, com seletividade.
3) A aplicação de IBX na reação de aromatização de compostos heterocíclicos contendo nitrogênio: muitos produtos naturais e drogas com atividades biológicas são compostos heterocíclicos contendo nitrogênio, então os métodos sintéticos de compostos heterocíclicos aromáticos contendo nitrogênio têm atraído grande atenção dos químicos. Usando IBX, compostos heterocíclicos aromáticos substituídos, como imidazol, isoquinolina, piridina e pirrol, podem ser sintetizados a partir de aminas cíclicas:
3. Reação de IBX com compostos orgânicos contendo enxofre
1) O óxido de sulfeto IBX é sulfóxido: é um composto muito útil. Através de uma série de reações
Para converter sulfóxido em muitos sulfetos orgânicos, que são muito úteis na síntese de drogas e produtos naturais de enxofre. Para oxidar sulfeto a sulfóxido, as condições da reação devem ser rigorosamente controladas, incluindo o oxidante
Para reduzir a formação de subproduto sulfona. Na presença de uma quantidade catalítica de brometo de tetraetil amônio (TEAB), o tioéter é oxidado por IBX para obter sulfóxido, e o rendimento é quase quantitativo. A formação de sulfóxido não é observada. Se TEAB não for adicionado, a reação é relativamente lenta, exigindo 12-36 horas.
2) Aplicação de IBX na reação de desproteção de tioacetais (cetonas): a conversão de carbonila em tioacetais (aldeídos) é um método comum para proteger a carbonila. No entanto, é difícil protegê-los
O método requer condições severas de oxidação ou sais de mercúrio, por isso é necessário encontrar um reagente suave com baixa toxicidade. Acetona-água (2:15, V ∶ V) como solvente - Ciclodextrina（ - Sob a catálise de CD), o IBX é usado para hidrolisar o tiocetal (aldeído) aos compostos carbonílicos correspondentes. A reação pode ser realizada à temperatura ambiente com um rendimento de 85 por cento ~ 94 por cento. Além disso, átomos de halogênio, nitroso, hidroxila, alcoxi, ligações duplas conjugadas, etc. não são afetados na reação.
4. Preparação de aldeído e cetona de oxidação IBX, - compostos carbonílicos insaturados
Em química orgânica, - Compostos carbonílicos insaturados são um tipo de compostos comuns e úteis, mas sua síntese às vezes é um trabalho complexo e difícil. No passado, houve muitos relatos sobre seus métodos de síntese. Um método comum é preparar éter enol silílico a partir de compostos carbonílicos e, em seguida, usar paládio para catalisar a oxidação, - Compostos carbonílicos insaturados. Outro método é usar reagente de selênio para preparar através de uma ou duas etapas de reação. Ajustando a quantidade de IBX, a temperatura de reação e o tempo de reação, podem ser obtidos produtos com diferentes saturações:
5. Aplicação de IBX na preparação de lactonas
A lactona pode ser preparada pela oxidação do hemiacetal interno. O hemiacetal interno é insolúvel ou ligeiramente solúvel na maioria dos solventes orgânicos, mas solúvel em DMSO. Usando DMSO como solvente e IBX à temperatura ambiente
Oxidação de 1,4-diol - O rendimento do hemiacetal interno é de 60 por cento - 88 por cento, mas não há lactona. Eles acham que pode ser devido ao grande impedimento estérico. Usando acetato de etila/DMSO (9 ∶ 1, V ∶ V) como solvente, aquecido e submetido a refluxo, IBX oxidou o hemiacetal interno para obter lactona com um rendimento de 66 por cento ~ 91 por cento.
6. IBX oxida átomos de carbono ligados a anéis aromáticos
O átomo de C ligado ao anel aromático é um sítio rico em elétrons, que pode ser oxidado a carbonila por IBX. Este método pode ser usado para construir um grupo carbonila na posição onde o anel aromático está ligado. Dissolva o substrato de reação e IBX em fluorobenzeno/DMSO (2 ∶ 1, V ∶ V) ou DMSO puro, aqueça a 80~90 graus C, e a reação pode prosseguir com alto rendimento e poucos subprodutos.
7. Outros exemplos de aplicação bem-sucedida de IBX em síntese orgânica
- Hidroxicetona e - Aminocetonas são importantes intermediários sintéticos em química orgânica e farmacêutica. ficar - Na presença de ciclodextrina, usando água como solvente, IBX oxida compostos epóxi e azaciclopropano para obter - Hidroxicetona e - Aminocetona. Esta é uma síntese de uma etapa de azaciclopropano - O primeiro exemplo de aminocetona:
- Cetonas funcionalizadas são intermediários muito úteis na síntese de muitos compostos heterocíclicos, produtos naturais e compostos relacionados. O composto ácido o-iodobenzóico-1-o-iodobenziloxi-2-oxoariletílico éster foi sintetizado usando IBX na presença de iodeto de potássio: