Dalam 20 tahun yang lalu, reagen iodin bervalensi tinggi sebagai oksidan telah menarik perhatian lebih ramai ahli kimia kerana keadaan tindak balasnya yang sederhana, hasil yang tinggi, selektiviti yang baik dan mesra alam sekitar. 1,1,1-triaethoxy-1,1-dihydroxy-1,2-phenyliodyl-3 (1H) - satu (DMP) adalah tipikal reagen iodin bervalensi tinggi, yang telah digunakan secara meluas dalam sintesis organik.
1. Tindak balas IBX dengan alkohol
1) Tindak balas IBX dengan alkohol dalam DMSO: Pengoksidaan hidroksil kepada karbonil adalah tindak balas penukaran yang sangat penting dalam sintesis organik. Terdapat banyak cara untuk mencapai penukaran ini di bawah keadaan percubaan yang berbeza. Dalam larutan DMSO atau DMSO/THF, IBX boleh mengoksidakan alkohol primer dan sekunder dengan cepat masing-masing kepada aldehid dan keton pada suhu bilik, manakala alkohol primer tidak akan terus teroksida untuk membentuk asid karboksilik, dengan berkesan menghapuskan penjanaan asid karboksilik hasil sampingan. Di bawah keadaan yang sama, IBX mengoksidakan 1,2-diol untuk mendapatkan - Keton alkohol atau - Ikatan CC 1,2-diol tidak teroksida. Dalam proses tindak balas, adalah tidak perlu untuk melindungi kumpulan amino dan tidak memusnahkan heterokitar seperti furan, piridin dan indole, dan kumpulan berfungsi seperti silil eter, tioeter, alil, alkena, alkuna, asetal, keton merkaptal, ester kumpulan dan kumpulan amida tidak terjejas dalam tindak balas:
Benzyl, allyl, propargil alkohol dan glikol boleh diperolehi melalui pengoksidaan IBX dalam satu reaktor dengan kehadiran reagen Wittig yang stabil, - Ester tak tepu. Kaedah ini amat berguna jika aldehid perantaraan tidak stabil atau sukar dipisahkan:
Tindak balas pengoksidaan IBX kepada alkohol biasanya dilakukan dalam larutan DMSO atau DMSO/THF. Hanya memanaskan (80 darjah ) campuran alkohol, IBX dan pelarut organik, seperti etil asetat, kloroform, benzena, asetonitril, aseton, diklorometana, boleh mengoksidakan alkohol primer dan alkohol sekunder kepada aldehid dan keton yang sepadan; Selepas tindak balas, produk sampingan dan pelarut yang tidak larut boleh ditapis untuk mendapatkan sebatian karbonil yang sepadan dengan hasil 90 peratus ~100 peratus .
2) Tindak balas IBX dengan alkohol dalam keadaan bebas pelarut: Dalam keadaan bebas pelarut, IBX bertindak balas dengan alkohol primer (1.25 ∶ 1, nisbah jisim bahan) pada 60~70 darjah untuk mendapatkan aldehid yang sepadan, dengan hasil 72 peratus ~ 95 peratus. Jika jumlah IBX terlalu banyak, atau suhu tindak balas lebih tinggi daripada 90 darjah, beberapa aldehid akan teroksida kepada asid karboksilik. Di bawah keadaan yang sama, alkohol sekunder dioksidakan kepada keton yang sepadan, dan hasilnya agak tinggi. Walau bagaimanapun, di bawah keadaan bebas pelarut, IBX terhad kepada pengoksidaan alil alkohol dan alkohol benzil, dan alkohol alifatik tidak bertindak balas. Di samping itu, ia hanya sesuai untuk tindak balas dos kecil
Dalam tindak balas sintesis berskala besar; Jika suhu tindak balas agak tinggi, terdapat risiko letupan.
3) Tindak balas pengoksidaan langsung alkohol primer oleh IBX kepada asid karboksilik: pengoksidaan alkohol primer oleh IBX dalam DMSO untuk mendapatkan fasa
Aldehid tidak akan dioksidakan lagi kepada asid karboksilik. Walau bagaimanapun, dengan kehadiran reagen O-nukleofilik seperti 2-hydroxypyridine (HYP), N-hydroxysuccinimide (NHS) atau 1-hydroxybenzotriazole (HOBt), IBX boleh terus mengoksidakan alkohol primer kepada asid karboksilik pada suhu bilik, dengan hasil 64 peratus ~95 peratus . Menggunakan tindak balas ini, N-dilindungi - Alkohol amino dioksidakan secara langsung kepada asid amino yang sepadan tanpa perlumbaan:
2. Tindak balas IBX dengan sebatian organik yang mengandungi nitrogen
1) Penggunaan IBX dalam tindak balas penutupan cincin N-arylamide, karbamat dan urea tak tepu: Kaedah membina ikatan CN termasuk: penggantian kumpulan berfungsi O oleh reagen N-nukleofilik, penyusunan semula kumpulan berfungsi karbonil, pengurangan dan aminasi, dsb. Walau bagaimanapun, kaedah menyambung terus N ke C tanpa sambungan O tanpa menghasilkan produk sampingan yang tidak berbahaya adalah tidak menggunakan IBX untuk bertindak balas dengan N-arylamide, karbamat dan urea tak tepu untuk mendapatkan pelbagai sebatian heterosiklik lima anggota yang mengandungi nitrogen. Dengan kaedah ini, kumpulan berfungsi N disambungkan secara selektif kepada ikatan alkena yang tidak diaktifkan
Bentuk kunci CN baharu. Ini adalah dalam sintesis - Terdapat aplikasi bijak dalam unit struktur penting dan perantaraan seperti laktam, karbamat kitaran dan aminosugar:
2) Penggunaan IBX dalam penyahhidrogenan oksidatif amina: Pengoksidaan amina kepada imina adalah penukaran yang sangat berguna. Terdapat banyak laporan literatur yang berkaitan, tetapi setiap kaedah mempunyai beberapa kecacatan utama. Dalam sintesis organik, terdapat kekurangan kaedah pengoksidaan amina yang ringan dan universal, yang sangat pelik, kerana unit struktur seperti imina dan oksim boleh disediakan dengan mudah oleh pengoksidaan amina, dan unit struktur ini mempunyai aplikasi penting dalam sintesis banyak sebatian heterosiklik. Oleh itu, tindak balas IBX dengan benzylamine telah dikaji. Didapati bahawa IBX boleh mengoksidakan amina sekunder kepada imine dalam keadaan yang sangat ringan. Masa tindak balas adalah pendek, dan hasil adalah tinggi, dengan selektiviti.
3) Penggunaan IBX dalam tindak balas aromatisasi sebatian heterosiklik yang mengandungi nitrogen: banyak produk semula jadi dan ubat-ubatan dengan aktiviti biologi adalah sebatian heterosiklik yang mengandungi nitrogen, jadi kaedah sintetik sebatian heterosiklik aromatik yang mengandungi nitrogen telah menarik perhatian luas ahli kimia. Menggunakan IBX, sebatian heterosiklik aromatik yang digantikan seperti imidazole, isoquinoline, piridin dan pirol boleh disintesis daripada amina kitaran:
3. Tindak balas IBX dengan sebatian organik yang mengandungi sulfur
1) IBX sulfida oksida ialah sulfoksida: ia adalah sebatian yang sangat berguna. Melalui beberapa siri reaksi
Untuk menukar sulfoksida kepada banyak sulfida organik, yang sangat berguna dalam sintesis ubat-ubatan dan produk semulajadi sulfur. Untuk mengoksidakan sulfida kepada sulfoksida, keadaan tindak balas harus dikawal dengan ketat, termasuk pengoksidaan.
Untuk mengurangkan pembentukan sulfon hasil sampingan. Dengan kehadiran jumlah pemangkin tetraetil ammonium bromida (TEAB), tioeter dioksidakan oleh IBX untuk mendapatkan sulfoksida, dan hasil hampir kuantitatif. Pembentukan sulfoksida tidak diperhatikan. Jika TEAB tidak ditambah, tindak balas adalah agak perlahan, memerlukan 12-36 jam.
2) Penggunaan IBX dalam tindak balas penyahlindungan tioasetal (keton): penukaran karbonil kepada tioasetal (aldehid) ialah kaedah biasa untuk melindungi karbonil. Walau bagaimanapun, sukar untuk melindungi mereka
Kaedah ini memerlukan keadaan pengoksidaan yang keras atau garam merkuri, jadi perlu mencari reagen ringan dengan ketoksikan yang rendah. Air aseton (2:15, V ∶ V) sebagai pelarut - Cyclodextrin（ - Di bawah pemangkinan CD), IBX digunakan untuk menghidrolisis thioketal (aldehid) kepada sebatian karbonil yang sepadan. Tindak balas boleh dijalankan pada suhu bilik dengan hasil 85 peratus ~94 peratus . Di samping itu, atom halogen, nitroso, hidroksil, alkoksi, ikatan berganda terkonjugasi, dll. tidak terjejas dalam tindak balas.
4. Penyediaan aldehid dan keton pengoksidaan IBX, - sebatian karbonil tak tepu
Dalam kimia organik, - Sebatian karbonil tak tepu ialah sejenis sebatian biasa dan berguna, tetapi sintesisnya kadangkala merupakan kerja yang kompleks dan sukar. Pada masa lalu, terdapat banyak laporan mengenai kaedah sintesis mereka. Kaedah biasa ialah menyediakan enol silil eter daripada sebatian karbonil, dan kemudian menggunakan paladium untuk memangkinkan pengoksidaan, - Sebatian karbonil tak tepu. Kaedah lain ialah menggunakan reagen selenium untuk menyediakan melalui satu atau dua langkah tindak balas. Dengan melaraskan jumlah IBX, suhu tindak balas dan masa tindak balas, produk dengan ketepuan berbeza boleh diperolehi:
5. Penggunaan IBX dalam penyediaan lakton
Lakton boleh disediakan melalui pengoksidaan hemiacetal dalaman. Hemiacetal dalam tidak larut atau sedikit larut dalam kebanyakan pelarut organik, tetapi larut dalam DMSO. Menggunakan DMSO sebagai pelarut dan IBX pada suhu bilik
Pengoksidaan 1,4-diol - Hasil hemiasetal dalaman ialah 60 peratus - 88 peratus , tetapi tiada lakton. Mereka fikir ia mungkin disebabkan oleh halangan sterik yang besar. Menggunakan etil asetat/DMSO (9 ∶ 1, V ∶ V) sebagai pelarut, dipanaskan dan refluks, IBX mengoksidakan hemiasetal dalam untuk mendapatkan lakton dalam hasil 66 peratus ~91 peratus .
6. IBX mengoksidakan atom karbon yang melekat pada cincin aromatik
Atom C yang melekat pada cincin aromatik adalah tapak yang kaya dengan elektron, yang boleh dioksidakan kepada karbonil oleh IBX. Kaedah ini boleh digunakan untuk membina kumpulan karbonil pada kedudukan di mana cincin aromatik dipasang. Larutkan substrat tindak balas dan IBX dalam fluorobenzene/DMSO (2 ∶ 1, V ∶ V) atau DMSO tulen, panaskan hingga 80~90 darjah C, dan tindak balas boleh diteruskan dengan hasil yang tinggi dan sedikit hasil sampingan.
7. Contoh lain penggunaan IBX yang berjaya dalam sintesis organik
- Hidroksil keton dan - Aminoketon adalah perantaraan sintetik yang penting dalam kimia organik dan farmaseutikal. tinggal - Dengan kehadiran siklodekstrin, menggunakan air sebagai pelarut, IBX mengoksidakan sebatian epoksi dan azacyclopropane untuk mendapatkan - Hidroksil keton dan - Amino keton. Ini ialah sintesis satu langkah azacyclopropane - Contoh pertama aminoketone:
- Keton yang berfungsi adalah perantaraan yang sangat berguna dalam sintesis banyak sebatian heterosiklik, produk semula jadi dan sebatian yang berkaitan. Sebatian asid o-iodobenzoik-1-o-iodobenzyloxy-2-oxoarylethyl ester telah disintesis dengan menggunakan IBX dengan kehadiran kalium iodida: