Az elmúlt 20 évben a nagy vegyértékű jódreagensek oxidálószerként enyhe reakciókörülményeik, nagy hozamuk, jó szelektivitásaik és környezetbarát tulajdonságaik miatt egyre több vegyész figyelmét keltették fel. 1,1,1-triaetoxi-1,1-dihidroxi-1,2-fenil-jodil-3 (1H) - egy (DMP) egy tipikus nagy vegyértékű jód reagens, amelyet széles körben használnak a szerves szintézisben.
1. IBX reakciója alkohollal
1) IBX reakciója alkohollal DMSO-ban: A hidroxil karbonillé oxidációja nagyon fontos konverziós reakció a szerves szintézisben. Számos módja van ennek az átalakításnak különböző kísérleti körülmények között. DMSO vagy DMSO/THF oldatban az IBX szobahőmérsékleten gyorsan aldehidekké, illetve ketonokká oxidálhatja a primer és szekunder alkoholokat, míg a primer alkoholok nem oxidálódnak tovább karbonsavakká, hatékonyan kiküszöbölve a melléktermék karbonsavak képződését. Ugyanilyen körülmények között az IBX oxidálja az 1,2-diolt, így - Keton-alkoholt vagy - Az 1,2-diol CC-kötése nem oxidálódott. A reakcióeljárás során nem szükséges védeni az aminocsoportot, és nem kell tönkretenni a heterociklusokat, például a furánt, a piridint és az indolt, valamint a funkciós csoportokat, mint a szilil-éter, tioéter, allil, alkén, alkin, acetál, keton merkaptál, észter. csoport és amidcsoport nem érinti a reakciót:
Benzil-, allil-, propargil-alkohol és glikol állítható elő az IBX oxidációjával egy reaktorban, stabil Wittig-reagens jelenlétében, - Telítetlen észterek. Ez a módszer különösen akkor hasznos, ha az intermedier aldehid instabil vagy nehezen szétválasztható:
Az IBX alkohollá történő oxidációs reakcióját általában DMSO-ban vagy DMSO/THF-oldatban hajtják végre. Az alkohol, IBX és szerves oldószerek, például etil-acetát, kloroform, benzol, acetonitril, aceton, diklór-metán elegyének egyszerű melegítése (80 fok) a primer alkoholt és a szekunder alkoholt megfelelő aldehidekké és ketonokká oxidálhatja; A reakció után az oldhatatlan melléktermékeket és az oldószereket leszűrhetjük, így a megfelelő karbonilvegyületeket kapjuk 90-100 százalékos kitermeléssel.
2) IBX reakciója alkohollal oldószermentes állapotban: Oldószermentes állapotban az IBX reakcióba lép a primer alkohollal (1,25 ± 1, az anyag tömegaránya) 60-70 °C hőmérsékleten, így a megfelelő aldehidet kapja, 72%-os hozammal. 95 százalék. Ha az IBX mennyisége túl sok, vagy a reakcióhőmérséklet magasabb, mint 90 °C, néhány aldehid karbonsavvá oxidálódik. Ugyanilyen körülmények között a szekunder alkoholok megfelelő ketonokká oxidálódnak, és a hozam viszonylag magas. Oldószermentes körülmények között azonban az IBX az allil-alkohol és a benzil-alkohol oxidációjára korlátozódik, és az alifás alkohol nem reagál. Ezenkívül csak kis dózisú reakciókra alkalmas
Nagy léptékű szintézis reakcióban; Ha a reakcióhőmérséklet viszonylag magas, fennáll a robbanásveszély.
3) Primer alkohol IBX-en keresztül történő közvetlen oxidációja karbonsavvá: a primer alkohol IBX-oxidációja DMSO-ban, így fázist kapunk.
Az aldehidek nem oxidálódnak tovább karbonsavvá. Azonban O-nukleofil reagensek, például 2-hidroxipiridin (HYP), N-hidroxi-szukcinimid (NHS) vagy 1-hidroxi-benzotriazol (HOBt) jelenlétében az IBX közvetlenül oxidálhatja az elsődleges alkoholt karbonsavvá. szobahőmérsékleten, 64-95 százalékos hozammal. Ezzel a reakcióval az N-védett aminoalkoholok közvetlenül oxidálódnak megfelelő aminosavakká racemizálás nélkül:
2. IBX reakciója nitrogéntartalmú szerves vegyületekkel
1) Az IBX alkalmazása telítetlen N-arilamid, karbamát és karbamid gyűrűzárási reakciójában: A CN kötés létrehozásának módszerei a következők: az O-funkciós csoport helyettesítése N-nukleofil reagenssel, a karbonil funkciós csoport átrendezése, redukció és aminálás, stb. Az N-C-hoz való közvetlen kapcsolódási módszer azonban, anélkül, hogy ártalmatlan melléktermékek keletkeznének, nem az, hogy az IBX-et telítetlen N-arilamiddal, karbamáttal és karbamiddal reagáltatva különböző nitrogéntartalmú öttagú heterociklusos vegyületeket állítanak elő. Ezzel a módszerrel az N-funkciós csoport szelektíven kapcsolódik a nem aktivált alkénkötéshez
Hozz létre egy új CN kulcsot. Ez szintézisben van – zseniális alkalmazások vannak olyan fontos szerkezeti egységekben és köztes termékekben, mint a laktám, a ciklikus karbamát és az aminocukor:
2) Az IBX alkalmazása aminok oxidatív dehidrogénezésében: Az aminok iminné történő oxidációja nagyon hasznos átalakítás. Számos kapcsolódó szakirodalom található, de mindegyik módszernek van néhány jelentős hibája. A szerves szintézisben hiányzik az amin oxidációjának enyhe és univerzális módszere, ami nagyon furcsa, mivel a szerkezeti egységek, mint az iminek és az oximok könnyen előállíthatók az amin oxidációjával, és ezek a szerkezeti egységek fontos alkalmazási területekkel rendelkeznek az amin oxidációjában. számos heterociklusos vegyület szintézise. Ezért az IBX reakcióját benzil-aminnal tanulmányozták. Azt találták, hogy az IBX nagyon enyhe körülmények között képes iminné oxidálni a szekunder amint. A reakcióidő rövid volt, a hozam magas volt, szelektivitással.
3) Az IBX alkalmazása nitrogéntartalmú heterociklusos vegyületek aromatizációs reakciójában: számos biológiai aktivitású természetes termék és gyógyszer nitrogéntartalmú heterociklusos vegyület, így a nitrogéntartalmú aromás heterociklusos vegyületek előállítási módszerei a vegyészek széles körű figyelmét felkeltették. Az IBX alkalmazásával szubsztituált aromás heterociklusos vegyületek, például imidazol, izokinolin, piridin és pirrol állíthatók elő gyűrűs aminokból:
3. IBX reakciója kéntartalmú szerves vegyületekkel
1) Az IBX-szulfid-oxid szulfoxid: nagyon hasznos vegyület. Reakciók sorozatán keresztül
A szulfoxidot sok szerves szulfiddá alakítja, amelyek nagyon hasznosak gyógyszerek és természetes kéntermékek szintézisében. A szulfid szulfoxiddá oxidálásához szigorúan ellenőrizni kell a reakciókörülményeket, beleértve az oxidálószert is
A melléktermék szulfon képződésének csökkentése. Katalitikus mennyiségű tetraetil-ammónium-bromid (TEAB) jelenlétében a tioétert IBX-szel oxidálják, így szulfoxidot kapnak, és a hozam szinte kvantitatív. A szulfoxid képződését nem figyelték meg. Ha nem adunk hozzá TEAB-ot, a reakció viszonylag lassú, és 12-36 órát vesz igénybe.
2) Az IBX alkalmazása tioacetálok (ketonok) védőcsoport-eltávolítási reakciójában: a karbonilcsoport tioacetálokká (aldehidekké) történő átalakítása általános módszer a karbonilcsoport védelmére. Megvédeni azonban nehéz őket
A módszer kemény oxidációs körülményeket vagy higanysókat igényel, ezért enyhe, alacsony toxicitású reagenst kell találni. Oldószerként aceton-víz (2:15, V ∶ V) - Ciklodextrin (- A CD katalízise alatt) az IBX-et a tioketál (aldehid) megfelelő karbonilvegyületekké történő hidrolizálására használják. A reakciót szobahőmérsékleten 85-94% hozammal hajthatjuk végre. Ezenkívül a reakció nem befolyásolja a halogénatomokat, nitrozo-, hidroxil-, alkoxi-, konjugált kettős kötéseket stb.
4. IBX oxidációs aldehid és keton előállítása, - telítetlen karbonilvegyületek
A szerves kémiában - A telítetlen karbonilvegyületek egyfajta általános és hasznos vegyületek, de szintézisük néha összetett és nehéz munka. A múltban számos jelentés született a szintézis módszereiről. Elterjedt módszer az enol-szilil-éter karbonilvegyületekből történő előállítása, majd palládium felhasználása az oxidáció katalizálására. - Telítetlen karbonilvegyületek. Egy másik módszer a szelénreagens felhasználása az egy vagy két reakciólépéses előállításhoz. Az IBX mennyiségének, a reakcióhőmérsékletnek és a reakcióidőnek a beállításával különböző telítettségű termékek nyerhetők:
5. Az IBX alkalmazása laktonok előállításában
A lakton a belső hemiacetál oxidációjával állítható elő. A belső hemiacetál a legtöbb szerves oldószerben oldhatatlan vagy gyengén oldódik, de DMSO-ban oldódik. DMSO-t használunk oldószerként és IBX-et szobahőmérsékleten
Az 1,4-diol oxidációja – A belső hemiacetál hozama 60 százalék - 88 százalék, de nincs lakton. Úgy gondolják, hogy ez a nagy térbeli akadály miatt lehet. Oldószerként etil-acetát/DMSO (9 x 1, V ∶ V) alkalmazásával, hevítve és visszafolyató hűtő alatt forralva, az IBX oxidálta a belső hemiacetált, így 66-91 százalékos hozammal laktont kaptunk.
6. Az IBX oxidálja az aromás gyűrűkhöz kapcsolódó szénatomokat
Az aromás gyűrűhöz kapcsolódó C atom egy elektronban gazdag hely, amely IBX-el karbonillé oxidálható. Ezzel a módszerrel karbonilcsoportot lehet létrehozni azon a helyen, ahol az aromás gyűrű kapcsolódik. Oldja fel a reakciószubsztrátumot és az IBX-et fluor-benzol/DMSO-ban (2 ∶ 1, V ∶ V) vagy tiszta DMSO-ban, melegítse 80-90 °C-ra, és a reakció nagy hozammal és kevés melléktermékkel mehet végbe.
7. További példák az IBX sikeres alkalmazására a szerves szintézisben
- A hidroxil-keton és - az aminoketonok fontos szintetikus intermedierek a szerves és gyógyszerkémiában. marad - Ciklodextrin jelenlétében, oldószerként vizet használva, az IBX epoxivegyületeket és azaciklopropánt oxidál, így - hidroxil-ketont és - amino-ketont kap. Ez az azaciklopropán egylépéses szintézise - Az aminoketon első példája:
- A funkcionalizált ketonok nagyon hasznos intermedierek számos heterociklusos vegyület, természetes termék és rokon vegyület szintézisében. Az o-jód-benzoesav-1-o-jódbenziloxi-2-oxo-aril-etil-észter vegyületet IBX alkalmazásával kálium-jodid jelenlétében állítottuk elő: