في العشرين عامًا الماضية ، جذبت كواشف اليود عالية التكافؤ كمواد مؤكسدة انتباه الكيميائيين أكثر فأكثر بسبب ظروف تفاعلها المعتدلة ، وإنتاجيتها العالية ، والانتقائية الجيدة ، والملاءمة البيئية. 1،1 ، 1- ثلاثي إيثوكسي -1 ، 1- ثنائي هيدروكسي -1 ، 2- فينيليوديل -3 (1H) - واحد (DMP) نموذجي كاشف اليود عالي التكافؤ ، والذي استخدم على نطاق واسع في التخليق العضوي.
1. تفاعل IBX مع الكحول
1) تفاعل IBX مع الكحول في DMSO: أكسدة الهيدروكسيل إلى الكربونيل هو تفاعل تحويل مهم جدًا في التخليق العضوي. هناك العديد من الطرق لتحقيق هذا التحويل في ظل ظروف تجريبية مختلفة. في محلول DMSO أو DMSO / THF ، يمكن لـ IBX أكسدة الكحولات الأولية والثانوية بسرعة إلى الألدهيدات والكيتونات على التوالي في درجة حرارة الغرفة ، في حين أن الكحولات الأولية لن تتأكسد بشكل أكبر لتكوين أحماض كربوكسيلية ، مما يقضي بشكل فعال على إنتاج أحماض كربوكسيلية المنتج الثانوي. في ظل نفس الظروف ، يؤكسد IBX 1 ، 2- ديول للحصول على - كحول كيتون أو - رابطة CC المكونة من 1 ، 2- لم يتأكسد الديول. في عملية التفاعل ، ليس من الضروري حماية المجموعة الأمينية وعدم تدمير الدورات غير المتجانسة مثل فوران ، بيريدين وإندول ، والمجموعات الوظيفية مثل سيليل إيثر ، ثيوثير ، أليل ، ألكين ، ألكين ، أسيتال ، كيتون مركابتال ، إستر لا تتأثر المجموعة ومجموعة الأميد في التفاعل:
يمكن الحصول على البنزيل والأليل وكحول البروبارجيل والجليكول عن طريق أكسدة IBX في مفاعل واحد في وجود كاشف Wittig المستقر ، - استرات غير مشبعة. هذه الطريقة مفيدة بشكل خاص إذا كان الألدهيد الوسيط غير مستقر أو يصعب فصله:
عادة ما يتم إجراء تفاعل أكسدة IBX مع الكحول في محلول DMSO أو DMSO / THF. ببساطة تسخين (80 درجة) خليط الكحول ، IBX والمذيبات العضوية ، مثل أسيتات الإيثيل ، والكلوروفورم ، والبنزين ، والأسيتونيتريل ، والأسيتون ، وثاني كلورو ميثان ، يمكن أن يؤكسد الكحول الأساسي والكحول الثانوي إلى الألدهيدات والكيتونات المقابلة ؛ بعد التفاعل ، يمكن ترشيح المنتجات الثانوية غير القابلة للذوبان والمذيبات للحصول على مركبات الكربونيل المقابلة مع عائد 90٪ ~ 100٪.
2) تفاعل IBX مع الكحول في حالة خالية من المذيبات: في حالة خالية من المذيبات ، يتفاعل IBX مع الكحول الأولي (1.25 ∶ 1 ، نسبة كتلة المادة) عند 60 ~ 70 درجة للحصول على الألدهيد المقابل ، مع عائد 72٪ ~ 95 بالمائة. إذا كانت كمية IBX كبيرة جدًا ، أو كانت درجة حرارة التفاعل أعلى من 90 درجة ، فإن بعض الألدهيدات ستتأكسد إلى حمض الكربوكسيل. في ظل نفس الظروف ، تتأكسد الكحوليات الثانوية إلى الكيتونات المقابلة ، ويكون العائد مرتفعًا نسبيًا. ومع ذلك ، في ظل الظروف الخالية من المذيبات ، يقتصر IBX على أكسدة كحول الأليل وكحول البنزيل ، ولا يتفاعل الكحول الأليفاتي. بالإضافة إلى ذلك ، فهي مناسبة فقط لتفاعلات الجرعات الصغيرة
في تفاعل تخليقي واسع النطاق ؛ إذا كانت درجة حرارة التفاعل مرتفعة نسبيًا ، فهناك خطر حدوث انفجار.
3) رد فعل الأكسدة المباشرة للكحول الأولي بواسطة IBX على حمض الكربوكسيل: أكسدة الكحول الأولي بواسطة IBX في DMSO للحصول على المرحلة
لن تتأكسد الألدهيدات أكثر إلى حمض الكربوكسيل. ومع ذلك ، في وجود كواشف O-nucleophilic مثل 2- hydroxypyridine (HYP) أو N-hydroxysuccinimide (NHS) أو 1- hydroxybenzotriazole (HOBt) ، يمكن لـ IBX أكسدة الكحول الأساسي مباشرةً إلى حمض الكربوكسيل عند درجة حرارة الغرفة ، بإنتاجية من 64 في المائة ~ 95 في المائة. باستخدام هذا التفاعل ، تتأكسد الكحولات الأمينية المحمية من N مباشرة إلى الأحماض الأمينية المقابلة دون التفرقة العنصرية:
2. تفاعل IBX مع المركبات العضوية المحتوية على النيتروجين
1) تطبيق IBX في تفاعل إغلاق الحلقة من N-arylamide غير المشبعة والكاربامات واليوريا: تشمل طرق تكوين رابطة CN: استبدال مجموعة O-الوظيفية بكاشف N- nucleophilic ، وإعادة ترتيب مجموعة الكربونيل الوظيفية ، والاختزال والتصفية ، ومع ذلك ، فإن طريقة التوصيل المباشر لـ N بـ C بدون اتصال O بدون إنتاج منتجات ثانوية غير ضارة هي عدم استخدام IBX للتفاعل مع N-arylamide والكربامات واليوريا للحصول على مركبات حلقية غير متجانسة تحتوي على نيتروجين مختلفة. بهذه الطريقة ، ترتبط المجموعة الوظيفية N بشكل انتقائي برابطة الألكين غير النشطة
قم بتكوين مفتاح CN جديد. هذا في التركيب - هناك تطبيقات بارعة في الوحدات الهيكلية الهامة والوسائط مثل اللاكتام ، الكربامات الحلقية والأمينوسوجار:
2) استخدام IBX في نزع الهيدروجين التأكسدي للأمينات: إن أكسدة الأمينات إلى الإيمينات هي تحويل مفيد للغاية. هناك العديد من التقارير الأدبية ذات الصلة ، ولكن كل طريقة بها بعض العيوب الرئيسية. في التخليق العضوي ، هناك نقص في طريقة معتدلة وعالمية لأكسدة الأمين ، وهو أمر غريب للغاية ، لأن الوحدات الهيكلية مثل الإيمينات والأكسيم يمكن تحضيرها بسهولة عن طريق أكسدة الأمين ، وهذه الوحدات الهيكلية لها تطبيقات مهمة في تخليق العديد من المركبات الحلقية غير المتجانسة. لذلك تمت دراسة تفاعل IBX مع البنزيلامين. لقد وجد أن IBX يمكن أن يؤكسد الأمين الثانوي ليحوله إلى imine في ظل ظروف معتدلة للغاية. كان وقت التفاعل قصيرًا ، وكان الناتج مرتفعًا ، مع الانتقائية.
3) استخدام IBX في تفاعل أرومة المركبات الحلقية غير المتجانسة المحتوية على النيتروجين: العديد من المنتجات الطبيعية والأدوية ذات الأنشطة البيولوجية عبارة عن مركبات حلقية غير متجانسة تحتوي على النيتروجين ، لذلك جذبت الطرق الاصطناعية للمركبات الحلقية غير المتجانسة المحتوية على النيتروجين اهتمامًا واسعًا من الكيميائيين. باستخدام IBX ، يمكن تصنيع المركبات العطرية غير المتجانسة المستبدلة مثل الإيميدازول والإيزوكينولين والبيريدين والبيرول من الأمينات الحلقية:
3. تفاعل IBX مع المركبات العضوية المحتوية على الكبريت
1) أكسيد كبريتيد IBX هو سلفوكسيد: وهو مركب مفيد للغاية. من خلال سلسلة من ردود الفعل
لتحويل سلفوكسيد الكبريت إلى العديد من الكبريتيدات العضوية ، وهي مفيدة جدًا في تركيب الأدوية والمنتجات الطبيعية للكبريت. لأكسدة الكبريتيد إلى أكسيد السولفين ، يجب التحكم في ظروف التفاعل بصرامة ، بما في ذلك المؤكسد
لتقليل تكوين منتج ثانوي من السلفون. في ظل وجود كمية محفزة من رباعي إيثيل بروميد الأمونيوم (TEAB) ، يتأكسد الثيوثير بواسطة IBX للحصول على أكسيد السولفين ، ويكون الناتج كميًا تقريبًا. لم يلاحظ تكوين سلفوكسيد. إذا لم يتم إضافة TEAB ، يكون التفاعل بطيئًا نسبيًا ، ويتطلب 12-36 ساعة.
2) استخدام IBX في تفاعل نزع الحماية من thioacetals (الكيتونات): يعتبر تحويل الكربونيل إلى الثيوأسيتال (الألدهيدات) طريقة شائعة لحماية الكربونيل. ومع ذلك ، من الصعب حمايتهم
تتطلب الطريقة ظروف أكسدة قاسية أو أملاح زئبقية ، لذلك من الضروري إيجاد كاشف معتدل بسمية منخفضة. ماء الأسيتون (2:15 ، V V) كمذيب - Cyclodextrin （- تحت تحفيز القرص المضغوط) ، يتم استخدام IBX لتحليل الثيوكيتال (الألدهيد) لمركبات الكربونيل المقابلة. يمكن إجراء التفاعل عند درجة حرارة الغرفة بعائد 85٪ ~ 94٪. بالإضافة إلى ذلك ، لا تتأثر ذرات الهالوجين والنيتروسو والهيدروكسيل والألكوكسي والروابط المزدوجة المترافقة وما إلى ذلك في التفاعل.
4. تحضير ألدهيد أكسدة وكيتون IBX - مركبات الكربونيل غير المشبعة
في الكيمياء العضوية - تعتبر مركبات الكربونيل غير المشبعة نوعًا من المركبات الشائعة والمفيدة ، لكن تركيبها يكون في بعض الأحيان عملاً معقدًا وصعبًا. في الماضي ، كان هناك العديد من التقارير حول طرق التوليف الخاصة بهم. تتمثل إحدى الطرق الشائعة في تحضير enol silyl ether من مركبات الكربونيل ، ثم استخدام البلاديوم لتحفيز الأكسدة ، - مركبات الكربونيل غير المشبعة. طريقة أخرى هي استخدام كاشف السيلينيوم للتحضير من خلال خطوة أو خطوتين من التفاعل. من خلال ضبط كمية IBX ودرجة حرارة التفاعل ووقت التفاعل ، يمكن الحصول على منتجات ذات تشبع مختلف:
5. تطبيق IBX في تحضير اللاكتونات
يمكن تحضير اللاكتون عن طريق أكسدة نصفي الدم الداخلي. نصف الأسيتال الداخلي غير قابل للذوبان أو قابل للذوبان بشكل طفيف في معظم المذيبات العضوية ، ولكنه قابل للذوبان في DMSO. استخدام DMSO كمذيب و IBX في درجة حرارة الغرفة
أكسدة 1 ، 4- ديول - ناتج نصفي داخلي هو 60 بالمائة - 88 بالمائة ، لكن لا يوجد لاكتون. يعتقدون أنه قد يكون بسبب العائق الفاصل الكبير. باستخدام أسيتات الإيثيل / DMSO (9 ∶ 1 ، V V) كمذيب ، مسخن ومعاد ، أدى IBX إلى أكسدة نصف الأسيتات الداخلية للحصول على اللاكتون في عائد 66 في المائة ~ 91 في المائة.
6. يؤكسد IBX ذرات الكربون المرتبطة بالحلقات العطرية
ذرة C المرتبطة بالحلقة العطرية هي موقع غني بالإلكترون ، يمكن أن يتأكسد إلى الكربونيل بواسطة IBX. يمكن استخدام هذه الطريقة لبناء مجموعة كاربونيل في الموضع الذي يتم فيه توصيل الحلقة العطرية. قم بإذابة ركيزة التفاعل و IBX في الفلوروبنزين / DMSO (2 ∶ 1 ، V V) أو DMSO النقي ، وتسخينه إلى 80 ~ 90 درجة مئوية ، ويمكن أن يستمر التفاعل بإنتاجية عالية وعدد قليل من المنتجات الثانوية.
7. أمثلة أخرى للتطبيق الناجح لـ IBX في التركيب العضوي
- هيدروكسيل كيتون و - أمينوكيتونات وسيطة تخليقية مهمة في الكيمياء العضوية والصيدلانية. البقاء - في وجود السيكلودكسترين ، باستخدام الماء كمذيب ، يؤكسد IBX مركبات الإيبوكسي والآزاسيكلوبروبان للحصول على - هيدروكسيل كيتون و - أمينو كيتون. هذا توليف من خطوة واحدة للأزاسيكلوبروبان - المثال الأول للأمينوكيتون:
- الكيتونات الوظيفية هي مواد وسيطة مفيدة جدًا في تخليق العديد من المركبات الحلقية غير المتجانسة والمنتجات الطبيعية والمركبات ذات الصلة. تم تصنيع مركب o-iodobenzoic acid -1- o-iodobenzyloxy -2- oxoarylethyl ester باستخدام IBX في وجود يوديد البوتاسيوم: