61717-82-6 / 關(guān)于2-碘?；郊姿酙BX的應(yīng)用

【背景及概述】^[1][2][3]

近20年來(lái)，高價(jià)碘試劑作為氧化劑，因其具有反應(yīng)條件溫和、產(chǎn)率高、選擇性好、對(duì)環(huán)境友好等特點(diǎn)而得到越來(lái)越多化學(xué)家的關(guān)注。1，1，1-三乙氧?；?1，1-二羥基-1，2-苯碘酰-3(1H)-酮（DMP，Dess-Martin periodinane）是一種典型的高價(jià)碘試劑，在有機(jī)合成上已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用。將2-碘酰基苯甲酸(IBX)與乙酸和乙酸酐的混合溶液加熱即可得到DMP。IBX 于1893 年被合成出來(lái)，至今已有112年的歷史，但由于它在大多數(shù)常見(jiàn)的有機(jī)溶劑中的溶解度很低，有關(guān)它的應(yīng)用的報(bào)道很少。1994 年Frigerio 發(fā)現(xiàn)IBX 易溶于DMSO，用它來(lái)氧化醇以及1，2-鄰二醇效果很好，從而揭開(kāi)了IBX 在有機(jī)合成中的應(yīng)用的新篇章。作為氧化劑，在DMSO 中氧化伯醇和仲醇表現(xiàn)出與DMP 相似的性質(zhì)，而當(dāng)醇具有多官能團(tuán)時(shí)IBX 比DMP 具有更好的選擇性；此外DMP 不穩(wěn)定，不能長(zhǎng)時(shí)間保存，必須在使用前制備，使用起來(lái)很不方便。IBX是一個(gè)便宜的、溫和的氧化劑，易于制備，比 DMP 具有更好的選擇性，還可用于制備脂質(zhì)與蛋白代謝改善劑氧雄龍等。

【合成】^[1]

IBX是一個(gè)便宜的、溫和的氧化劑，易于制備，用溴酸鉀或者Oxone （2KHSO₅-KHSO₄-K₂SO₄）氧化鄰碘苯甲酸即可。

【應(yīng)用】^[1]

1. IBX 與醇的反應(yīng)

1）IBX 在DMSO 中與醇的反應(yīng)：把羥基氧化成羰基是有機(jī)合成中很重要的轉(zhuǎn)化反應(yīng)，有許多方法可以在不同的實(shí)驗(yàn)條件下實(shí)現(xiàn)這一轉(zhuǎn)化。在DMSO 或DMSO/THF 溶液中，IBX 在室溫下可以很快地將伯醇和仲醇氧化分別得到醛和酮，而伯醇不會(huì)被繼續(xù)氧化生成羧酸，有效地杜絕了副產(chǎn)物羧酸的生成。在相同條件下，IBX 將1，2-二醇氧化得到α-酮醇或α-二酮，而1，2-二醇的C—C鍵沒(méi)有被氧化裂解。在反應(yīng)過(guò)程中，不需要對(duì)氨基進(jìn)行保護(hù)，不會(huì)破壞呋喃、吡啶、吲哚等雜環(huán)，硅醚、硫醚、烯丙基、烯、炔、縮醛、酮縮硫醇、酯基、酰胺基等官能團(tuán)在反應(yīng)中都不受影響：

芐基、烯丙基、炔丙基醇以及二醇在穩(wěn)定的Wittig試劑存在下被IBX 氧化一釜反應(yīng)即可得到α，β-不飽和酯。如果中間體醛不穩(wěn)定或者難以分離，這個(gè)方法顯得特別有用：

IBX 對(duì)醇的氧化反應(yīng)通常是在DMSO 或DMSO/THF 溶液中進(jìn)行的，簡(jiǎn)單地加熱(80 ℃)醇、IBX 和有機(jī)溶劑如乙酸乙酯、氯仿、苯、乙腈、丙酮、二氯甲烷等的混合物，可將伯醇和仲醇氧化成相應(yīng)的醛酮；反應(yīng)結(jié)束后過(guò)濾除去不溶的副產(chǎn)物和溶劑即可得到相應(yīng)的羰基化合物，產(chǎn)率為90%～100%。

2）IBX 在無(wú)溶劑條件下與醇的反應(yīng)：在無(wú)溶劑條件下，IBX 與伯醇 （1.25∶1，物質(zhì)的量比）在60～70 ℃反應(yīng)得到相應(yīng)的醛，產(chǎn)率可達(dá)72%～95%。如果IBX 過(guò)量較多，或在高于90 ℃下反應(yīng)，有一部分醛會(huì)被氧化成羧酸。在相同的條件下，仲醇被氧化得到相應(yīng)的酮，產(chǎn)率也比較高。但在無(wú)溶劑條件下，IBX 僅限于氧化烯丙醇和芐醇，脂肪族醇不反應(yīng)。另外，只適用于小劑量的反應(yīng)，適

于大規(guī)模的合成反應(yīng)； 如果反應(yīng)溫度比較高，有爆炸的危險(xiǎn)。

3）IBX 直接氧化伯醇得到羧酸的反應(yīng)：在DMSO中用IBX氧化伯醇得到相

應(yīng)的醛，醛不會(huì)被繼續(xù)氧化成羧酸。但在有O-親核試劑如2-羥基吡啶(HYP)，N-羥基琥珀酰亞胺(NHS)或1-羥基苯并三唑(HOBt)的存在下，IBX 在室溫下就可以把伯醇直接氧化成羧酸，產(chǎn)率為64%～95%。利用這一反應(yīng)可以將N-保護(hù)的β-氨基醇直接氧化成相應(yīng)的氨基酸而沒(méi)有外消旋化現(xiàn)象發(fā)生：

2. IBX 與含氮有機(jī)化合物的反應(yīng)

1）IBX 在不飽和N-芳基酰胺、氨基甲酸酯、脲的關(guān)環(huán)反應(yīng)中的應(yīng)用：構(gòu)建C—N鍵的方法有： 通過(guò)N-親核試劑對(duì)O-官能團(tuán)的取代，羰基官能團(tuán)的重排，以及還原氨基化等。但把N直接連接到?jīng)]有O連接的C上而不產(chǎn)生無(wú)害的副產(chǎn)物的方法不多利用IBX 與不飽和N-芳基酰胺、氨基甲酸酯、脲反應(yīng)得到各種含氮五元雜環(huán)化合物，用這個(gè)方法選擇性地把N-官能團(tuán)連接到?jīng)]有活化的烯鍵上，形

成新的C—N 鍵。這在合成γ-內(nèi)酰胺、環(huán)狀氨基甲酸酯、氨基糖等重要的結(jié)構(gòu)單元和中間體上有著巧妙應(yīng)用：

2）IBX 在胺氧化脫氫反應(yīng)中的應(yīng)用：將胺氧化成亞胺是個(gè)很有用的轉(zhuǎn)化，相關(guān)的文獻(xiàn)報(bào)道也不少，但是每一種方法都有一些重大的缺陷。在有機(jī)合成中缺少一個(gè)溫和而又通用的氧化胺的方法，這種狀況是十分奇怪的，因?yàn)橥ㄟ^(guò)胺的氧化可以很容易地制備亞胺和肟等結(jié)構(gòu)單元，而這些結(jié)構(gòu)單元在許多雜環(huán)化合物的合成中具有重要的用途。為此對(duì)IBX 與芐胺的反應(yīng)做了研究，發(fā)現(xiàn)IBX 在很溫和的條件下就可以將仲胺氧化成亞胺，反應(yīng)所用時(shí)間短，而且產(chǎn)率很高，具有選擇性。

3）IBX 在含氮雜環(huán)化合物的芳構(gòu)化反應(yīng)中的應(yīng)用：許多具有生物活性的天然產(chǎn)物以及藥物都是含氮的雜環(huán)化合物，因此含氮芳香雜環(huán)化合物的合成方法受到化學(xué)家們廣泛的關(guān)注。利用IBX可以由環(huán)狀的胺合成咪唑、異喹啉、吡啶和吡咯等取代芳香雜環(huán)化合物：

3. IBX 與含硫有機(jī)化合物的反應(yīng)

1）IBX 氧化硫醚為亞砜：是一種很有用的化合物，通過(guò)一系列的反應(yīng)可

以將亞砜轉(zhuǎn)化成許多有機(jī)硫化物，這些轉(zhuǎn)化在藥物和硫天然產(chǎn)物的合成中是很有用的。把硫醚氧化成亞砜，通常都要嚴(yán)格控制反應(yīng)條件，包括控制好氧化劑

的用量，以減少副產(chǎn)物砜的形成。在催化量的溴化四乙基銨(TEAB)的存在下，利用IBX 將硫醚氧化得到亞砜，產(chǎn)率幾乎是定量的，沒(méi)有觀(guān)察到砜的形成。如果不加TEAB，反應(yīng)比較慢，需要12～36 h。

2）IBX 在硫代縮醛(酮)去保護(hù)反應(yīng)中的應(yīng)用：把羰基轉(zhuǎn)化為硫代縮酮(醛)是保護(hù)羰基的一種常見(jiàn)的方法。但是，它們的去保護(hù)就比較困難，通常的方

法需要用到苛刻的氧化條件或者汞鹽，因此有必要找到一種毒性小的較為溫和的試劑。以丙酮-水(2∶15，V∶V)作為溶劑，在β-環(huán)糊精(β-CD)的催化下，利用IBX 把硫代縮酮(醛)水解為相應(yīng)的羰基化合物。反應(yīng)在室溫下即可進(jìn)行，產(chǎn)率高達(dá)85%～94%。并且鹵原子、亞硝基、羥基、烷氧基、共軛雙鍵等在反應(yīng)中不受影響。

4. IBX 氧化醛和酮制備α，β-不飽和羰基化合物

在有機(jī)化學(xué)中α，β-不飽和羰基化合物是一類(lèi)常見(jiàn)而又有用的化合物，但是它們的合成有時(shí)卻是一項(xiàng)繁雜而困難的工作。在過(guò)去就有不少關(guān)于它們的一些合成方法的報(bào)道。一個(gè)常用的方法是先由羰基化合物制備烯醇硅醚，然后再用鈀催化氧化得到α，β-不飽和羰基化合物。另一個(gè)方法是利用硒試劑，通過(guò)一到兩步反應(yīng)制備，通過(guò)調(diào)節(jié)IBX 的用量、反應(yīng)溫度以及反應(yīng)時(shí)間，可以得到不同飽和度的產(chǎn)物：

5. IBX 在制備內(nèi)酯中的應(yīng)用

通過(guò)氧化內(nèi)半縮醛的方法可以制備內(nèi)酯。內(nèi)半縮醛在大多數(shù)有機(jī)溶劑中不溶或者微溶，但可溶于DMSO。以DMSO 作為溶劑，利用IBX 在室溫下一步將

1，4-二醇氧化得到γ-內(nèi)半縮醛，產(chǎn)率為60%～88%，但沒(méi)有內(nèi)酯生成，他們認(rèn)為可能是由于空間位阻較大。以乙酸乙酯/DMSO (9∶1，V∶V)為溶劑，加熱回流，IBX 氧化內(nèi)半縮醛得到了內(nèi)酯，產(chǎn)率高達(dá)66%～91% 。

6. IBX 氧化連接在芳環(huán)上的碳原子

連接在芳環(huán)上的C 原子是個(gè)富電子的部位，可以被IBX 氧化為羰基，利用這個(gè)方法可以在連接芳環(huán)的位置上構(gòu)建一個(gè)羰基。把反應(yīng)底物和IBX 溶于氟苯/DMSO(2∶1，V∶V)或純的DMSO 中，加熱到80～90 °C，反應(yīng)即可進(jìn)行，產(chǎn)率高，副產(chǎn)物少。

7. IBX 在有機(jī)合成上成功應(yīng)用的其它例子

α-羥基酮和α-氨基酮在有機(jī)和藥物化學(xué)上是重要的合成中間體。在β-環(huán)糊精的存在下，以水為溶劑，IBX 把環(huán)氧化合物和氮雜環(huán)丙烷分別氧化得到α-羥基酮和α-氨基酮。這是由氮雜環(huán)丙烷一步合成α-氨基酮的第一個(gè)例子：

α-官能團(tuán)化的酮在許多雜環(huán)化合物、天然產(chǎn)物及相關(guān)化合物的合成中是很有用的中間體，利用IBX 在碘化鉀存在的條件下合成了化合物鄰碘苯甲酸-1-鄰碘苯甲酰氧基-2-氧代芳乙基酯：

【主要參考資料】

[1] 覃開(kāi)云, et al.2-碘?；郊姿?(2-Iodoxybenzoic acid, IBX) 在有機(jī)合成中的應(yīng)用. 2006. PhD Thesis.

[2] 賀詩(shī)華. 2-碘酰基苯甲酸在氧雄龍合成中的應(yīng)用.中國(guó)醫(yī)藥工業(yè)雜志, 2008, 39.8: 573-575.

[3] 劉玉嬌.豬腰豆, 丁座草的化學(xué)成分研究及 IBX 在植物成分轉(zhuǎn)化中的應(yīng)用. 2015. Master's Thesis. 云南師范大學(xué).