84-58-2 / DDQ（2，3-二氯-5，6-二氰對苯醌）

【背景及概述】^[1][2][3]

碳碳和碳雜鍵的形成反應(yīng)在有機合成中是很重要的一類反應(yīng)。對于構(gòu)建碳碳和碳雜鍵的方法，其中比較常用的是通過功能化的底物在過渡金屬的催化下進行偶聯(lián)反應(yīng)， 比如Heck，Suzuki，Negishi 等偶聯(lián)反應(yīng)。這些反應(yīng)中，底物要預(yù)先進行功能基化反應(yīng)，原子利用率低下，隨著“綠色化學(xué)”和“原子經(jīng)濟性”概念的提出，直接對非功能基化的底物通過碳氫氧化的形式來構(gòu)建碳碳和碳雜鍵的偶聯(lián)反應(yīng)引起了化學(xué)工作者極大的興趣并取得了巨大的成果。在這些碳氫氧化反應(yīng)中， 一般是以一些貴重的過渡金屬為催化劑，比如鈀，主要是對sp2-碳氫鍵進行活化，利用鈀和底物在反應(yīng)過程中形成五元或者六元鈀環(huán)結(jié)構(gòu)。以廉價的銅鹽或者鐵鹽為催化劑，在氧化劑如過氧化叔丁醇、過氧化叔丁醚，苯醌類化合物等存在下，研究了一系列與氮、氧等雜原子相連的sp3 碳氫鍵的氧化偶聯(lián)反應(yīng)，這類化合物在碳氫氧化反應(yīng)中研究比較多，主要的原因是一些含有生物活性的化合物多數(shù)含有雜原子，另外可能是這些雜原子不僅可以活化相連的sp3 C-H 鍵， 而且還可以穩(wěn)定形成的中間體2，3-二氯-5，6-二氰苯醌（DDQ）是很好的脫氫氧化劑，過去在二氫苯衍生物的芳香化、甾酮的α，β-位脫氫等反應(yīng)中的研究比較多。

2，3-二氯-5，6-二氰基苯醌(DDQ) 是一種強氧化試劑，廣泛應(yīng)用于化合物的脫氫，尤其對甾體化合物，具有很好的選擇性，是目前甾體工業(yè)中不可缺少的氧化試劑。隨著研究的深入，逐漸發(fā)現(xiàn)DDQ 在許多有機反應(yīng)中顯示了很好的應(yīng)用前景。例如，醇的選擇性氧化、芳環(huán)芐基位氧化、碳碳鍵形成、碳雜鍵形成、環(huán)合反應(yīng)以及保護和脫保護等。

【理化性質(zhì)】[1]

DDQ 是一種亮黃色固體，熔點213～215℃，易溶于乙酸乙酯和四氫呋喃，在二氯甲烷、苯、二氧六環(huán)和乙酸中有適中的溶解度。它不溶于水，但在水存在下分解釋放出氫氰酸，因此需在干燥狀態(tài)下保存。

【應(yīng)用】^[1]

DDQ 在有機反應(yīng)中的應(yīng)用越來越廣泛，應(yīng)用的領(lǐng)域也越來越多。新應(yīng)用領(lǐng)域的開發(fā)，尤其是氧化偶聯(lián)環(huán)合反應(yīng)是DDQ 在有機反應(yīng)應(yīng)用研究中的主要發(fā)展趨勢。

1. 碳-碳鍵脫氫形成雙鍵

DDQ 主要用于芳香化合物、雜環(huán)化合物、甾族化合物、醇和酚等脫氫成雙鍵，其機理是被脫氫物的一個負氫離子轉(zhuǎn)移到DDQ 上，然后質(zhì)子迅速轉(zhuǎn)移到氫醌負離子上，得到脫氫產(chǎn)物和氫醌。該反應(yīng)能進行，取決于被脫氫物轉(zhuǎn)移掉一個負氫離子后所形成的碳正離子過渡態(tài)的穩(wěn)定性，對含烯烴或芳烴的應(yīng)物此反應(yīng)容易進行。在褪黑素萘衍生物的合成中，用DDQ 在二氯甲烷中室溫反應(yīng)，以90 %的產(chǎn)率得到中間體：

在Bauerine C 的全合成的最后一步，用DDQ 脫氫高產(chǎn)率地得到目標(biāo)產(chǎn)物：

在甲苯中，室溫用DDQ 脫氫合成了吡咯并［3，4-b］吲哚：

DDQ 也是一個很好的芳構(gòu)化試劑。對于具有季碳原子的碳環(huán)化合物，用DDQ 脫氫芳構(gòu)化時，可使取代基發(fā)生移位，而不失去碳原子。在合spinochalcone B 中，用DDQ 在二氧六環(huán)中回流芳構(gòu)化環(huán)己酮得到spinochalcone B 中間體：

2.芐基位和烯丙位的氧化

一般飽和醇對DDQ 是相對穩(wěn)定的，但處于芐基位和烯丙位的羥基可以被DDQ 氧化；還有些位阻大的仲醇在回流、延長反應(yīng)時間和共氧化劑的存在下也可以被氧化成酮，該過程可能是立體張力的釋放。處于芐基和烯丙基位的其他基團也可以被DDQ 氧化。用DDQ /PbO2體系把富電子的二苯甲醇氧化為二苯甲酮：

DDQ 在一定條件下能把芐基的C-H 氧化成羰基。這可能是通過把芐基位先脫氫形成碳正離子，然后羥基或乙酰氧基負離子進攻碳正離子，再進一步氧化而得到羰基化合物的歷程來完成的。以四氫呋喃/水(9∶1) 為溶劑，在0℃用DDQ 氧化芐基亞甲基成羰基：

3.氧化偶聯(lián)環(huán)合

當(dāng)苯酚或烯醇化的酮不能經(jīng)歷α，β-脫氫時，DDQ 就催化其發(fā)生環(huán)Sinaiticin 時，用DDQ 在干燥的二氧六環(huán)中形成吡喃酮環(huán)得到其中間體：

異噁唑是重要的雜環(huán)化合物，常見的一種合成方法是用碘/碘化鉀、NBS 等氧化α，β-不飽和肟。在溫和的條件下，用DDQ 氧化α，β-不飽和肟的查耳酮得到3，5-二取代的異噁唑，為制備3，5-二取代的異噁唑提供了簡便的方法：

4.保護和脫保護

DDQ 還是一個強有力的選擇性好的保護和脫保護催化劑。DDQ 在二氯甲烷體系中可溫和、高效地保護糖羥基而催化2，3-二甲氧基丙烷(DMP) 生成異丙叉基縮醛：

5.DDQ 參與的其他反應(yīng)

DDQ 能取代一些路易斯酸在溫和的條件下形成C-N 鍵，為那些對酸敏感的化合物提供了一個可供選擇的催化劑。在乙腈中，室溫下用DDQ 催化醛和N，N’-二苯基乙二胺生成2-取代的1，3-二苯基咪唑烷類化合物：

亞胺鹽具有高的反應(yīng)活性，因此化學(xué)家們致力于尋找簡便的合成方法。用DDQ氧化氨基烯酮硅縮醛可以容易地制備亞胺鹽，然后親核試劑加成到亞胺部分，高產(chǎn)率地得到氨基酯：

【主要參考資料】

[1] 申利群, 雷福厚, 黃素玉. 2, 3-二氯-5, 6-二氰基苯醌在有機反應(yīng)中的應(yīng)用進展[J]. 化學(xué)通報, 2011, 74(6): 497-507.

[2] 由業(yè)誠, 余加佑. DDQ 在 β—咔啉生物堿合成中的應(yīng)用[J]. 合成化學(xué), 2000, 8(1): 83-86.

[3] 袁堃, 葉欣藝, 程冬萍, 等. DDQ 在雙分子氧化偶聯(lián)反應(yīng)中的應(yīng)用[J]. 浙江化工, 2014, 45(8): 21-28.