در 20 سال گذشته، معرف های ید با ظرفیت بالا به عنوان اکسیدان به دلیل شرایط واکنش ملایم، عملکرد بالا، گزینش پذیری خوب و سازگاری با محیط زیست، توجه بیشتر و بیشتر شیمیدان ها را به خود جلب کرده اند. 1،1،1-تریاتوکسی-1،1-دی هیدروکسی-1،2-فنیل لیودیل-3 (1H) - یک (DMP) معمولی است معرف ید با ظرفیت بالا، که به طور گسترده در سنتز آلی استفاده شده است.
1. واکنش IBX با الکل
1) واکنش IBX با الکل در DMSO: اکسیداسیون هیدروکسیل به کربونیل یک واکنش تبدیل بسیار مهم در سنتز آلی است. راه های زیادی برای دستیابی به این تبدیل در شرایط آزمایشی مختلف وجود دارد. در محلول DMSO یا DMSO/THF، IBX میتواند به سرعت الکلهای اولیه و ثانویه را به ترتیب به آلدئیدها و کتونها در دمای اتاق اکسید کند، در حالی که الکلهای اولیه برای تشکیل اسیدهای کربوکسیلیک بیشتر اکسید نمیشوند و به طور موثر تولید اسیدهای کربوکسیلیک محصول جانبی را حذف میکنند. تحت شرایط یکسان، IBX 1،{3}}دیول را اکسید می کند تا به دست آید - الکل کتون یا - پیوند CC 1،2-دیول اکسید نشده است. در فرآیند واکنش، لازم نیست از گروه آمینه محافظت شود و هتروسیکل هایی مانند فوران، پیریدین و ایندول و گروه های عاملی مانند سیلیل اتر، تیو اتر، آلیل، آلکن، آلکین، استال، کتون مرکاپتال، استر از بین نرود. گروه و گروه آمید در واکنش تحت تأثیر قرار نمی گیرند:
بنزیل، آلیل، پروپارژیل الکل و گلیکول را می توان با اکسیداسیون IBX در یک راکتور در حضور معرف پایدار Wittig - استرهای غیر اشباع به دست آورد. این روش به ویژه در صورتی مفید است که آلدهید میانی ناپایدار باشد یا جداسازی آن دشوار باشد:
واکنش اکسیداسیون IBX به الکل معمولا در محلول DMSO یا DMSO/THF انجام می شود. فقط حرارت دادن (80 درجه) مخلوط الکل، IBX و حلال های آلی، مانند اتیل استات، کلروفرم، بنزن، استونیتریل، استون، دی کلرومتان، می تواند الکل اولیه و الکل ثانویه را به آلدئیدها و کتون های مربوطه اکسید کند. پس از واکنش، محصولات جانبی نامحلول و حلال ها را می توان برای به دست آوردن ترکیبات کربونیل مربوطه با بازده 90 تا 100 درصد فیلتر کرد.
2) واکنش IBX با الکل در شرایط بدون حلال: در شرایط بدون حلال، IBX با الکل اولیه (1.25 ∶، نسبت جرم ماده) در 60 ~ 70 درجه واکنش می دهد تا آلدئید مربوطه را با بازده 72 درصد به دست آورد. 95 درصد اگر مقدار IBX بیش از حد باشد یا دمای واکنش بالاتر از 90 درجه باشد، برخی از آلدئیدها به اسید کربوکسیلیک اکسید می شوند. در شرایط مشابه، الکلهای ثانویه به کتونهای مربوطه اکسید میشوند و بازده نسبتاً زیاد است. با این حال، در شرایط بدون حلال، IBX به اکسیداسیون آلیل الکل و بنزیل الکل محدود می شود و الکل آلیفاتیک واکنش نشان نمی دهد. علاوه بر این، فقط برای واکنش های با دوز کوچک مناسب است
در واکنش سنتز در مقیاس بزرگ؛ اگر دمای واکنش نسبتاً بالا باشد، خطر انفجار وجود دارد.
3) واکنش اکسیداسیون مستقیم الکل اولیه توسط IBX به اسید کربوکسیلیک: اکسیداسیون الکل اولیه توسط IBX در DMSO برای به دست آوردن فاز
آلدئیدها بیشتر به اسید کربوکسیلیک اکسید نمی شوند. با این حال، در حضور معرفهای O-nucleophilic مانند 2-هیدروکسی پیریدین (HYP)، N-hydroxysuccinimide (NHS) یا 1-hydroxybenzotriazole (HOBt)، IBX میتواند مستقیماً الکل اولیه را به اسید کربوکسیلیک اکسید کند. دمای اتاق، با عملکرد 64 درصد تا 95 درصد. با استفاده از این واکنش، آمینو الکل های محافظت شده از N مستقیماً بدون راسمی شدن به اسیدهای آمینه مربوطه اکسید می شوند:
2. واکنش IBX با ترکیبات آلی حاوی نیتروژن
1) کاربرد IBX در واکنش بسته شدن حلقه N-arylamide، کاربامات و اوره غیر اشباع: روش های ساخت پیوند CN عبارتند از: جایگزینی گروه عامل O با معرف N-هسته دوست، بازآرایی گروه عاملی کربونیل، احیا و آمیناسیون. با این حال، روش اتصال مستقیم N به C بدون اتصال O بدون تولید محصولات جانبی بی ضرر، استفاده از IBX برای واکنش با N-اریلامید غیر اشباع، کاربامات و اوره برای به دست آوردن ترکیبات هتروسیکلیک پنج عضوی حاوی نیتروژن است. با این روش، گروه N-عاملی به طور انتخابی به پیوند آلکن غیرفعال متصل می شود.
یک کلید CN جدید تشکیل دهید. این در سنتز است - کاربردهای هوشمندانه ای در واحدهای ساختاری مهم و مواد واسطه مانند لاکتام، کاربامات حلقوی و آمینو قند وجود دارد:
2) کاربرد IBX در هیدروژن زدایی اکسیداتیو آمین ها: اکسیداسیون آمین ها به ایمین ها تبدیل بسیار مفیدی است. بسیاری از گزارشات مرتبط با این موضوع وجود دارد، اما هر روش دارای چند نقص عمده است. در سنتز آلی، یک روش ملایم و جهانی برای اکسید کردن آمین وجود ندارد که بسیار عجیب است، زیرا واحدهای ساختاری مانند ایمین ها و اکسیم ها را می توان به راحتی با اکسیداسیون آمین تهیه کرد و این واحدهای ساختاری کاربردهای مهمی در سنتز بسیاری از ترکیبات هتروسیکلیک بنابراین، واکنش IBX با بنزیلامین مورد مطالعه قرار گرفت. مشخص شد که IBX می تواند آمین ثانویه را به ایمین در شرایط بسیار ملایم اکسید کند. زمان واکنش کوتاه بود، و بازده بالا، با گزینش پذیری بود.
3) کاربرد IBX در واکنش آروماتیزاسیون ترکیبات هتروسیکلیک حاوی نیتروژن: بسیاری از محصولات طبیعی و داروهای دارای فعالیت بیولوژیکی ترکیبات هتروسیکلیک حاوی نیتروژن هستند، بنابراین روش های مصنوعی ترکیبات هتروسیکلیک معطر حاوی نیتروژن توجه گسترده شیمیدانان را به خود جلب کرده است. با استفاده از IBX، ترکیبات هتروسیکلیک آروماتیک جایگزین شده مانند ایمیدازول، ایزوکینولین، پیریدین و پیرول را می توان از آمین های حلقوی سنتز کرد:
3. واکنش IBX با ترکیبات آلی حاوی گوگرد
1) اکسید سولفید IBX سولفوکسید است: ترکیب بسیار مفیدی است. از طریق یک سری واکنش ها
برای تبدیل سولفوکسید به بسیاری از سولفیدهای آلی که در سنتز داروها و محصولات طبیعی گوگرد بسیار مفید هستند. برای اکسید کردن سولفید به سولفوکسید، شرایط واکنش باید به شدت کنترل شود، از جمله اکسیدان.
برای کاهش تشکیل سولفون محصول جانبی. در حضور مقدار کاتالیزوری تترا اتیل آمونیوم برومید (TEAB)، تیو اتر توسط IBX برای به دست آوردن سولفوکسید اکسید می شود و بازده تقریباً کمی است. تشکیل سولفوکسید مشاهده نمی شود. اگر TEAB اضافه نشود، واکنش نسبتاً کند است و به 12-36 ساعت نیاز دارد.
2) کاربرد IBX در واکنش حفاظت زدایی تیواستال ها (کتون ها): تبدیل کربونیل به تیواستال ها (آلدئیدها) یک روش رایج برای محافظت از کربونیل است. با این حال، محافظت از آنها دشوار است
این روش به شرایط اکسیداسیون سخت یا نمک های جیوه نیاز دارد، بنابراین یافتن یک معرف ملایم با سمیت کم ضروری است. استون-آب (2:15، V ∶ V) به عنوان حلال - سیکلودکسترین - تحت کاتالیز CD)، IBX برای هیدرولیز تیوکتال (آلدئید) به ترکیبات کربونیل مربوطه استفاده می شود. واکنش را می توان در دمای اتاق با بازده 85 تا 94 درصد انجام داد. علاوه بر این، اتم های هالوژن، نیتروزو، هیدروکسیل، آلکوکسی، پیوندهای دوگانه مزدوج و غیره در واکنش تاثیری ندارند.
4. تهیه IBX اکسیداسیون آلدهید و کتون - ترکیبات کربونیل غیر اشباع
در شیمی آلی، - ترکیبات کربونیل غیراشباع نوعی ترکیبات رایج و مفید هستند، اما سنتز آنها گاهی کار پیچیده و دشواری است. در گذشته گزارش های زیادی در مورد روش های سنتز آنها وجود داشته است. یک روش متداول تهیه انول سیلیل اتر از ترکیبات کربونیل و سپس استفاده از پالادیوم برای کاتالیز اکسیداسیون - ترکیبات کربونیل غیر اشباع است. روش دیگر استفاده از معرف سلنیوم برای آماده سازی طی یک یا دو مرحله واکنش است. با تنظیم مقدار IBX، دمای واکنش و زمان واکنش می توان محصولاتی با اشباع متفاوت بدست آورد:
5. کاربرد IBX در تهیه لاکتون ها
لاکتون را می توان با اکسیداسیون همی استال داخلی تهیه کرد. همی استال داخلی در اکثر حلال های آلی نامحلول یا کمی محلول است، اما در DMSO محلول است. استفاده از DMSO به عنوان حلال و IBX در دمای اتاق
اکسیداسیون 1،4-دیول - بازده همی استال داخلی 60 درصد - 88 درصد است، اما لاکتون وجود ندارد. آنها فکر می کنند ممکن است به دلیل مانع بزرگ فضایی باشد. با استفاده از اتیل استات/DMSO (9 ∶ 1، V ∶ V) به عنوان حلال، حرارت داده شده و رفلکس شد، IBX همی استال داخلی را اکسید کرد تا لاکتون را با بازدهی 66 تا 91 درصد به دست آورد.
6. IBX اتم های کربن متصل به حلقه های معطر را اکسید می کند
اتم C متصل به حلقه آروماتیک یک مکان غنی از الکترون است که می تواند توسط IBX به کربونیل اکسید شود. از این روش می توان برای ساخت یک گروه کربونیل در محلی که حلقه آروماتیک متصل است استفاده کرد. بستر واکنش و IBX را در فلوئوروبنزن/DMSO (2 ∶ 1، V ∶ V) یا DMSO خالص حل کنید، تا 80 تا 90 درجه سانتیگراد گرم کنید، و واکنش می تواند با بازده بالا و محصولات جانبی کمی ادامه یابد.
7. نمونه های دیگر از کاربرد موفق IBX در سنتز آلی
- هیدروکسیل کتون و - آمینو کتون ها واسطه های مصنوعی مهم در شیمی آلی و دارویی هستند. اقامت - در حضور سیکلودکسترین، با استفاده از آب به عنوان حلال، IBX ترکیبات اپوکسی و آزاسیکلوپروپان را اکسید می کند تا - هیدروکسیل کتون و - آمینو کتون به دست آید. این یک سنتز یک مرحله ای از آزاسیکلوپروپان است - اولین نمونه آمینوکتون:
- کتون های عامل دار شده واسطه های بسیار مفیدی در سنتز بسیاری از ترکیبات هتروسیکلیک، محصولات طبیعی و ترکیبات مرتبط هستند. ترکیب O-iodobenzoic acid-1-o-iodobenzyloxy-2-oxoarylethyl ester با استفاده از IBX در حضور یدید پتاسیم سنتز شد: