過去 20 年間、オキシダントとしての高原子価ヨウ素試薬は、穏やかな反応条件、高収率、優れた選択性、および環境への配慮から、ますます多くの化学者の注目を集めてきました。 1,1,1-トリアエトキシ-1、1-ジヒドロキシ-1、2-フェニルヨージル-3 (1H) - 1 (DMP) が典型的な有機合成で広く使用されている高原子価ヨウ素試薬。
1. IBX とアルコールの反応
1) DMSO中のアルコールとIBXの反応: ヒドロキシルのカルボニルへの酸化は、有機合成において非常に重要な変換反応です。 さまざまな実験条件下でこの変換を達成する方法はたくさんあります。 DMSO または DMSO/THF 溶液では、IBX は室温で第一級アルコールと第二級アルコールをそれぞれアルデヒドとケトンに迅速に酸化できますが、第一級アルコールはさらに酸化されてカルボン酸を形成することはなく、副産物のカルボン酸の生成を効果的に排除します。 同じ条件下で、IBX は 1,2-diol を酸化して、 - ケトン アルコールまたは - 1,2-diol の CC 結合は酸化されませんでした。 反応プロセスでは、アミノ基を保護する必要はなく、フラン、ピリジン、インドールなどの複素環、およびシリル エーテル、チオエーテル、アリル、アルケン、アルキン、アセタール、ケトン メルカプタール、エステルなどの官能基を破壊する必要はありません。基とアミド基は反応に影響されません。
ベンジル、アリル、プロパルギル アルコールおよびグリコールは、安定な Wittig 試薬、不飽和エステルの存在下、1 つの反応器内で IBX を酸化することによって得ることができます。 この方法は、中間体アルデヒドが不安定であるか、分離が困難な場合に特に役立ちます。
IBX のアルコールへの酸化反応は、通常、DMSO または DMSO/THF 溶液中で行われます。 アルコール、IBX、有機溶媒 (酢酸エチル、クロロホルム、ベンゼン、アセトニトリル、アセトン、ジクロロメタンなど) の混合物を加熱 (80 度) するだけで、第一級アルコールと第二級アルコールを対応するアルデヒドとケトンに酸化できます。 反応後、不溶性の副生成物と溶媒をろ過して、対応するカルボニル化合物を 90% ～ 100% の収率で得ることができます。
2) 無溶媒状態での IBX とアルコールの反応: 無溶媒状態で、IBX は 1 級アルコール (1.25 : 1、物質の質量比) と 60 ~ 70 度で反応し、対応するアルデヒドが得られ、収率は 72% ~ 95パーセント。 IBX の量が多すぎるか、反応温度が 90 度を超えると、一部のアルデヒドがカルボン酸に酸化されます。 同じ条件下で、2 級アルコールは対応するケトンに酸化され、収率は比較的高くなります。 ただし、無溶媒条件下では、IBX はアリル アルコールとベンジル アルコールの酸化に限定され、脂肪族アルコールは反応しません。 さらに、少量の反応にのみ適しています
大規模な合成反応で; 反応温度が比較的高い場合、爆発の危険があります。
3) IBX による第一級アルコールのカルボン酸への直接酸化反応: DMSO 中の IBX による第一級アルコールの酸化による相の取得
アルデヒドはさらにカルボン酸に酸化されません。 ただし、2-ヒドロキシピリジン (HYP)、N-ヒドロキシスクシンイミド (NHS) または 1- ヒドロキシベンゾトリアゾール (HOBt) などの O-求核試薬の存在下では、IBX は 1 級アルコールをカルボン酸に直接酸化できます。室温で、収率は 64 ～ 95% です。 この反応を使用して、N-保護された - アミノ アルコールは、ラセミ化することなく、対応するアミノ酸に直接酸化されます。
2. IBX と含窒素有機化合物との反応
1) 不飽和N-アリールアミド、カルバメート、尿素の閉環反応へのIBXの応用しかし、無害な副生成物を生成せずに、O 結合なしで N と C を直接結合する方法は、IBX を使用して不飽和 N-アリールアミド、カーバメート、および尿素と反応させ、さまざまな含窒素 5 員複素環化合物を得る方法ではありません。 この方法により、N官能基は非活性化アルケン結合に選択的に結合されます。
新しい CN キーを作成します。 これは合成中です - ラクタム、環状カルバメート、アミノ糖などの重要な構造単位と中間体には独創的なアプリケーションがあります。
2) アミンの酸化的脱水素における IBX の適用: アミンのイミンへの酸化は、非常に有用な変換です。 関連する文献報告は数多くありますが、それぞれの方法にはいくつかの大きな欠陥があります。 有機合成では、アミンの酸化によってイミンやオキシムなどの構造単位を簡単に調製できるため、アミンを酸化する温和で普遍的な方法がありません。これらの構造単位は、多くの複素環式化合物の合成。 したがって、ＩＢＸとベンジルアミンとの反応が研究された。 IBX は、非常に温和な条件下で 2 級アミンをイミンに酸化できることがわかりました。 反応時間は短く、収率は高く、選択性があった。
3) 含窒素複素環化合物の芳香族化反応における IBX の応用: 生物活性を有する多くの天然物および医薬品は含窒素複素環化合物であるため、含窒素芳香族複素環化合物の合成法は化学者の幅広い注目を集めています。 IBX を使用すると、イミダゾール、イソキノリン、ピリジン、ピロールなどの置換芳香族複素環化合物を環状アミンから合成できます。
3. IBX と硫黄含有有機化合物との反応
1) IBX スルフィドオキシドはスルホキシドであり、非常に有用な化合物です。 一連の反応を通して
スルホキシドを多くの有機硫化物に変換します。これは、医薬品や硫黄の天然物の合成に非常に役立ちます。 スルフィドをスルホキシドに酸化するには、酸化剤を含め、反応条件を厳密に制御する必要があります。
副産物のスルホンの形成を減らすため。 触媒量のテトラエチル アンモニウム ブロマイド (TEAB) の存在下、チオエーテルは IBX によって酸化され、スルホキシドが得られ、収率はほぼ定量的です。 スルホキシドの形成は観察されない。 TEAB を加えない場合、反応は比較的遅く、12-36 時間かかります。
2) チオアセタール (ケトン) の脱保護反応における IBX の適用: カルボニルのチオアセタール (アルデヒド) への変換は、カルボニルを保護するための一般的な方法です。 しかし、それらを保護することは困難です
この方法は過酷な酸化条件や水銀塩を必要とするため、毒性が低くマイルドな試薬を見つける必要があります。 溶媒としてアセトン-水 (2:15, V ∶ V) - シクロデキストリン ( - CD の触媒作用の下), IBX はチオケタール (アルデヒド) を対応するカルボニル化合物に加水分解するために使用されます. この反応は、室温で85%～94%の収率で行うことができます。 また、ハロゲン原子、ニトロソ、ヒドロキシル、アルコキシ、共役二重結合などは反応に影響を与えません。
4. IBX 酸化アルデヒドおよびケトン、-不飽和カルボニル化合物の調製
有機化学では、 - 不飽和カルボニル化合物は一般的で有用な化合物の一種ですが、その合成は複雑で難しい作業です。 過去に、それらの合成方法について多くの報告がありました。 一般的な方法は、カルボニル化合物からエノール シリル エーテルを調製し、次にパラジウムを使用して酸化を触媒することです。 - 不飽和カルボニル化合物。 別の方法は、セレン試薬を使用して、1 段階または 2 段階の反応を経て調製する方法です。 IBX の量、反応温度、反応時間を調整することで、さまざまな飽和度の生成物を得ることができます。
5. ラクトンの調製における IBX の応用
ラクトンは、内部ヘミアセタールの酸化によって調製できます。 内側のヘミアセタールは、ほとんどの有機溶媒に不溶またはわずかに溶けますが、DMSO には溶けます。 DMSOを溶媒として使用し、IBXを室温で使用
1,4- ジオールの酸化 - 内部ヘミアセタールの収率は 60% - 88% ですが、ラクトンはありません。 彼らは、立体障害が大きいためではないかと考えています。 酢酸エチル/DMSO (9 ∶ 1, V ∶ V) を溶媒として使用し、加熱還流することで、IBX は内部のヘミアセタールを酸化し、66% ～ 91% の収率でラクトンを得ました。
6. IBX は芳香環に結合した炭素原子を酸化する
芳香環に結合している C 原子は電子が豊富な部位であり、IBX によってカルボニルに酸化することができます。 この方法を使用して、芳香環が結合する位置にカルボニル基を構築できます。 反応基質と IBX をフルオロベンゼン/DMSO (2 : 1、V : V) または純粋な DMSO に溶解し、80 ～ 90 ℃ に加熱すると、反応は高収率で副生成物が少なく進行します。
7. 有機合成における IBX の他の成功例
- ヒドロキシル ケトンおよび - アミノケトンは、有機および製薬化学における重要な合成中間体です。 滞在 - シクロデキストリンの存在下、溶媒として水を使用して、IBX はエポキシ化合物とアザシクロプロパンを酸化して - ヒドロキシル ケトンと - アミノ ケトンを生成します。 これは、アザシクロプロパンのワンステップ合成です - アミノケトンの最初の例:
- 官能化ケトンは、多くの複素環化合物、天然物、および関連化合物の合成において非常に有用な中間体です。 化合物 o-ヨード安息香酸-1-o-ヨードベンジルオキシ-2-オキソアリールエチル エステルは、ヨウ化カリウムの存在下で IBX を使用して合成されました。