（有机化学专业论文）二氯亚碘酰苯和iodosodilactone的合成及反应性研究.pdf

ab s t r a c t a h i g h l y e ff i c i e n t a n d m i l d p r o c e d u r e i s d e s c r i b e d f o r t h e o x i d a t i o n o f d i ff e r e n t t y p e s o f a l c o h o l s u s i n g 2 , 2 , 6 , 6 - t e t r a m e t h y l -pi p e r i d i n y l o x y l ( t e mp o ) a s a c a t a l y s t w it h io d o b e n z e n e d i c h l o r i d e ( p h i c 1 2 ) a s a s t o i c h i o m e t r i c o x i d a n t a n d p y r i d in e a s a b a s e . t h i s p r o c e d u r e c a n a l s o o x i d i z e 1 , 2 - - d i o l s t o a - h y d r o x y l k e t o n e s o r a - d i k e t o n e s s m o o t h ly d e p e n d i n g u p o n t h e a m o u n t o f p h i c 1 2 u s e d a c o m p e t i t i v e s t u d y s h o w s t h a t t h i s t e mp o - p h i c 1 2 - p y r i d in e s y s t e m p r e f e r s t h e o x i d a t io n o f a l i p h a t i c s e c o n d a r y a l c o h o l t o a l i p h a t i c p ri m a ry a l c o h o l . a re a s o n a b l e m e c h a n i s m i s a l s o p r o p o s e d玩 a d d i t i o n , t w o v e ry c o n v e n i e n t a n d h i g h - y i e l d p r o c e d u r e s f o r t h e p r e p a r a t i o n o f a r i c 1 2 fr o m i o d o a r e n e h a v e b e e n d e v e l o p e d . o n e e m p l o y s s o l i d s o d i u m c h l o ri t e ( n a c 1 0 2 ) a s a c h l o ri n a t i n g a g e n t i n d i l u t e h y d r o c h l o ri c a c i d s o l u t i o n ; t h e o t h e r u s e s s o d i u m h y p o c h l o ri t e ( n a c i o ) a s a c h l o r i n a ti n g a g e n t s ti l l i n h c i s o l u t i o n w h i c h i s m o r e r o b u s t t h a n n a c l 伍 s y s t e m . a m o r e r e a c t i v e r a d i c a l 1 - me- a z a d o w a s s y n t h e s i z e d a n d u s e d a s a c a t a l y s t i n s t e a d o f t e mp o i n t h e a l c o h o l o x i d a t i o n s y s t e m u s i n g p h i c 1 2 a s t h e s t o i c h i o m e t r i c o x i d a n t . t h e n a t r i c y c l o h y p e r v a l e n t i o d i n e r e a g e n t i o d o s o d i l a c t o n e w a s d e s i g n e d a n d u s e d a s a s t o i c h i o me t r i c o x i d a n t i n t h e o x i d a t i o n o f a l c o h o l c o mb i n e d w i t h t e mp o i n th e p r e s e n c e o f d m a e t h i s p r o c e d u r e i s h i g h l y c h e m o s e l e c t iv it y a n d e s p e c i a l l y s u i t a b l e f o r t h e o x i d a t i o n o f s u b s t r a t e s c o n t a i n i n g s ens i t i v e f u n c t i o n a l g r o u p s . i t p r e f e r s t h e o x i d a t i o n o f a l ip h a t i c p ri m a ry a l c o h o l t o a l i p h a t ic s e c o n d a ry a l c o h o l . s e c o n d a ry a l c o h o l s a r e n o t g o o d s u b s t r a t e s u n d e r t h e a b o v e c o n d i t i o n s ; b u t w h e n i - me - a z a d o i s u s e d a s a c a t a l y s t i n s t e a d o f t e mp o , s e c o n d a ry a l c o h o l s a r e s m o o t h l y c o n v e rt e d i n t o k e t o n e s i n h i g h y i e l d s . a r e a s o n a b l e m e c h a n i s m i s a l s o p r o p o s e 己 t h e c o m b i n e d r e a g e n t s y s t e m o f i o d o b e n z e n e d i c h l o ri d e a n d s o d i u m a z i d e i s a p o w e r f u l t o o l f o r i n t r o d u c i n g a z i d o f u n c t i o n a l g r o u p i n t o o r g a n i c m o l e c u l e s . i t w a s f o u n d t h a t t h e p h i c i , / n a n , s y s t e m c o u l d d i r e c t a z i d a t e b e n z y l i c p r o t o n s t o g i v e t h e i r c o r r e s p o n d i n g a x i d a t i o n p r o d u c t s i n m o d e r a t e t o g o o d y i e l d s . v a r i o u s a l i p h a t i c a n d a r o m a t i c a l d e h y d e s c a n b e c o n v e rt e d i n t o t h e i r c o r r e s p o n d i n g c a r b a m o y l a z i d e s i n g o o d t o e x c e l l e n t y i e l d s u n d e r t h e s i m i l a r c o n d i t i o n s . a m e c h a n i s t i c r a t i o n a l e f o r t h e s e i s p r o p o s e d k e y w o r d s : h y p e r v a l e n t i o d i n e r e a g e n t , i o d o b e n z e n e d i c h l o ri d e , t h e o x i d a t i o n o f a l c o h o l s , 1 - me - a z a d o , i o d o s o d i l a c to n e , s o d i u m a z i飒 c - h a c t i v a t i o n , c a r b a m o y l a z i d e 南开大学学位论文版权使用授权书 本人完全了 解南开大学关于收 集、 保存、 使用学位论文的 规定， 同 意如下各项内 容: 按 照学校要求提交学 位论文的印 刷本和电 子版本: 学校有权 保存学位论文的印 刷本和电 子 版， 并采用影印、 缩印、 扫描、 数字化或其它手段保存论文; 学校 有权提供目 录检索以 及提供本学位论文 全文或 者部分的阅 览服务: 学校有权按有关规定向国 家有关部门或者 机构送交论文的复印 件和电 子版: 在不以 蔽利为目 的的前 提下， 学校可以 适当复制论 文 的部分或全部内容用于学术活动。 学位论文作者签名: 赴 i t 月s 6 日 经指导教师同意， 本学位论文属于保密，在年解密后适用 本授权书。 指导教师签名: 袜拯 学 位 论 文 作 者 签 名 : 解密时间:年月日 各密级的最长保密年限及书写格式规定如下: 粼 5 年一 丈 菠 长 邓 、 密*1 0 年 最长 1 i ) 年， 密 * 忍 啤 ( 最 长2 llr . 南开大学学位论文原创性声明 本人郑重声明: 所呈交的学位论文， 是本人在导师指导下， 进行 研究工作所取得的成果。 除文中己经注明引用的内容外， 本学位论文 的研究成果不包含任何他人创作的、 已公开发表或者没有公开发表的 作品的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集 体， 均已 在文中以明 确方式标明。 本学位论文原创性声明的法律责任 由本人承担。 学 位 论 文 作 者 签 名 : 赵营0*4 ” 年 ” ” 日 第一章 前言 第一章 前言 第一节 离价镇有机化学简介 1 . 1高价碘有机化学的 起源与研究 进展 化学家b . c o u t o i s 在1 8 1 1 年从海藻灰中 第一次分离到 单质碘元素，1 8 1 3 年 7 . l . g a y l u s s a c 将 其 命 名 为 碘. 碘 伍 3 d i n e ) 在希腊 文中 是 深紫 色的 意 思. 1 1 8 1 9 年 k i 被人们用作治疗甲 状腺疾病的药物， 碘酒可以 用作消毒剂， 碘元素是人体内 一种非常重要的微量元素， 在生物体的多个组织中都扮演着重要的角色。 碘早期 主要来源于智利硝石，现在主要来源于天然盐类。 有机碘化合物直到1 8 5 0 年左右才被化学家运用在有机合成中，早期比较著 名的应用有:h o f m a n n胺类化合物的烷基化，wil l i a r n s o n法合成醚类化合物和 w u r t z 偶 联 反 应。 自 然界中 确 元素 主 要以 一价态 ( - 1 价 ) 的 形 式 存 在， 和 第 一周期 的元素形成相对较弱的化学键， 其中c - 1 键的键能为5 5 k c a l / m o l 。 但是由于碘原 子是卤 素原子中原子半径最大， 可极化程度最高， 电负性最小， 所以碘原子也可 以形成稳定的多配位，高价态的化合物。 第一 个高价碘试剂是由 德国 化学家w i l l g e r o d t 于1 8 8 6 年合 成得到的 二抓r 碘 酞 苯 ( p h i c 12 ) . 随 后 陆 续 制 备 出 很 多 高 价 碘 试 剂 ， 如 p h i (o a c 女 3 a r 2r h s 0 4 4 等。 因 此， w i ll g e r o d t 于1 9 1 4 年 发 表了 第 一 篇 关于 高 价 碘 试 剂 的 综 述， 总 结了 近5 0 0 个高价碘化合物。 但是此后直到1 9 8 。 人们对于高价碘试剂的研究都很少， 8 0年代初期对高价碘的研究才又逐渐多起来。这种复苏主要是由于以 下几个原 因: 1 ) 三价 碘试剂的 化学性质和反 应性与掩四 ， t l ( i ii ) , p b ( i v ) 类似， 但是没有 这些重金属所带 来的 毒性 和环境问 题: 2 ) 人们认识到高 价碘试剂与 过渡金 属配合 物反应性上的 相似性， 如还原消除， 配体交换等; 3 ) 一 些关 键的 综述性文章发表， 重 要中 间 体的 合成 和 一些 重 要高 价 碘 试剂 如p h i ( o a c 卜 和dap已 经 可以 商 业 化 获得。 近年来， 高价碘试剂的研究己 经成为有机化学研究的 一个热点， 有关这方 面的综述性文章和专著已 大量发表。 ” 1 . 2高价碘试剂的分类 高 价碘 试 剂是 根据 中 心 碘原 子的 价电 子 个数 闪， 配 体的 数目 沟以 及它 的 性 质 来 分 类， 以m a rt in - a r d u e n g o 的 形 式 ( n - x - l ) 来 描 述， 以 下 四 种 结 构 特 征的 高 第一章 前言 价碘试剂在有 机化学中 有着重要应用: * ， :l ; :l ,.以 l - i ll个: l l l 8 - i - 2 1 0 - 1 - 3 1 0 - 1 - 4 1 2 - i - 5 图 1 . 1四 种常见 配位的高价腆试荆 前 两 种 命 名为i o d a n e s ， 意为 三价 碘 试剂， 后两 种 命 名为p e ri o d a n e s ， 意 为 五 价碘试剂。 普遍和经典的高价碘试剂的分类取决于碘原子连有几个含碳配体。 1 r, 1 8 三价碘试剂可以 含有1 - 3 个碳原子配体， 其中 含有一 个碳原子配体的化合物以 亚碘酷苯( p h i o ) 及其衍生物( p h i x v x为 其他除 碳原子以 外的 配体 ) 为代表; 含有 两 个 碳 原子 配 体的 三 价 碘 试 剂命 名为i o d o n i m n s a l t s 外了 沈 ) ; 含 有 三个 碳原 子 配 体的三价碘试剂由于其热稳定性较差研究较少。 五价碘试剂也可以按照含有碳原 子配体的个数来分类，但是目前已知的五价碘试剂只有一个或两个碳原子配体， 以 碘酸苯 ( p h i 0 2 ) 及其 衍生物 ( p h i x 4 o r p h i x 2 0 ) 和i o d y l s a l t s ( r 2 1 o . 3 c ) 为 代表。 1 .3 几类孟要的及常用的高价碘试剂 由 于高 价碘试剂的较好的官能团 容忍性和其使用上的便捷性， 他们作为选择 性的 氧化剂在有机合成中得到了 越来越广泛的 应用。 下列几类高价碘试剂在有机 合成中展示了极其重要的应用: o aco,ioac h o , . , o t s c i - a dmp i b x p h l o p i d a 图 1 .2几种常用的高价碘试剂 日 下 旧p h ic 任 0，.j梦l2 夕尧井0 卜|写n q洲“工p 第二节 五价琪试剂在有机合成的 应用 2 . 1五价碘试剂简介 p h 1 o 2 是结构最为 简单的五价碘试剂， 但是由于其溶解度不好，同时受热易 爆，所以运用受到了 很大的限制，研究不多。 p h i 0 2 衍生物表现出的 特异性，使 五价碘试剂的 研究主要 集中 在d e s s - m a r tin p e ri o d i n a n e ( d m p ) 和 a c i d ( i b x ) 上，它 们 是 温和的 具 有 选择 性的 氧化 剂. d m p和1 b x 试剂的 发 现 和 它们在 有机 合成中的 广泛 运用是 高价碘试剂研究热 潮复 苏的 标志. 峥 第一章 前言 2 .2 d mp 在有机合成中的运用 d e s s - m a r t in 试剂 1 , 1 , 1 - t r i s ( a c e ty lo x y 卜 1 , 1 - d i h y d r o-1 , 2 - b e n z i o d o x o l - 3 - ( 1 h ) - o n e 是由 d e s s 和m a r t in在1 9 8 3 年合 成 得到 并 运用 在醉的 氧化中， 2 0 以 反 应高 收 率 和高选择性而著称。由于其独特的反应性和使用上的便捷性， d m p 已 经被广泛 的 用 在 具 有 生 物 活 性 的 天 然 产 物 的 全 合 成 上 ， 例 如 : 8 - 3 -0 - g a ll o y l - ( 2 r , 3 r ) - e p i c a t e c h i n , 2 1 a n g u c y t c l i n e a n t ib i o t i c s , 2 2 t r i c y c li c 0 - l a c t a m a n t ib i o t i c s ,2 3 t h e p l a t e l e t a g g r e g a t i o n - i n h i b it in g y - l a c t a r n p i - 0 9 1 . a s 值得指出的是在大多数情况下， d a d 是唯一可行的氧化剂，而其他常规方 法， 如s w e et氧化， j o n e s 氧化， 基于 铬的 氧化方法都无法完成相应的 转 化。 2 2 ,23 研究表明d mp 可以 选择性的氧化轻基到拨基，并且有极高的官能团 容忍 度， 例 如: 不饱和醇， ”糖类化合 物， 2 5硅 醚， 2 7 胺类和酞胺类化物， 2 8 四 嗦 类化物， ” 各种核普 衍生物， ， 硒化 物， 3 ， 蹄化 物， 3 2 含磷类化物， 3 3 烯丙醉和炔丙 醇类 化 物， 3 4 含氟取代的醉 类化合物， 3 ， 在处 基被氧化时 这些官能团 不 受影响。 d mp可以氧化一些易消旋的光学醉但并不影响产品的光学纯度。 例如氧化 n端保护的 光学醉到醛没 有带来c c 值降 低 ( 1 ) . 1 ， 但是采 用s w e et氧化所 得醛 的e -: 值降至 5 0 %. h o 丫 n h f m o c d m p , c h 2 c i2 - h 2 0 , r t 9 5%。 仃n h f m oc， 9 9% 口 .9 9% 日 白 2 . 3 d mp 和1 b x的合成方法 s a n t a g a o s ti n o d e 等采用o x o n e 作为 氧化剂在水中 可以 方便的将邻碘苯甲 酸氧 化到i b x ( 2 ) . 3 s 8 1 % 随后又发展了以 对甲 苯磺酸为催化剂， i b x可以 与醋酸醉反应高收率得到 d m p ( 3 ) . 7 a c 2 0 , 0 .5 % t s o h , 8 0 0 c , 2 h - 种-一目-一一 门卜 9 1% a,0 o a c 、州 户 it o a c 第一章 前言 d a p 和i b x 都是强 氧化剂， 都有报道使用过 程中 发生爆炸的 例子. 2 0 6 , 3 8 . 新 的 合成方法相对于以 前报道的采用浪 酸钾， 浓硫酸的 氧化体系2 0 k 3 8 b , 3 安 全了 许 多。 2 .4 i b x在有机合成中的运用 i b x 最 早由 h a r m a n 和 m 匆 e r 在1 8 9 3 年合成 并 报道。 3 9 i b x 也 是 温和的 选 择性 的氧化剂。 i b x 在 d m s o 溶液中可以高收率的 将经基氧化到栽基并对许多官能团 具 有极好的 容忍性。 1 ， 在 这一系列工作的 基础上， n i c o l a o u 等对 i b x 的 用途进行 了开拓性的发展， 发现使用过量的 田x 在加热条件下可以将醇转化到不饱和 e 基 化 合物( 4 ) . 4 0 e q u i v . i b x 7 日% d m s o, 6 5 0 c, 6 h dms o i b x 可以 选择性的 对节位进行氧化 ( 5 )。 4 1 a r l l , r i b x , fl u o r o b e n z e n e / d ms o , 8 0 - 9 0 0 c , 5 - 3 6 h 5 2 书5%oa r r阎 苯胺及相关化合物可以 被i b x 氧化生成亚胺或成环产品 ( 6 )。 4 2 i b x , d m s o , h 2 0, 2 5 0 c , 0 .5 - 1 h 7 0 - 9 8% i n r n , 间 产h 第三节 三价琪试剂在有机合成中的应用 3 . 1三价碘试剂概述 有一个碳原子参与配位的三价碘试剂， p h i x 2 ， 被认为是亚碘酞苯或者其不 可分离的 酸p h i ( o h ) : 的衍 生 物. 因为亚 碘酞苯在酸性条件下 ( h x ) 可以 很方便地 转化为p h i x 2 ;其逆反 应是p h i x 2 在碱性条件下水解可以 得到p h i o . 第一章 前言 亚碘酞苯及其衍生物的反应性是由于碘的高价态，i 一 键的较低的键能，和 碘原子的电正性所决定的。 这些结构上的因素可以 解释p h i x 2 的强亲电 性， 与有 机化合物的反应过程会经过配体交换和还原消除等过程从而生成最终的目 标产 物。正是由于这些性质， p h i x 2 在有机合成上作为一种选择性氧化剂和亲电 配体 的转移试剂得到了广泛的应用。 这类化合物在合成上的广泛应用还由于它们本身 易得低毒和使用上的便捷性. 多种多 样的 稳定的r i x 2 化合物已 经被报道， 一个显著的 共同 特点是这类化 合物均有一个苯环作为一个碳原子配体与碘原子相连。 脂肪类烷基碘的高价碘化 合物由于其高度不稳定性， 只能以 一种中间体形式短暂存在。 碘原子上的两个杂 原子配体主 要有f , c l , o , n等。 总体来说， x为电 负 性较大的 取代基团 时高价碘 化合物具有较高的稳定性。 3 .2三价碘试剂在有机合成中的应用 3 .2 . 1 p h i o在有机合成中 的 应用 x - r a y 粉末衍射 和e x a f s 分析清楚 地表明p h i o是 一种线性聚合， 不 对称 桥接的，以 碘原 子为中 心 具 有t - 型 几何结构的无定形 粉末。 6 i - o键键长分别为 2 .3 7 a 和 2 .0 6 肖 。 其 结 构 如 下 图 所 示 . 、刀了 气 协 i,-p h ， 众 、.: p h1, 冰 ，o 图1 .3 p h i o的 结 构 p h i o是一个高效的氧化剂，但是由 于其多聚性使其在一般溶剂中溶解度较 低而限制了p h i o在实际中的应用. p h l o的反应有一个显著的共同特点是需要轻 基类溶剂 ( 如水或甲醉) 或者需要催化剂 ( 如 l e w i s 酸， b f 离子或者过渡金属 络合物等) ， 其中 真正起 氧化作用的是p h i o活化的 单体形式。以 下是p h i o在有 机合成中比 较有代表性的 反应。 环状氨 基酸在氛仿或 者二氛甲 烷中 用p h i o氧化脱 梭而生成内 酞胺 ( 7 ) . 打 p h io ( 2 . 2 e q u iv ) c h c i3 , r .t , 2 d a y s p h l o 在甲 醇中 解聚 得 到 高 活 性的中 间 体 p h i ( o m e ) 2 ， 所以 p h i o 在甲 醇中 有较 大的 溶 解 度， 大 约 0.5g/ml.“这 也 是 大 多 数 情 况 下甲 醇 被 用 作 p h i o 氧 化 反 应 溶 剂的 原因。 p h i o 在甲 醇 中 可以 将酚 类化合 物氧 化到 相 应的 醒 类 化 合 物， ”醋的 烯 醇 硅 醚 可 以 在 甲 醉 中 被 p h i o * i,化 f e基。 位 引 入 一 个 甲 氧 基 。 “ 2 0 0 0年 k i t e等人报道了催化量的k b r在水中可以有效的活化 p h l o . 第一章 前言 p h i o / k b r 体系可以 有效的氧化伯醉和仲醇，伯醇被氧化为相应的 狡酸， 仲醇被 氧 化为 相 应 的 酮( 8 ) . 4 7 ( p h i o ) n (2 .2 e q u iv .) , i.r ( 0 .2 - 1 e q u ip , h 2 o , r . t , 2 h 7 6 - 9 2% r c o o h ( 6 ) 过渡金属也可作为p h i o氧化反应的催化剂。 s a l e n 配合物催化的烯烃环氧化反应 ( 9 ) . 物也可催化p h i o进行不对称环氧化反应。 姗 加 加 ， g i l h e a n y 等 人报道了 不对称 铬 r u 等的s a l .或s c h i ff碱配合 p h io ( 1 .2 e q u i v .) , p h 3 p o ,c h 3 c n , 0 0 c p h, , 也可以 对11 i 0 6 u , y2b 和w7. 等金 属配合物中 心金属原子进行氛化 ( 1 9 ) . p h l姚， 渊声场 78 0 c 9 4 - 9 口 % r r .j .rr i i ( r cl 0 m clo c c l pm 0$ ( 1 动 m=m oo r w, r-ho r ms 采用p h i c 1 2 作为抓化试剂， 对氮基苯乙酮可以 在氮基的邻位引 入一个级原 第一章 前言 子， 成功的 合成到环 氧 化酶抑制剂 c o x - ii 的 重要中 间体( 2 0 ) , ， 采用氯气或 n c s 则无法完成该转化。 p h i c 吸 , t h f p y r i d i n e , 0 - 3 0 c 日 7% 咤 浏 足 球烯c 6 0 也可以 初p k c 1 2 在室 温条件下氛化得到多 级代的 产物， 6 这个方法 比 原来 用氛 气( 2 5 0 0 c ， 一 天) 或液氛 ( - 3 5 0 c ， -i ll- ) 氛化足球 烯的 条件要温和的 多。 最近， m o r i a t y , p r a k a s h . k i t a 等人分别 报道了由 p h i c 1 2/ p b ( s c n ) 2 组合引 入 硫 氛根的 反应。 “烯醇 硅醚， 1 , 3 一 二酮， 不饱和烷烃， 酚 类化合物等都可以 在 p h i c l - 碑城 s c n ) 2 作用下引 入硫氛 根， 反应可能是 经过 p x二c i , o a c , e t o . = o h , c i , b r , o t s , o a c , c n , n 3 , d o . 图 1 . 5五元环状的 三价 碘试剂 五元环状的三价碘试剂在结构上由于环的作用， 其稳定性一般比相应非环类 化合物要高。 这类化合物的稳定性使一些环类高价碘中间体的分离和制备成为可 能，比如i - o o r , i - n 3 , i - c n等。越来越多的i b a衍生物被合成，并运用到有 机合成 化学中。 下面主要介绍i b a 在有机合成中的 运用。 4 .2 .2 i b a及其衍生物在有机合成中的 应用 早在2 0 世纪8 0 年代中期， i b a 就引起了 人们的兴趣，主要周b a 在断裂有毒 的 磷酸盐和活性较高的酷类化合物时具有极好的 催化活性 ( 2 3 ) . “ 0 1 ph 一 fh0 + p40ac.h5,(3(pc p0 ph g p h .() 丫 ph i b a可以 通过配体 交换制备其各种重要 衍生 物。 例如经基被磺酸基取代得到 i b a 磺酸 衍 生物。 6s 所有的 磺酸类衍生 物均是一种易 水解但是热稳定性较好的结 晶 体。 i b a 磺酸类衍生物与h t i b 类似， 对不饱和有机化合物和亲核性的 底物具 有很高反应活性。 o c h i a i 等人报道了i b a的过氧烷基衍生 物 ( a l k y l p e r o x y b e n z io d o x o l e s ) 合成 并将其应用 到有机合成中 ( 2 4 ) . “ t - b u o o h , c h c i3 , b f 3 -e t 2 o 0 - 2 5 0 c , 3 h 9 0% 该 试剂能将节醚氧化到相应的醋类 化合物 ( 2 5 ) . . 氧化环状缩醛到 相应二 第一章 前言 醇单酷， 妞硫醚到 砚类 化合物， 肠有机伯胺到相应酞胺类 化合物6 9 0 ， 二 级胺到 亚 胺 化合 物， 6 9 d 氧 化 酚 类 化 合 物到 醒 类 化 合 物。 6 9 . 卯b u -t a r o ra r火 o r 。 ， c 6 h 6 , k 2 c 0 3 , r .t 5 8 - 9 8% z h d a n k i n 等人报道了 i b a 的叠氮衍生物 ( a z i d o b e n i o d o x o l e s ) 的制备 ( 2 6 ) 和 应 用( 2 7 ) . 7 0 环 状的 高 价 碘 叠 氮 衍 生 物比 其非 环 状的 衍生 物( p h i ( n 3 ) x ( x = o a c , c l , o t m s , e t c .) 或 p h l ( n 3 卜 ) 稳定了 多， 使其分离成为现实。 该类化合物又具有 较高的活性，可以对饱和烷烃进行c - i h 键活化，从而引入叠氮根。 炜叹。 卿，o t m s n 3 , c h 3 c n , r t . , 1 0 - 1 5 h 招 8 7 - 9 4% rcfao il b 寿 。 。 饰叹。 人火 第五节 选压依据 在过去的二十年中高 价碘试剂得到了 蓬勃的发展， 基于高价碘试剂的 各种新 型的氧化反应以及重要的官能团转化得到了广泛应用。 各种新型骨架的高价碘试 剂被合成井 被应用到有机合成中。 二乙 酸亚碘酞苯 ( p i d a )及其类似物不仅可以 氧化酚类化合物和酚醚类化 合物， 而且在亲核试剂存在条件下可以 在苯环相应位置引 入合适的官能团. ” p i d a可以在碘的作用下氧化醉类化合物或酞胺类化合物产生o或n的自由基， 基于 此基本 反应发展出了 许多的 合成 复杂化合物的 方 法。 最近， 基于这个方法 发 展了 许多自 由 基环 化反 应( 2 8 ) . n h 2 p h c 性c 吐 ， h v , r l . , 3 0 m in 5 2% ( 2 钓 d t m p = 么 6 - d l 七 讯 七 吻l - 4 - m e t h y l p y r i d in e 第一章 前言 2 0 0 4 年k i te等报导 采 用间 氯过氧苯甲 酸 ( m - c p b a ) 作为氧 化剂可以 方便 的 合成 一 新 颖可 回 收 的 高 价 碘试 剂( 2 9 ) .7 3 1 ) a l c l a , b e n z e n e , t - b u b r ( 9 0 % ) 勺p i f 入1 2 , c h c i3 ( 阳% 】 作 旧 】 r - 1 (2)r . 1(o a c )2 。 ， 二 习m c p b a ,c h 2c i2/a c o h (9 7 % ) 这一发现推动了高价碘试剂向催化型发展的可能性。在这一工作的启示下， k i t a 等随 后报导了 第一例高 价碘试剂参加的 催化型反 应， ic ! 酚类化合物的 螺环 化 反应。以5 %当量的对甲 基碘苯为催化剂，1 . 5 当量的m - c p b a和 1 当量的三氛 乙酸，可以成功的得到螺环化反应后的产物内醋 ( 3 0 ) . r i., 首 r z 5 m o l %今 m c c , h s l m c p b a ( 1 .5 阅) c f 3 c o z h ( 1 e q ) ( 3 叨 c 比c 贬 。 r . t . 韶 刁1% 二级亚碘酞苯 ( p h i c 1 2 )是第一个报道合成的高价碘试剂，大量文献报道它 的不稳定性和一直以 来没有较好的实验室合成方法限制了 它的用途。 我们主要是 希望寻找其较简便安全的实验室合成方法，并对其反应性进行探索。长期以 来 p h i c 1 2 一直被用作抓化试剂，其作为氧化剂的例子只有三例: 在毗陡存在下， p h i c 1 2 可以氧化醛或酮的肪得到相应的氧化产品 ( 3 1 ) 和去 保护产品 ( 3 2 ) . ” a r - c f k n o h +p h ic 6 r ; c h = n o h+p h ic l6 c h c i3 , p y ri d in e 1 0 0 c , 1 0 h 6 5 - 8 0% 还有一例就是w i c h a 等早在1 9 7 3 年就报道了p u c 1 2 在毗陡存在条件下可以 以中等收 率将二级醇 氧 化到酮 ( 3 3 ) . %该体系最大的 缺点就是无法将一级醇 氧 化到相应的醛类化合物。 第一章 前言 叭 !姚 . py c0hsic 厂 r, h cghs py r,-hc i 5-200c o , i,ci 5 20oc rz, o ， p h i c 1 2 在合成上还是主要用作氯化试剂代替有毒的抓气， 在这些工作的基础 之上， 我们主要是想对p h i c 1 2 的氧化性 和其它反应性上进行研究从而开拓其在有 机合成中的运用，并且希望寻找一个安全简便的实验室合成方法。 最早的手性高价碘试剂是1 9 8 6 i m a m o t o 等人报导的， 采用p h i o为本体， 以 酒石酸酸醉为手性源合成得到一手性高价碘试剂， 并且在对硫醚氧化到亚砚的反 应 中 表 现 出 一 定 的 手 性 诱 导( 3 4 , 3 5 ) . ” me coo me coo ti t e coo m. ooo q , l- 戈 _夕砚 料， 0一 - 。 a s - m. coo口 mc 000 . 口 川o n e . 叫. . 叫 . . . . . . . . . . r . t , 台h 广 = 入 p 一 。 哟 t广 卜阴 y i e l d : 7 5 % 日 . :5 3 % 在这些工作的基础上， 我们也希望合成一新型骨架的环状高价碘试剂， 其母 体2 , 6 -基碘苯含有两个v基是强极性基团， 在大多数有机溶剂中几乎不溶， 这就为 该高价碘试剂的回收利用创造了 可能。 还有就是其特殊的三环结构， 如果 含氮配体与狡基发生醋交换容易生成相对稳定的内盐结构， 这就可以更广的研究 该高价碘试剂在有机合成中的应用: 狡基的 存在也便于引入各种手性辅墓， 从而 对手性高价碘试剂的反应性做初步研究。 h o o c 仓 c o o h11 , ,i, 图 1 .6设计合成的i o d o s o d i l a c t o n e 第二章 p h i c 12 的两种 简易 制法及其在醉 氧化上的 应用 第二章 p h i c 1 2 的两种简易制法及其在醇氧化上的应用 第一节 p h i c l 2 两种简肠实 验室制法 1 8 8 6 年， w i l l g e r o d t 发 展了 最 通 用的 制 取二 氛 亚 碘酞 苯的 合成方 法， 即 在。 条件下往碘苯的氯仿溶液中通入氛气。 含 抓气的毒性和其使用上的不方便性使 发展有效的，安全的，简单的实验室 制备p h i c l2 的 方法是必须的。1 0 0 多年来， 化学家们一直在寻找一种简便的适合实验室制取 p h i c 1 2 的方法. m c k il 吻 等 1 9 9 0报道了 采用过硼酸钠为氧化剂在乙 睛或四抓化碳溶液中， 在盐酸存在条件 下， 可以 方便的 将碘苯氧 化到p h i c 12 ， 但是该方法的 收率一般仅为7 0 % 左右。 翻 随后，波兰化学家s k u l s k i 等开发了 一系列制取p h i c 1 2 的新方法，在这些方法中 舰气是由浓盐酸与各种合适的氧化剂反应原位生成的，他们采用的氧化剂如下: 高锰酸钾， 活性二氧化锰，抓酸钾，碘酸钠，浓硝酸，过碳酸钠， 过硫酸钠， 三氧化铬， 尿素双氧水。 这些已 报道的 方法都 有各自的缺点， 例如: 复杂的反 应后处理， 使用了 有毒的 氧化剂，较高的反应温度和较低的收率。 在他们的研究基础之上，我们发展了两种相互补充的制取p h i c 1 2 的方法。 我们发现采用亚抓酸钠作为氧化剂在稀盐酸溶液中， 可以高效的将碘苯及衍 生物转化到其对应的 二级亚碘酞苯类化合 物. 如果碘苯衍生物的溶解度不好可以 加入乙 腊作为共溶剂。 最优反应如下， 在此条件下可以以 9 9% 的收率将碘苯氧 化到p h i c 1 2 ( 3 6 ) . + n a c io 2 ( 5 e q .) h c i ( o o n c .) 2 m l h 2 0( 5 m q , rt , 3 h ( 36) 、尸、w ql 一系列的芳香碘代物都可以 极高的 收率被氧化得到 其对应的a r i c 1 2 ( 表2 . 1 1 e n tri e s 1 - 8 ) . 含有吸电子基和供电 子基的 底物在该条件下都能很好的转化到其 对应的a r i c 1 2 。 值得指出 的是含有强供电 子基的 底物， 例如对甲 氧基碘苯依然能 以9 2 % 的 收 率 得到 其对 应的a r i c 1 2 ( 表2 . 1 , e n t ry 3 ) 。 对3 - 硝 基碘苯 和4 一 硝 基 碘苯而言， 反应速率慢是由 于它们在水中的 溶解度极差。 这一问 题可以 通过加入 2 m l乙 睛作为 共溶剂得到 解决( 表2 . 1 , e n r ly 9 v s e n t t 1 0 , e n r ly 1 1 v s en r ly 1 2 ) . 第二章 p h i c 1 2 的两种简易 制法及其在醉氧 化上的 应用 表2 . 1 采用亚抓酸钠作为氧化剂制二氛亚碘酞苯及其衍生物 薰 囊 一 s u tasy 城鑫 象 cc a 娜 作为氧化剂制取 v o a l礁熬 9999929993%949574946395 公h 5 r 4 - mc c 6 h 5 1 4 一 e oc 6 h 杯 2 - f c妇5 l 2 - b r c 尹亚 3 一6 h s l 4 - b r c 6 h碑 4 刁 c邢s 1 3 no 2 c 6 h 5 i 3 - n飞c妇s l 今 -n o 2 c 6 h 5 i 今n头c 6 hs i 一l i n e 众 3心妇5 i c 1 2 1 1 4 - me q月s i c 1 2 2 4 - me 0q月s i q 8 . 5 2 - f c 6 i i 5 i c i z 1 1 . 5 2 - b r c 6 1 i s i c 1 2 ，3 br c 6 h j 氏 1 1 ，4 - b r c 6 h 5 l c l 2 4 4 - ac 6 h 5 i c 1 2 2 4 3 - n o 2 c 6 h 5 1 02 6 3 - no 2 q月5 1 0 1 2 2 4 4 - no 2 c 6 1 i 5 i c i 2 6 4 - n o 2 口月5 1 姚 鑫 娜瘫p .!, c fa . n i 耀 黝 y 1 1 1 - 1 1 3 1 1 1 - 1 1 2 9 7 - 9 8 9 7 - 9 8 7 2 - 7 4 7 3 - 7 6 7 5 - 7 7 7 9 - 8 0 9 8 一9 9 4 - 9 6 1 2 1 - 1 2 3 1 2 3 - 1 2 4 1 1 3 - 1 1 4 1 1 3 - 1 1 5 8 7 8 9 - 叩 b ，12月月，月6，. 1 7 2 - 1 7 4 1 7 5 - 1 7 6 . 0，.12 ?1.1，. i tttle s s o t h e r w i s e i u d lc ke d 面m a c ti o n s w o e dri e d m it tin d a *m a t 期3 c d +t w a s a d d e d a s a c o - s o l v e m 碑粗嗽伙 愉挤犷 你 麟