DMP试剂在有机合成中应用技术综述

1、1 / 1DMP试剂在有机合成中的应用综述华海药业研究生班学号19100246姓名高碘试剂在有机合成化学中的应用，己经引起了广泛的关注，在众多高碘试剂 中，12-1-53-乙酸基高碘酸盐（D M P试剂）以其温和的、选择性的反应待性，己经在 多类有机合成反应屮获得应用。 同时， 它还兼有低毒、 易溶于多种溶剂及后处理简单 等优点。DMP试剂作为常用的高碘试剂所以能温利的、 选择性的参与众多 的化学反应主要得益于DMP试剂中元素I （V）适中的氧化态，本文以DMP试剂 参与不同类型的化学反应为划分依据，重点阐述D M P试剂参与的6种化学反应。OAcJ /(Me0 DMP 试剂1 DMP试剂化学

2、选择性氧化醇为相应的拨基化合物1.1DMP试剂经一步反应氧化伯醇为醛，仲醇为酮这是D M P试剂最常参与的-类氧化反应，己广泛应用于天然产物和药物的全 合成中，因此，其氧化工艺现在己颇为成熟，般都能高产率的实现由醇到相应按基 化合物的转化。对具有抗菌活性的天然产物Amb r u t i c i n的全合成,在合成 子B的最后一步合成工艺中，以DMP试剂为氧化剂，在室温下即高产率的实现由醇 到醛基的转变。同样，在生物性信息素的对映选择性全合成中，以D M P试剂为氧化 剂，也实现了这种由醇到醛基的转变，而且产率也很高。最近，又报道了D M P试剂在 天然产物9 KODE和13 KOD E全合成中

3、的应用，以DMP为氧化剂，不但氧化 反应产率高，而且氧化反应屮醇疑基邻近双键没有发生异构化现彖，大大简化了产物 的分离、提纯过程。最近，还陆续报道了D MP试剂在其他有机合成领域参与的氧化反应，一般都能 温和、选择性的氧化醇为相应的按基化合物，同时，分子结构中的敏感官能团（如双 键、三键等）对DMP试剂参与的氧化反应容忍度高,通常不发生重排或异构化。1.2DMP试剂参与的“氧化Wittig”同系化（一锅煮）反应许多伯醇经D M P试剂氧化成醛后,若醛不太稳定，无需分离就要直接进行下 一步反应，通常是生成的醛与W i t t i g试剂进行W i t t i g反应，以构造双键 或进行碳链延伸，

4、因此，由DMP试剂参与的“氧化Wittig”同系化（-锅煮） 反应在有机合成中现在应用较多。化合物F R 900848和U 106305是两个具有抗菌 活性的天然产物，在这两个化合物的全合成屮，Barret t等7以2丁烘1,4二醇为起始原料，经DMP试剂氧化成醛后，直接再与W i t t i g试剂进行烯化作 用，以进行碳链延伸。经DMP试剂氧化后生成的2丁烘1,4二醛不稳定,若待氧 化反应完成后再加入W i t t i g试剂是得不到目标产物的，因此实验中2丁烘1,4二醇和W i t t i g试剂是同时置于溶剂中，待DMP试剂加入其中后，即可完1/1成该一锅煮反应。值得-提的是，在2丁块

5、1,4二醇和W i t t i g试剂的混合物 屮，加入苯甲酸可以加快反应速度和提高产物顺反构型的比例。 同样,在上述两个天 然产物的合成中发现，若经D M P试剂氧化后生成的醛很稳定，则可待氧化反应进行 完成后，于混合溶液中加入W i t t i g试剂以进行W i t t i g反应，而且发现乙 酸/毗喘缓冲溶液体系也可以加快反应速度和提高产物顺反构型的比例。最近，Cha ndrasekha r等报道该同系化（一锅煮）反应在抗高血压 药物（S, R, R, R）N e b i v o 1 o 1全合成中的应用，苯环侧链上的伯醇经I） MP试剂氧化后，由于生成的醛很稳定，故可待反应完成后，再

6、加入W i t t i g试 剂以构造双键。在该反应中用苯甲酸作催化剂可加速反应和提高产物顺反构型的比 例,而且该 i 锅煮反应产率也很高。由于“氧化Wittig同系化（-锅煮）反应节省了一步分离操作，致使 两步反应总产率较高，而且该反应形成双键时的顺反构型可立体控制。通常情况下, 双键顺反构型取决于w i t t i g试剂的稳定性，共辘稳定的w i t t i g试剂与 醛、酮等反应，优先生成反式烯坯，而不稳定的W i t t i g试剂则优先生成顺式烯 坯，因此，“氧化Wittig同系化（一锅煮）反应被广泛应用于合成带烯键的 天然有机化合物。2 DMP试剂化学选择性氧化N酰基轻基胺衍生物

7、为酰基亚硝基化合物酰基亚硝基化合物作为N 0杂亲双烯体，与共轨1,3二烯发生I） i e I s Aide r反应即可生成N酰基3,6二氢1,2二嗪衍生物，环加成产物作为一 个高度官能化的起始原料而广泛应用于含氮天然产物的全合成中。 由于环加成产物 高度的反应活性,对其合成的研究近年来倍受关注。通常，酰基亚硝基化合物是以N酰基轻基胺衍生物为原料，以四（烷基）高碘酸镀盐为氧化剂来实现这种转变的，但这 种合成方法存在分离、纯化较复杂的缺点。后来，Marti n等采用的S w e r n氧化反应成为在合成上较实际可行的种方法。尽管用此法实现了由N酰基疑基胺 衍生物到酰基亚硝基化合物的转变，但由于在选

8、择性氧化方面存在问题，致使酰基亚 硝基化合物的产率不高。由于近年来对DMP试剂参与化学反应的研究活跃，Jenkin s等尝试以D M P试剂为氧化剂来实现由N酰基疑基胺到酰基亚硝基化合物的转变。 结果用D MP试剂为氧化剂时，反应在室温下即可进行,化学选择性高，产物易于分离、纯化, 克服了用四（烷基）高碘酸钱盐氧化和s w e r n氧化时的缺点，为重要有机中间体 的合成在工艺上作了令人满意的改进。DME1ISP=CH(：(),R1/1其中；R= Ph.Mc ,i-OBu,OBn ,NW23肪经DMP试剂化学选择性氧化为相应的按基化合物由月亏重新生成相应的按基化合物在有机合成中是类重要的有机反

9、应，因为肪 衍生物通常是用来提纯、表征或鉴定按基化合物的，同时，肪也作为常用的保护按基 的方法而广泛应用于全合成屮。已有许多通过水解、还原、氧化反应来实现去眄的 方法，其中氧化去防方法，由于存在反应时间长、过氧化作用导致产率过低等原因， 效果并不理想。C h a u d h a r i等以DMP试剂为氧化剂时,克服了用其他氧化剂时所带 来的缺点，特别是该工艺在室温下即可进行，反应时间短（约20min）、化学选择性 高及后处理简单，因此受到普遍关注。当底物为芳香酮肪时，无论P位是否有吸电基 团或供电基团，均能在极短时间内完成去肪化反应。当底物是邻甲基环己酮眄时，经DMP试剂氧化，却未得到对应的环

10、己酮，但这-实验结果却促使作考提出了这类反 应的假设机理。该工艺的缺点是仅适用于酮肪的去肪化反应，至于醛月亏的去炳化反应, 还没有实验结果。R1TR1IMP门4O口 二纵孕烷潼温，釣20丽 /（便R2Ulic h a u d h a r i等的论文发表后不久，B o s e等21也相继发表了关于 肪转化为相应的软基化合物的新方法:将底物（酮眄、醛月弓或甲苯磺酰腺等）与乙酸钠 一起加入溶剂c H2C 1 2中，DMP试剂在23m i n内加入到上述混合溶液中， 室温下在较短时间内约（50m i n）即可得到相应的醛或酮。此法虽然用时稍长，但是 却克服了c h a u d h a r i等方法的不

11、足，大大扩大了底物范圉，可以是酮月亏、醛 肪或甲苯磺酰腺等,从而为此类官能团转换在有机合成屮的应用提供了更好的解决 方案。其屮：X = OH,对甲苯磺戳胺P!N-XC%CI?岸温R*=0R2DMP 一 R 人 N 呼-丁二烯一I0酰堆亚硝菇化合物环加成产物1/14D M P试剂化学选择性脱环状硫缩酮或硫缩醛保护基缩酮或缩醛常在多步合成中用来保护按基，由于其对亲核试剂稳定性好、易于 制备和对还原剂的稳定性好而常应用于天然产物的全合成屮。环状硫缩酮或硫缩醛 作为按基的保护基，在复杂分子的合成中有着更广泛的应用，这主要基于硫缩酮或硫 缩醛在酸性反应条件下也特别稳定，但是至今对环状硫缩酮或硫缩醛却没有

12、个温 和、通用的脱保护方法。传统方法屮，环状硫缩酮或硫缩醛主要是通过氧化或H g （II）盐脱去，但是这些方法往往因分子结构中存在易被氧化或对酸敏感官能团而伴随着 许多竞争性副反应，导致产率很低。st or k等报道了一例用二（三氟乙酸基）碘代 苯（BTI试剂）脱去1,3二嗟烷的方法，用这种试剂处理环状硫缩酮或硫缩醛，可 得到对应的酮或醛，反应用时短，产率较高。最近，Lon g i u e等在天然产物Leucascan d r o 1 i d e A的 全合成中，发现使用B T I试剂虽可以高效、快捷的脱左环状硫缩酮保护基,但却使 分子中的硅烷保护基严重失去，致使反应完成后,副产物中有多种烯的

13、异构体，化学 选择性不高。基于对B T I试剂参与环状硫缩酮脱保护机理的认识，L o n g i u e等预测，若以D M P试剂作为脱保护试剂，可能会以更温和的方式脱左保护基，因而 把D M P试剂应用于天然产物L eucascandrol i d e A的脱保护屮。 结果不但高效、快捷的实现了环状硫缩酮的脱保护，而且DMP试剂在脱保护反应中, 化学选择性高，对硅烷保护基没有任何影响。同时，若底物分子中存在其他敏感官能 团时，这些官能团对D M P试剂也有很高的容忍度，从而开发了 类脱环状硫缩酮或 硫缩醛的新反应。鉴于上述优点，该脱保护方法在复杂有机分子的全合成中会有更广 阔的应用前景。更屮

14、：R=们醉.仲醉-石蜡駁血虑腐5DMP试剂化学选择性氧化醛为酰基叠氮化合物酰基叠氮化合物是有机合成中的类重要屮间体，常被用来制备酰胺或杂环化 合物。酰基叠氮化合物通常由相应的竣酸衍生物酰氯或酰腓来制备，大多数合成工艺 为由竣酸转化为相应的酰氯或酸肝，然后再与叠氮化合物反应得到酰基叠氮化合物。 直接由竣酸转化为酰基叠氮化合物，至今还没有很好的方法。鉴于此，由醛来制备酰 基叠氮化合物的方法也就成为一个研究热点。最近,B o s e等报道了一例由DMP试剂引发的,新型、有效且实际可行的合 成技术，实现了经一步反应从醛到相应的叠氮化合物的转变，只需将醛、D M P试剂 和叠氮化钠置于溶剂CH2C 12

15、中即可实现。反应条件温和（在0C下即可反应）， 而且生成的酰基叠氮化合物在分离时没有重排为芳香异腊酸酯。同时实验发现，当底 物为芳香醛时，反应底物的取代基效应比较明显。当苯环的P位有吸电基团或供电 基团时，有供电基团的芳香醛生成酰基叠氮化合物的产率要比有吸电基团的芳香醛 的高。当底物为脂肪族醛时，反应温度低于oc时也能高产率的生成相应的酰基叠氮1/1化合物，没有重排反应发生。由于该合成工艺用时短、后处理简单、产率高以及相对 温和的反应条件，在有机合成化学领域将会引起更广泛的兴趣。6DMP试剂区域选择性氧化芳香族衍生物当代化学研究的热点，即使化学反应具有高度的化学选择性.区域选择性和立体 选择性

16、，以提高反应产率。使化学反应具有“零排放”的特点，以提高化学反应的“原子经济性”。在由D M P试剂参与的区域选择性氧化反应中，也出现了许多卓有 成效的研究成果。0醍可以发生一系列的化学反应，如0醍可被还原为邻苯二酚， 同时由于o醍具有高度反应活性的8兀电子体系，使它具有两个4兀电子单元以 作为Diels Aide r反应的双烯体。这么多的反应多样性，预示了不对称o醍必将在有机合成领域具有广泛的应用，但是迄今为止，市酚直接区域选择性氧化为o醍的例子很少。L u o等以不同取代基的苯酚为底物，经DMP试剂氧化后可区 域选择性氧化为o醍,而且当底物是1茶酚或2蔡酚时也可以被氧化为1,2茶醍, 产率

17、较P位取代的苯酚氧化后的产率高。值得注意的是N i c o 1 a u小组最近取得的一些研究成果2932,他们在 合成具有消炎作用的天然产物e p o x y q u i n o m y c i nB和BE 10988时，在用DMP试剂氧化p、m和o位取代的N（某）酰苯胺时发现，若底物是p位取代的N（某）酰苯胺，底物可被氧化为p服。若底物是m位取代的N（某）酰苯 胺时，产物复杂且产物分离时极易分解，无太大的实际应用价值。其中：R1=H, E t , t B u, P h, OM e, F, C 1 , B r, I , NO2o R2二M e, P h, t B u, i P r若底物是o位取

18、代的N（某）酰苯胺时，底物只能被氧化为o氮杂醍。o氮杂醍具 有很高的反应活性,它可以与带有供电基团的烯坯发生D i e 1 s Alder反应 形成杂环化合物，若在环上进步修饰,即可产生多种多样的杂环衍生物。以上这两CH2Cl3.25rOHR其屮：R = Et, f- Pr ,f- Bu1/1种新反应为epoxyqu i n o m y c i nB和BE 10988及其类似物的全合 成提供了 种全新的合成策略，缩短了合成路线，可使全合成总收率大幅度提高。同样，该小组在合成天然产物p h o m o i d r i d e s A和phomo i d rides B时，发现了以DMP试剂引发的另外-类关环反应，丫，&不饱和醸胺 与D MP试剂在溶剂苯屮回流，即可生成-类多环杂环化合物，从而也为具有这种多 环结构化合物的合成开辟了一种新的合成途径。考虑到这3类由DM P试剂引发的 反应对构建新杂环分子骨架的重要性，N i c o 1 a u等也提出了由DMP试剂引 发的这3类反应的假设机理，为这3类反应的实际应用