61717-82-6 / 關于2-碘酰基苯甲酸IBX的應用

【背景及概述】^[1][2][3]

近20年來，高價碘試劑作為氧化劑，因其具有反應條件溫和、產率高、選擇性好、對環境友好等特點而得到越來越多化學家的關注。1，1，1-三乙氧?；?1，1-二羥基-1，2-苯碘酰-3(1H)-酮（DMP，Dess-Martin periodinane）是一種典型的高價碘試劑，在有機合成上已經得到廣泛的應用。將2-碘?；郊姿?IBX)與乙酸和乙酸酐的混合溶液加熱即可得到DMP。IBX 于1893 年被合成出來，至今已有112年的歷史，但由于它在大多數常見的有機溶劑中的溶解度很低，有關它的應用的報道很少。1994 年Frigerio 發現IBX 易溶于DMSO，用它來氧化醇以及1，2-鄰二醇效果很好，從而揭開了IBX 在有機合成中的應用的新篇章。作為氧化劑，在DMSO 中氧化伯醇和仲醇表現出與DMP 相似的性質，而當醇具有多官能團時IBX 比DMP 具有更好的選擇性；此外DMP 不穩定，不能長時間保存，必須在使用前制備，使用起來很不方便。IBX是一個便宜的、溫和的氧化劑，易于制備，比 DMP 具有更好的選擇性，還可用于制備脂質與蛋白代謝改善劑氧雄龍等。

【合成】^[1]

IBX是一個便宜的、溫和的氧化劑，易于制備，用溴酸鉀或者Oxone （2KHSO₅-KHSO₄-K₂SO₄）氧化鄰碘苯甲酸即可。

【應用】^[1]

1. IBX 與醇的反應

1）IBX 在DMSO 中與醇的反應：把羥基氧化成羰基是有機合成中很重要的轉化反應，有許多方法可以在不同的實驗條件下實現這一轉化。在DMSO 或DMSO/THF 溶液中，IBX 在室溫下可以很快地將伯醇和仲醇氧化分別得到醛和酮，而伯醇不會被繼續氧化生成羧酸，有效地杜絕了副產物羧酸的生成。在相同條件下，IBX 將1，2-二醇氧化得到α-酮醇或α-二酮，而1，2-二醇的C—C鍵沒有被氧化裂解。在反應過程中，不需要對氨基進行保護，不會破壞呋喃、吡啶、吲哚等雜環，硅醚、硫醚、烯丙基、烯、炔、縮醛、酮縮硫醇、酯基、酰胺基等官能團在反應中都不受影響：

芐基、烯丙基、炔丙基醇以及二醇在穩定的Wittig試劑存在下被IBX 氧化一釜反應即可得到α，β-不飽和酯。如果中間體醛不穩定或者難以分離，這個方法顯得特別有用：

IBX 對醇的氧化反應通常是在DMSO 或DMSO/THF 溶液中進行的，簡單地加熱(80 ℃)醇、IBX 和有機溶劑如乙酸乙酯、氯仿、苯、乙腈、丙酮、二氯甲烷等的混合物，可將伯醇和仲醇氧化成相應的醛酮；反應結束后過濾除去不溶的副產物和溶劑即可得到相應的羰基化合物，產率為90%～100%。

2）IBX 在無溶劑條件下與醇的反應：在無溶劑條件下，IBX 與伯醇 （1.25∶1，物質的量比）在60～70 ℃反應得到相應的醛，產率可達72%～95%。如果IBX 過量較多，或在高于90 ℃下反應，有一部分醛會被氧化成羧酸。在相同的條件下，仲醇被氧化得到相應的酮，產率也比較高。但在無溶劑條件下，IBX 僅限于氧化烯丙醇和芐醇，脂肪族醇不反應。另外，只適用于小劑量的反應，適

于大規模的合成反應； 如果反應溫度比較高，有爆炸的危險。

3）IBX 直接氧化伯醇得到羧酸的反應：在DMSO中用IBX氧化伯醇得到相

應的醛，醛不會被繼續氧化成羧酸。但在有O-親核試劑如2-羥基吡啶(HYP)，N-羥基琥珀酰亞胺(NHS)或1-羥基苯并三唑(HOBt)的存在下，IBX 在室溫下就可以把伯醇直接氧化成羧酸，產率為64%～95%。利用這一反應可以將N-保護的β-氨基醇直接氧化成相應的氨基酸而沒有外消旋化現象發生：

2. IBX 與含氮有機化合物的反應

1）IBX 在不飽和N-芳基酰胺、氨基甲酸酯、脲的關環反應中的應用：構建C—N鍵的方法有： 通過N-親核試劑對O-官能團的取代，羰基官能團的重排，以及還原氨基化等。但把N直接連接到沒有O連接的C上而不產生無害的副產物的方法不多利用IBX 與不飽和N-芳基酰胺、氨基甲酸酯、脲反應得到各種含氮五元雜環化合物，用這個方法選擇性地把N-官能團連接到沒有活化的烯鍵上，形

成新的C—N 鍵。這在合成γ-內酰胺、環狀氨基甲酸酯、氨基糖等重要的結構單元和中間體上有著巧妙應用：

2）IBX 在胺氧化脫氫反應中的應用：將胺氧化成亞胺是個很有用的轉化，相關的文獻報道也不少，但是每一種方法都有一些重大的缺陷。在有機合成中缺少一個溫和而又通用的氧化胺的方法，這種狀況是十分奇怪的，因為通過胺的氧化可以很容易地制備亞胺和肟等結構單元，而這些結構單元在許多雜環化合物的合成中具有重要的用途。為此對IBX 與芐胺的反應做了研究，發現IBX 在很溫和的條件下就可以將仲胺氧化成亞胺，反應所用時間短，而且產率很高，具有選擇性。

3）IBX 在含氮雜環化合物的芳構化反應中的應用：許多具有生物活性的天然產物以及藥物都是含氮的雜環化合物，因此含氮芳香雜環化合物的合成方法受到化學家們廣泛的關注。利用IBX可以由環狀的胺合成咪唑、異喹啉、吡啶和吡咯等取代芳香雜環化合物：

3. IBX 與含硫有機化合物的反應

1）IBX 氧化硫醚為亞砜：是一種很有用的化合物，通過一系列的反應可

以將亞砜轉化成許多有機硫化物，這些轉化在藥物和硫天然產物的合成中是很有用的。把硫醚氧化成亞砜，通常都要嚴格控制反應條件，包括控制好氧化劑

的用量，以減少副產物砜的形成。在催化量的溴化四乙基銨(TEAB)的存在下，利用IBX 將硫醚氧化得到亞砜，產率幾乎是定量的，沒有觀察到砜的形成。如果不加TEAB，反應比較慢，需要12～36 h。

2）IBX 在硫代縮醛(酮)去保護反應中的應用：把羰基轉化為硫代縮酮(醛)是保護羰基的一種常見的方法。但是，它們的去保護就比較困難，通常的方

法需要用到苛刻的氧化條件或者汞鹽，因此有必要找到一種毒性小的較為溫和的試劑。以丙酮-水(2∶15，V∶V)作為溶劑，在β-環糊精(β-CD)的催化下，利用IBX 把硫代縮酮(醛)水解為相應的羰基化合物。反應在室溫下即可進行，產率高達85%～94%。并且鹵原子、亞硝基、羥基、烷氧基、共軛雙鍵等在反應中不受影響。

4. IBX 氧化醛和酮制備α，β-不飽和羰基化合物

在有機化學中α，β-不飽和羰基化合物是一類常見而又有用的化合物，但是它們的合成有時卻是一項繁雜而困難的工作。在過去就有不少關于它們的一些合成方法的報道。一個常用的方法是先由羰基化合物制備烯醇硅醚，然后再用鈀催化氧化得到α，β-不飽和羰基化合物。另一個方法是利用硒試劑，通過一到兩步反應制備，通過調節IBX 的用量、反應溫度以及反應時間，可以得到不同飽和度的產物：

5. IBX 在制備內酯中的應用

通過氧化內半縮醛的方法可以制備內酯。內半縮醛在大多數有機溶劑中不溶或者微溶，但可溶于DMSO。以DMSO 作為溶劑，利用IBX 在室溫下一步將

1，4-二醇氧化得到γ-內半縮醛，產率為60%～88%，但沒有內酯生成，他們認為可能是由于空間位阻較大。以乙酸乙酯/DMSO (9∶1，V∶V)為溶劑，加熱回流，IBX 氧化內半縮醛得到了內酯，產率高達66%～91% 。

6. IBX 氧化連接在芳環上的碳原子

連接在芳環上的C 原子是個富電子的部位，可以被IBX 氧化為羰基，利用這個方法可以在連接芳環的位置上構建一個羰基。把反應底物和IBX 溶于氟苯/DMSO(2∶1，V∶V)或純的DMSO 中，加熱到80～90 °C，反應即可進行，產率高，副產物少。

7. IBX 在有機合成上成功應用的其它例子

α-羥基酮和α-氨基酮在有機和藥物化學上是重要的合成中間體。在β-環糊精的存在下，以水為溶劑，IBX 把環氧化合物和氮雜環丙烷分別氧化得到α-羥基酮和α-氨基酮。這是由氮雜環丙烷一步合成α-氨基酮的第一個例子：

α-官能團化的酮在許多雜環化合物、天然產物及相關化合物的合成中是很有用的中間體，利用IBX 在碘化鉀存在的條件下合成了化合物鄰碘苯甲酸-1-鄰碘苯甲酰氧基-2-氧代芳乙基酯：

【主要參考資料】

[1] 覃開云, et al.2-碘酰基苯甲酸 (2-Iodoxybenzoic acid, IBX) 在有機合成中的應用. 2006. PhD Thesis.

[2] 賀詩華. 2-碘?；郊姿嵩谘跣埤埡铣芍械膽?中國醫藥工業雜志, 2008, 39.8: 573-575.

[3] 劉玉嬌.豬腰豆, 丁座草的化學成分研究及 IBX 在植物成分轉化中的應用. 2015. Master's Thesis. 云南師范大學.