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用高价碘试剂氧化苯酚导致醌型产物或碘鎓叶立德的形成,这取决于苯酚的结构。使用合适的试剂可以捕获任一种产物,并且该方法通常与第二种方法一起使用。
介绍
在存在高价碘(III)试剂如二乙酸碘苯(IBD)或碘苯二(三氟乙酸盐)(IBTA)的情况下,酚被氧化成醌[2]或碘鎓叶立德。[3]在对位具有吸电子基团的苯酚形成后者,而大多数其他酚类得到前者(或其衍生物)。通过分子内Diels-Alder或Michael-型反应可以直接转化醌产物。双(苯酚)底物在这些条件下经历氧化偶联。
碘化叶立德是相对稳定的多功能化合物,其经历取代和环加成反应。它们使用两种共振形式表示,一种是两性离子(“甜菜碱”形式),另一种是中性(“叶立德”形式)。
(1)
机制与立体化学
流行机制
用高价碘试剂进行酚氧化的机理始于形成芳氧基碘鎓(III)中间体。然后通过氧鎓离子在一步或两步中发生分子间或分子内亲核攻击。[4]如果底物含有二烯,则由此产生的醌可以进行分子内[4 + 2]环加成反应。[5]可替代地,第二亲核基团的存在可以导致迈克尔型加成物(参见等式(2)所示)。
(2)
当苯酚在对位含有吸电子基团和至少一个邻氢时,产生稳定的碘鎓叶立德。[6]最初的中间体是碘鎓盐,它们消除HZ形成内鎓盐。碘鎓叶立德与不饱和官能团进行环加成反应,并与亲核试剂和亲电子试剂反应得到取代产物。
(3)
双(酚)的氧化偶联在碘(III)试剂的存在下发生。该过程的机制类似于通过分子内亲核攻击形成对位取代的醌。产品的混合物可能来自不等价的邻位或对位的攻击。[7]
(4)
范围和限制
酚类氧化可以提供不同的产物,这取决于反应条件和底物的结构。2-取代酚在氧化时形成邻醌。这些产品不稳定并经历二聚化。[5]
(5)
当外部亲核试剂加入到酚氧化中时,可能发生亲核试剂与所得醌的进一步反应。在这种情况下已经观察到分子内Diels-Alder反应。[8]
(6)
在用亲核试剂适当取代的底物中,可能发生迈克尔加成。已经在酚酰胺的氧化中引入了迈克尔加成(方程式(7))。[9]
(7)
含有两种酚(或苯胺和苯酚;参见下面的方程式(8)的相关实施例)的底物在高价碘(III)试剂存在下进行氧化偶联。两者的耦合邻位和对位是可能的; 然而,使用大体积的甲硅烷基保护的酚提供了对偶联的完全选择性。在下面的实施例中,认为碘与氮的配位在CC键形成之前。[10]
(8)
碘化物叶立德与烯烃受体以低收率进行环加成反应。[11]在亲核试剂存在下,碘鎓基团被取代。[12]
(9)
与亲电子试剂的反应产生碘鎓盐,其可以通过亲核反阴离子原位淬灭。在存在非亲核性抗衡阴离子的情况下,可以分离取代的碘鎓盐。[13]
(10)
合成应用
氧化酚偶联已用于合成与吗啡有关的生物碱。例如,已经采用该反应将网状番荔枝碱衍生物转化为单一的,可能是仿生的步骤中的salutaridine衍生物。然而,这种反应的产率往往较低。[14]
(11)
与其他方法比较
使用高价碘试剂氧化的大多数替代品都需要使用对环境不友好的金属。然而,它们可以提供与超价碘方法相当或更好的产率。[15]
(12)
将酚暴露于Fremy盐或硝酸铈(IV)铵也会产生醌。[16]
(13)
有机氧化剂2,3-二氯-5,6-二氰基-1,4-苯醌(DDQ)可以完成许多与碘(III)试剂相同的转化,有时具有更高的选择性。[17]
实验条件和程序
典型条件
所有有机高价碘试剂都是固体,在室温下相当稳定,通常对大气中的氧气和水分不敏感。大多数试剂毒性相对较低,易于处理。IBD和IBTA是稳定的并且可商购获得,或者可以通过标准程序制备。碘代苯可以通过水解(二氯碘代)苯或IBD来制备,并且应该储存在黑暗容器中的冰箱中。
示例程序[18]
(14)
在0°下向搅拌的对 - (3-羟丙基)苯酚(152mg,1mmol)和吡啶(0.3mL)在乙腈(10mL)中的溶液中加入IBTA(430mg,1mmol)在乙腈中的溶液。 (2毫升)。将混合物在室温下搅拌10分钟,用水稀释,并用乙醚(3×10mL)萃取。合并的有机萃取物用饱和氯化钠水溶液洗涤,干燥(硫酸镁4),并真空浓缩。残留物经硅胶柱层析纯化,用己烷 - 乙酸乙酯洗脱,得到89mg(59%)标题产物,为浆状物; IR(CHCl 3)1630,1670,1690cm -1 ; 1 H NMR(CDCl 3)δ2.0-2.4(m,4H),4.06(t,J = 6Hz,2H),6.08(d,J = 10Hz,2H),6.76(d,J = 10Hz,2H) 。
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