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2-碘酰基苯甲酸
來源:互聯網

2-碘基苯甲酸(2-Iodoxybenzoic acid,簡稱IBX)是一種有機化合物化學式為C7H5IO4,幾乎不溶于水。它是一種典型的高價碘試劑,在有機合成中用作氧化劑,特別適合將醇氧化為醛。IBX可由2-碘苯甲酸、鉀溴酸硫酸制備。盡管過去認為IBX易于受到沖擊,但后來提出,這可能是由于其制備過程中剩余的鉀溴酸引起的。商業IBX通過加入羧酸,如苯甲酸和terephthalic acid來穩定。

制取

鄰碘苯甲酸溴酸鉀(或過一硫酸氫鉀復合鹽)和硫酸為原料制取。它在空氣中穩定,可以長期保存。

歷史

該化合物于1893年被首先合成,但由于它在多數常見有機溶劑中的溶解性不好,它的應用最初并不是很廣泛。1994年 Frigerio 發現它易溶于二甲基亞砜,對醇和鄰二醇的氧化效果很好,從而揭開了IBX在有機合成中應用的新篇章。

以前曾認為IBX是易爆的,但它對震動的敏感性可能是由于其中有制備原料溴酸鉀殘留。商業品IBX中還含有苯甲酸間苯二甲酸穩定劑

反應機理

氧化甲醇為甲醛時的超價扭轉機理:a) 配體交換(活化能 38 kJ/摩爾);b) 超價扭轉(51 kJ/mol);c) 消除(20 kJ/mol)。紅色質子間有位阻排斥。

IBX將醇氧化為醛的反應是經所謂超價扭轉機理進行的,包括配體交換(取代醇羥基)、扭轉及消除三步。扭轉一步中氧原子移至消除反應所需的五元環過渡態中。扭轉的推動力是氧基的質子與芳環鄰位質子間的位阻作用。因而與低級醇相比高級脂肪醇更容易被IBX氧化。計算也顯示,如果將鄰位質子換成甲基,則反應速率將提高至前者的100倍。

扭轉這一步是反應的速控步且是必需的,否則碘-氧雙鍵與烷氧基是非共平面的,協同消除無法發生。

IBX有兩個互變異構體,其中一個是羧酸結構。IBX在水中的pKa為2.4,在DMSO中的pKa為6.65。其酸性也會導致酸催化的異構化成為氧化的副反應。

應用

IBX也可負載到硅膠或聚苯乙烯上。這些含IBX的聚合物與IBX相比具有分離簡便、試劑可回收和無爆炸性等優點,且氧化性與IBX相似,可得較滿意的結果。

IBX與乙酸乙酸酐的混合液加熱即得戴斯-馬丁氧化劑(DMP),后者更易溶于常見有機溶劑中,具有很廣泛的應用。IBX在氧化反應方面常與DMP有相似的性質,不過DMP不穩定,不能長期保存。

芳香羰基化合物

例:用于一種類花生酸的全合成中:

用IBX將醇氧化為醛:a) IBX, DMSO,四氫呋喃, 4h, 94% 產率 (Mohapatra, 2005)

2001年 K.C. Nicolaou 等人發現IBX可將位氧化,得共軛的芳香基化合物。

氧化斷裂

例:IBX與DMSO連用,使鄰二醇發生氧化斷裂,生成:

反應中首先生成10-I-4的IBX與DMSO的12-I-5的加合物(3),其中DMSO作離去基團。(3)與醇(4)反應得(5),排出DMSO。(5)發生分子內縮合,釋出一分子水,產生12-I-5螺雙環的高碘物(6),并進一步碎裂為(7)。存在羥基α質子時則酮醇為反應副產物。三氟乙酸對反應有促進作用。

參考資料 >

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