IDA审审NaN3体系与PhIC12审审NaN3体系在醇氧化以及取代脲类衍生物合成中的应用

1、.南开大学硕士学位论文PIDA-NaN3体系与PhIC12-NaN3体系在醇氧化以及取代脲类衍生 物合成中的应用姓名：汪卫坤申请学位级别：硕士专业：化学；有机化学指导教师：张弛201105.;摘要摘要开发的PIDA-NaN3体系可以将苄位伯醇“一锅法转化到对称的N,N-芳 基取代的脲类衍生物和苯甲酰胺类衍生物。另外，PIDANaN3体系也可以高效 地将各种仲醇氧化至酮类化合物。 在对先前的PhlCl2-NaN3体系进行条件优化时发现当溶剂由乙腈换为乙酸乙 酯时，PhlCl2-NaN3体系氧化伯醇的效率大大提高。各类苄位伯醇和脂肪伯醇都 可以被该体系高效的转化为相应的叠氮氨基甲酰胺。在此基础之上

2、，我们开发 了以叠氮氨基甲酰胺为中间体，以伯醇与胺为原料“一锅法合成不对称取代 脲类衍生物的新方法。关键词：有机高价碘试剂，二乙酸碘苯，二氯碘苯，醇氧化，取代脲类合成， 叠氮氨基甲酰胺AbstractAbstractWe have disclosed that primary benzylic alcohols eaR be directly converted into symmetrical N,N-diarylureas or substituted benzamides via an one-pot oxidative reaction using the combined reage

3、nt of phenyliodine diacetate and sodium azideIn additionit is also found廿lat various secondary alcohols can be readily oxidized to tlleir corresponding ketones in excellent yields using the same combind reagentIt was found that the oxidative efficiency of the previous PhlCl2-NaN3 system Was improved

4、 greatly when employing ethyl acetate as the solvent instead of actonitrileA variety of benzylic and aliphatic primary alcohols could be transformed to the corresponding carbamoyl azides in hi曲yields under the optimal PhICl2NaN3 systemThereafter,an efficient method for the one-pot synthesis of unsym

5、metrical substituted ureas directly from primary alcohols and缸nines va carbamoyl azides intermediates using PhICl2-NaN3 system in EtOAc has been developedKey Words：hypervalent iodine，PIDA，PhICl2，oxidation of alcohol，substituted urea,carbamoyl azide第一章前言第一章前言第一节有机高价碘化学简介111高价碘试剂的起源与发展 碘为53号元素，位于元素周期表

6、的右下方。由于具有原子半径大、电负性小和可极化程度高等特点，碘原子可作为高价化合物的中心原子而形成高价态、多配位的高价碘试剂。1886年，首个高价碘试剂一二氯碘苯(PhICl2)【11，由德国 化学家Willgerodt合成得到。在随后的几十年中，其他高价碘试剂，如二醋酸碘 苯(PIDA)t21，Ar2I+HS04。【3】等也被化学家合成出来。Willgerodt在1914年发表了 第一篇关于高价碘试剂的综述【41，总结了近500个高价碘化合物。但是此后化学 家对于高价碘试剂的研究进入了一个近百年的低谷期，化学工作者对于高价碘 试剂的关注较少。从上个世纪90年代开始，有机高价碘化学又开始了迅速

7、的发 展，很快成为化学家们研究的热点领域之一。这种复苏主要是由于高价碘试剂 具有优异氧化性能同时，兼有环境友好的特点。例如，高价碘试剂与二价汞H甙II)、三价铊TI(III)、四价铅Pb(DO等金属氧化剂的化学性质和反应性类似， 却没有使用金属试剂所伴的随毒性以及危险性。再如，高价碘试剂很容易设计 成可回收型氧化剂，符合当今绿色化学的要求。目前，由于在复杂分子合成中的优异表现，二醋酸碘苯(PIDA)和DessMartin试剂(DMP)已经实现了商品化， 这也进一步加快了化学家对于高价碘试剂探索的步伐。总之，近年来，高价碘 化学已经成为有机化学研究的热点方向之一，有关的综述文章和专著也已相继 大

8、量发裂51。截至目前，有机高价碘试剂的数量已达近3400个。112高价碘试剂分类与结构特征常见的有机高价碘试剂主要有两种类型【50】：(1)化合物1，可将其命名为 iodinc(III)化合物，中文可译为三价碘试剂，也可按国际纯粹化学会IUPAC推荐 的妒iodine来命名；(2)化合物3，可将其命名为iodine(V)化合物，中文可译为 五价碘试剂，也可按IUPAC推荐的矿iodine来命名；(3)连有两个碳原子配体 碘盐化合物2，可命名为iodonium salts，属于三价碘试剂范畴。第一章前言XR一：XR一：=：，R避：一。：。，IXXX 612Rd叩3R=carbon ligand；

9、X=halogen，0，or Nligand Scheme 1-1常见三价碘和五价碘试剂的结构下面以含有一个碳原子配体和两个杂原子配体的三价碘试剂ArIX2(1，Scheme 11)为例，概述一下常见三价碘试剂的成键情况(Scheme 12)。ArIX2的 分子结构呈准三角双锥构型：芳基碳原子配体Ar与两对未成键孤对电子处于水 平位置，两个杂原子配体X位于顶点。其中，线性xIX键是通过中心碘原子 中占据5p轨道的一对电子分别与两个配体X中的单电子成键所形成的“三中心 四电子(3c4e)”的高价键。芳基配体心与中心碘原子通过5sp2杂化轨道所成 的C舻I o键为普通的两电子共价键。“3c-4e高

10、价键中的四个电子填充到所形 成的三个分子轨道中的能级较低的成键轨道(bonding orbital)和非键轨道(nonbonding orbital)中。由于非键轨道在中心碘原子处存在节点，所以碘中心原 子带有部分正电荷，两个配体带有部分负电荷【5k】。Ar集 CX3CX3XCXoo3CXo*廿 bonding orbital6一Scheme 1-2三价碘试剂ArIX2的准三角双锥结构与3c4e高价键113常用高价碘试剂 高价碘试剂的种类众多，反应性丰富，不仅在醇氧化反应中扮演着重要的角色，还被广泛的应用于碳碳，碳杂原子成键，重排以及断裂等反应中。下面为较为常用的五价碘和三价碘试剂(Schem

11、e l-3)。2第一章前言赞”。F 一筘j巳aYo矿o郦臼印由话由 印白一l r3|o=-由赢3丫太蟛No=。I弋IBXDMP；j PhIOPIDAPIFAglibPhlCl2-iodine、，)；kxlineI)；J I一一一-一一一一-一一-一-Scheme 1-3常用高价碘试剂及其结构第二节部分有机五价碘试剂在有机合成中的应用121五价碘试剂简介 五价碘试剂在高价碘化学中占重要地位。1893年，2碘酰基苯甲酸(简称IaX)-首次见于文献报道【6】，但是由于它在大多数有机溶剂中的溶解度不好，从而限制了它在合成上的应用。1983年Dess和Martin将2碘酰基苯甲酸(IBX)转化 为溶解性

12、能较好的DessMartin试剂，即DMP，并且首次将DMP试剂用于醇类 的氧化中f7】。由于DMP具有很高的化学选择性，反应条件温和，在以后的几十 年中得到了广泛应用。1994年，Frigerio等发现IBX在DMSO中有很好的溶解性，而且在DMSO中，IBX能高选择性地将一级或二级醇氧化为相应的醛类或酮类化合物【81。随后，大量围绕IBX及其衍生物的研究工作开始展开。如今，IBX 和DMP两种五价碘试剂以其温和的氧化条件、高选择性等优点，越来越多地被 应用到有机合成中，这也促使更多的化学家开展对于五价碘试剂的研究。近年 来，关于五价碘试剂的应用已有专门的综述发表【5n，5引，下面，简单的介

13、绍一下IBX 和DMP在有机合成中的应用情况。122 IBX在有机合成中的应用 IBX的合成方法主要有两种：第一种方法用KBr03做为氧化剂，第二种方法以Oxone2KHSOs-KHS04K2S04作为氧化剂。KBr03是一种可以致癌的氧化剂，而且氧化残留的溴酸根使IBX具有易爆性。而Oxone是一种环境友好的氧化 剂，氧化效率高而且容易保存。所以第一种合成方法已逐渐被第二种方法取代 (Scheme 1-4)。3O HH第一章前言HU，lPBXScheme 14 mX的合成方法近期，IBX在有机合成中的应用已被多位化学家总结并写成综述【9】。由于反 应条件非常温和，IBX在醇的选择性氧化中有着

14、非常重要的应用。例如，在室温 条件下，IBX可以将伯醇高效氧化到醛，而不会有过度氧化的酸生成。IBX的官 能团容忍度也很好，像硫醚、胺、羧酸、酰胺、孤立或共轭双键等都能稳定的 存在而不被氧化。正是由于IBX这些优点，其在全合成中应用的例子非常多，例如(+)Wailupemycin B的全合成【103】、()Decarbamoyloxysaxitoxin的全合成【10b1、 Abyssomicin C和AtropAbyssomicin C的全合成【m】等等。IBX在氧化邻二醇的同 时不会发生碳碳键的断裂反应，因此用IBX氧化邻二醇合成a二酮化合物是较为 通用的方法。例如，链霉菌Maritimus

15、的代谢物Wailupemycin B的全合成中的一个 关键转化就是通过IBX氧化实现的【loa，分子中的邻二醇被成功的转化为a羟基酮 而没有发生碳碳键的断裂(Scheme 15)。IBXEtOAc，77 oC 70Scheme 1-5 IBX在Wailupemycin B的全合成中的应用Nicolaou小组发现过量的IBX可以在加热条件下将醇氧化到不饱和羰基化厶物(Scheme 16)，并且该方法可用于复杂分子的全合成中【ll】。IBX。fluorobenzeneDMSO，60-65 oC，224 h83-88。洲愈一Scheme 1-6 IBX将醇氧化为不饱和酮4第一章前言另外，IBX还可以

16、完成苄位的CH键的活化，直接将苄位cH键氧化为C=O双键(Scheme 1-7)【121。OI BX。fluorobenzeneDMSO8090 oc，5-：36 hArRAr八R5295Ar=Ph，4-ButC6H4，2-MeC6H4，3-lCsH,，4-BrCsH4。3A-(MeO)2CsH3,2-PhC6H44-(4一pyridyl)C6H4，etcR=HPr，etcScheme 1-7 IBX对苄位进行氧化由于IBX难溶于常用有机溶剂，且反应活性相对较弱，这使得其在有机合 成中的应用受到很大的限制。为此，化学家们对IBX进行了结构修饰，发展了 很多改进型的IBX类似物，以期增加IBX的

17、稳定性、溶解性，和反应活性(Scheme 19)【5s，9】。HNRlBX este噶IBX amidesFFMeOoFIBXMe-lBXmIBXScheme 1-8 IBX衍生物(20022010年)123 DMP在有机合成中的应用 DMP是1983年由Dcss和Martin首次合成的，他们当时所选用的氧化剂为KBr03，后来被更为绿色的氧化剂Oxone代替，DMP的合成方法血IScheme 110所示。由于具有氧化条件温和、选择性高的特性，DMP对许多敏感官能团如双 键、硅醚、氨基、糖基等的容忍度很好，在复杂分子的全合成中应用例子非常 多。也正是由于DMP在合成中的广泛应用，目前已经成为耳

18、熟能详的人名试剂。 当年Dess和Manin发表该工作的通讯文章【71已经被引用了将近2000次!S第一章前言Ac2005双洲OxoneH20，70 oC，3 hTsOH，80 oC。2 h81912-iodobenzoic acidlBXDMPScheme 1-9 DMP的合成路线氧化性是DMP最基本的性质，化学家对其氧化性的研究也最多。与其他无 机类氧化剂如二价汞H甙II)、三价铊Tl(III)、四价铅Pb(IV)、六价铬cr(vI)等相比，氧化条件温和，化学选择性高且对环境无污染。与其IBX相比，DMP在有机溶剂中的溶解性较好，例如DMP可以在二氯甲烷溶剂中将一级醇或二级醇选 择性的氧化

19、至醛或酮类化合物，分子中的双键不受影响(Scheme l-n)t”】。OH OOOA，人poR竺CH2CI一2V。R-+Ar7Yn751一84Scheme 110 DMP对不饱和醇的选择性氧化DMP氧化的另一个重要的特点是可以使一些易于差向易构化的光学活性底 物反应后保持原有构型，而不发生消旋化。例如，DMP在氧化N端保护的光学 醇时没有带来值降f氐(Scheme 112)，但是采用其他氧化方法，如Swem氧化 时所得醛的ee值会降至50【141。95吖洲mH。1洲mDMP，CH2C12-H20，rL99ee99eeScheme 111 DMP对氧化易消旋的光学纯的醇的氧化另外，Nicolao

20、u小组还报道了DMP可以将酰胺氧化成二酰亚胺，将苄胺氧化到腈类化合物(Sche呲1-12)t151。OOORr锚八R2竺 R少N儿R2。HDMPArNH2Ar-CNScheme 112 DMP氧化胺类化合物6第一章前言(、。三窑。K：。)n多聚的结构使得PhlO的溶解度很差，从而大大限制了其在有机合成中的实 际应用。几乎所有已知的PhlO所参加的反应都需要羟基类溶剂(如水或醇类) 或者催化剂(如Lewis酸、溴负离子、碘负离子或者过渡金属络合物等)的帮助 来促使PhlO多聚体解聚，以形成反应活性较高的单体。下面是PhIo在有机合 成中表现比较好的几个反应。Ochiai小组2004年报道了Phl

21、O可在水中将3羟基哌啶氧化至五元的环状 内酰胺化合物(Scheme 114)1171。7第一章前言r叩H型型少NHH20，rt，12 hUScheme 114 PhlO氧化3羟基哌啶至五元内酰胺复旦大学的范仁华教授利用PhlOBu4NI体系实现了丙二酸酯与查尔酮加成 产物的分子内环化反应，成功地构筑一个四元氧杂环的结构。有趣的是，当反 应的溶剂由水换为甲醇时，反应给出了环丙烷类的产品(Scheme 1-15)18】的O C优傀R 型呈竺型!OOC C000R 型业型y。c苦RX卟赵 一CH30HArl少r2H20Aq矿Ar2Vo。Scheme 115 PhIoBu4NI体系完成的环化反应200

22、0年Kita等人开发的PhlOKBr体系，可在水中氧化伯醇至相应的羧酸 类化合物，氧化仲醇至相应的酮类化合物。体系中催化量的KBr可以催化PhIO 聚合物解聚，解聚后的单体与KBr反应生成活性更高的三价碘试剂完成该反应 rScheme 1-16)191。PhlO(22 equiv)RcH，oH垡堑j垒三二l_皇g尘!垒一RcooHH20rt 2h7692Scheme 116 PhIO-KBr体系在醇氧化中的应用132PIDA在有机合成中的应用 二乙酸碘苯，化学式为PhI(OAc)2，简写PIDA，目前已经实现商品化。PIDA的反应性非常丰富，再加上稳定易得的优点，使得其在合成中的应用非常广泛。

23、PIDA在有机合成中的主要应用包括：醇氧化【201，酮的a位官能团化【211，烯烃的 氧化官能团化【22】，氧化重排和碎片化【231，酚类衍生物去芳香化【24】等。下面选取 几例反应做简单介绍。PIDA并不能直接完成醇类化合物的氧化，但是当其与催化量的TEMPO组 合时可以将含有敏感官能团的伯醇高效的氧化至相应的醛类化合物，且不会产8第一章前言生过度氧化的酸类产品。例如，在乙腈与水的混合溶剂中，PIDA与TEMPO组合可以将橙花醇高效的氧化至相应的橙花醛(Sche腓1-17)120b。PIDA(11 equiv)，TEMPO(01 equiv) CH3CN，H20(pH 7)，0 oC，20

24、minOH89Scheme 117 PATEMPO体系对烯丙醇的氧化一些利用PIDA诱导的环化反应也已经被报道。例如，PIDA可以将l，3一二 羰基化合物和烯烃“一锅法转化至2，3二氢呋喃衍生物(Scheme 1-1s)025I。OOUPIDARn+R沁R31艮 CH3CN。0 oC，1-2 h43-7722R1Me，R2=MeR3 and R4 H。alkylPh，CH20Ac，CH2CI，etcR1=MeR2：OEtR1+R2 2-CH2CMe2CH2一Scheme 118 PIDA诱导的环化反应PIDA也可以作为一类非常好的氧化剂促进脂肪或芳香酰胺的类Hofmann重 排反应。例如，光学

25、纯的a，B二氨基丙酸衍生物就可以通过PIDA诱导的类 Hofmann重排来制备(Scheme 119)，目前该反应可以放大到几百公斤的规模【26】。0。_NHC02BuPIDA，PrOH，H20N_HC02BuH，N八、一人cooH百百石iH2NcooH75Scheme 119 PIDA诱导的类Hofmann重排反应关于PIDA促进的酚类去芳香化反应也有相关报道，但是较-(-氟乙酸) 碘苯即PIFA在此类反应上的应用相对较少。本文会对此类反应在下一节做详细 介绍。9第一章前言 133 PIFA在有机合成中的应用PIFA的全称为二(三氟乙酸)碘苯，也是已经商品化的高价碘试剂之一。PIFA 的化学

26、性质与PIDA类似，但是在某些反应上表现的异常优秀。比如酚类化合物 的去芳香化反应【271，富电子芳烃的偶联反应【28】等。酚类衍生物的氧化产品多为醌类，而醌类衍生物作为参与生物过程的一类 重要物质，表现出了显著的抗肿瘤、抗菌等活性。PIFA诱导的酚类去芳香化反 应是Kita小组在1987年首次报道的【291。此类方法一经报道便很快的被应用到全 合成中，因此在全合成中经常会见到PIFA的身影。例如，在()Codeine分子的全合成中，至关重要的成环反应就是通过PIFA 氧化酚类衍生物完成的(Scheme 1-20)E30】。悯HO聊啪哩 PIFACH2C1240 oCMeO21Scheme 1

27、-20 PIFA完成的酚类去芳香化反应众所周知，大部分偶联反应都需金属试剂的参与，如Pd催化的Suzuki偶联 反应等。有机高价碘试剂也可以氧化富电子芳烃发生偶联反应，其中PIFA的表 现最为突出，为非金属催化的偶联反应开创了新的领域。例如Kita教授报道 PIFABF3OEt2体系可以氧化烷基或碘原子取代的富电子芳烃发生碳碳偶联反应，生成联苯类产品(Sche眦1-21)311。RR RPIFA，BF，OEt22 R二_=_=_ RRCH2C12。-78 oC，3-6 hR7禾90R=MeEt or IScheme 121 PIFA诱导的偶联反应2008年，Kita小组又发现10倍当量的PIF

28、A在三氟化硼乙醚的活化下可以 促进均三甲苯和萘环的直接交叉碳碳键偶联反应生成联苯化合物(Eq 1，Scheme 1-22)t321。在此基础之上，Shafir小组又发现当PIFA的用量提高到18倍时，主lO第一章前言要产品变成了联萘化合物(Eq 2，Scheme 1-22)331。Eq 1厶PIFA(1eq)熹呤叩+厶PIFA(18eq)45Scheme 1-22 PIFA诱导的芳烃的交叉偶联反应134HTIB在有机合成中的应用HTIB亦称作Koser试剂，也是已经商品化的高价碘氧化剂。HTIB也可以 由PIDA与一水合对甲苯磺酸反应制得。虽然关于HTIB反应性的报道比较多， 但是大多数集中在

29、羰基Q位官能团化反应【331。例如，HTIB可以将B羰基砜类化 合物在无溶剂条件下转化到相应的Gt位OTs化产品【34d】，如Scheme 123所示：CsHsI(OH)OTs_-_-_-_。一V、一R八0芦0“0R“neat。rtIScheme 1-23 HTIB完成的羰基a位OTs化反应另外HTIB可以诱导烯烃的氧化重排反应，在扩环反应上经常被用到。例如， Koser教授发现HTIB可以将含有环外双键的苯并环烷烃氧化到扩环的酮类产品 (Scheme 1-24)t351。R2HTIBO195MeOH，rt82-99R1R1R2=H or Me；n=1-3Scheme 124 HTIB诱导的扩

30、环反应第一章前言第四节PhlCl2在有机合成中的应用141 P11ICl2的制备方法及结构 二氯碘苯(PhlCl2)是第一个被报道的高价碘试剂，也是非常传统的三价碘试剂之一。其传统的制备方法为氯气氧化法：将氯气通入冷的碘苯氯仿溶液中， 生成的二氯碘苯以黄色晶体的形式析出。PhICl2分子为T-型结构，其中两个ICl 键键长分别为2485(2)A和2513(2)A，C1IC的键角分别为88060和89160。PhICl2 分子的成键情况如Scheme 125所示。其中CI键是一个正常的“两中心两电子 的共价键，碘原子上处于5p轨道的一对电子与两个氯原子的单电子形成一个线 性“三中心四电子”的高价

31、键，碘原子周围还有两对孤对电子未参与成键，可见 PhICl2是一个非常典型三价碘试剂。oe a黟aoScheme 125 PhICl2的T-型空间结构及其电子与成键情况 142 PhICl2在有机合成中的应用由于PhICl2的制备需要剧毒的氯气参与，再加上PhICl2稳定性较其他高价碘试剂差，这使得PhICl2在实际应用中受到了很大限制。早期，PhICl2主要作为氯 化试剂应用于有机合成中，如在CHCl3或cch等非极性溶剂中，在光照或者自由 基引发下可对烷烃或烯烃进行氯化【5J。PhICl2也可以完成对硫原子，磷原子，硒 原子以及一些金属原子的氯化反应(Scheme 1-26)361。RRR

32、R影M恐。Scheme l26 PhICl2对金属原子的氯化反应12第一章前言PhlCl2也可以对富电子苯环进行氯化，例如，Zanka：J、组就利用PhlCl2作为氯 化试剂，在对氨基苯乙酮的氨基的邻位引入一个氯原子，成功将原料转化为合 成环氧化酶抑制剂COXII的重要中间体(Scheme 1-27)371，需要指出的是采用其 他氯化试剂如氯气或NCS贝g无法完成该转化。州必 竺Pyridin斋e,0-3 o CH287Scheme 127 PhICl2在对氨基苯乙酮氨基邻位高选择性的引入氯原子Breslow等人将PhICl2与底物连在同一个分子中，通过分子构型控制，巧妙地实现了对甾体化合物的

33、远程选择性氯化(Schem 1-28)：61。Scheme 1-28 PhICh对甾体化合物的远程模板氯化反应另夕bPhICl2还可与其他亲核试剂发生配体交换反应，生成活性更高的三价碘 中间体参与反应。例如，最近Prak鹊hd,组报道的PhlCl2：KSCN体系，在干燥的二 氯甲烷溶液中，可将硫氰基引入到苯酚或苯胺衍生物的对位(Sche眦1-29)I：81。 反应过程可能是经过PllI(SaD2这一高活性的三价碘中间体。鬻CH2C兰12rtm 50 min孛：、2弋夕人口SCN6986X=OH，NH2 R1=H。OH，or COOHR2=H，or OHScheme 1-29 PhICl2-KS

34、CN组合苯酚或苯胺的对位引入SCN官能团但是，作为首个高价碘试剂，PhICl2却很少被用于有机化合物的氧化反应中。 Wicha等人曾在1973年报道PhICl2,吡啶体系可以以中等收率将二级醇氧化到酮13第一章前言(Scheme 1-30)。但是该体系无法将伯醇氧化到相应的醛，而是得到无法鉴定的 极其复杂的氧化产物【391。R少OHR2PhliCl2-PFyridineR1八R2孓20。c。R1八R少O R2Scheme 1-30 PhICl2Py体系氧化二级醇到酮143 PhICl2新制备方法的开发与新反应性探索 首先，我们课题组为了弥补传统的氯气氧化法制备PhlCl2所存在的不足，开发了两

35、种相互补充的制备PhICl2的新方法(Scheme 1-31)，避免了剧毒氯气的使用。C由v由嗍Scheme 1-31制备PhICl2的两种新方法由于具有成本低、操作简单等优点，我们开发的新方法得到了广大化学家 的认可，目前报道该方法的文章【删已被引用近二十次，并被写入有机高价碘化 学综述中p0。在开发了PhICl2新的制备方法之后，我们开始对PhICl2的反应性进行探索。 在研究的过程中，我们发现PhICl2与其他试剂组合时展现出了非常丰富的反应性 (Scheme 132)：PhlCl2TEMPOPy体系可以实现对醇类化合物的氧化【删； PhICl2Glycol体系可以将酮类化合物直接转化相

36、应的a氯代缩酮【4l】；PhlCl2-NaN3 体系可以将醛类化合物高效的转化到相应的叠氮氨基甲酰胺【42】。14第一章前言懈I Synthesis，2751557&竿点TEMPOrPyridine R凡Osy肭仃f，es，S，29，23撇328啷，皂 少如H引R苴HR。Sy砌咖_7551-5572咖瑚倘57HR，NVN3OSynthesis2008。25892593Scheme 1-32 PhICl2与其他试剂组合时展现的丰富反应性为了解决先前PhICl2-TEMPOPy体系在醇氧化反应中存在的双键氯化等问 题，我们又设计合成了PhICl2的环状类似物1-chloro1，2-benziodo

37、xole3(1卸one 来替代PhlCl2与TEMPO、吡啶组合成功的解决了双键的氯化问题，同时该体系 对其他杂环官能团的容忍度也非常好(Schemel33)。值得一提的是我们所用的三 价碘试剂1-chloro12-benziodoxole-3(1-)-one是一个可回收的氧化剂，符合当今 社会绿色化学的要求1431。(15刚垫愉TEMPO(8mol)Py(30eq)88pEtOAc(5mL)。rt，15h005h，833 h。984h，929 h，98Scheme 1-33环碘氯化合物在醇氧化中的应用随着我们对二氯碘苯反应性的进一步探索，并结合先前的工作，我们发现15第一章前言PhICl2-

38、NaN3体系也可以将伯醇一步氧化到叠氮氨基甲酰胺一一类非常重要的有机中间体，并可以将仲醇快速高效的氧化到相应的酮类化合物(Scheme 134)1441。PhlCl2(50 equiv)，R。H景湍最0 oC(24 h)10 examplesthen 80 oC(8 h)RpR2攀 巴西OHl18 examplesketonesyield：69-96 Scheme l-34 PhlCl2-NaN3体系在醇氧化中的应用同时我们也推测了伯醇氧化的机理(Scheme 1-35)，主要分为三个阶段：第 一阶段，醇至醛类化合物的转变；第二阶段，醛至酰基叠氮类化合物的转变； 第三阶段，酰基叠氮进行Curt

39、ius重排生成叠氮氨基甲酰胺。16第一章前言Iconversion of primary alcohols to their aldehydes1)PhlCl2+2 NaN3一Phi(N3)2+2 NaCI2一fN33R嚣n1一 几卧I。济 s3一搭一OhIIIconvemion of aldehydes to the corresponding acyl azides4-2 N35，R，孰+R，量+HN36)R星+刚(N3)：R，鼠。+刚+N；IIIconversion of acyl azides to the corresponding carbamoyl azidesR1CN30怕a跚

40、器en。OHeat民一、JR1、科八N。Scheme 135 PhICl2-NaN3体系完成伯醇至叠氮氨基甲酰胺转化的机理第五节立题依据尽管我们开发的PhICl2NaN3体系可以将脂肪伯醇以中等收率转化到相应的 叠氮氨基甲酰胺，但是对于苄位伯醇的氧化能力却很弱，主要产品为对应的醛 类化合物(Scheme 1-36)。第一章前言、NH-yNsN。N百VjjVN。 au丫NVOOi o。矿旷“百旷鹤儿297659Scheme 1-36 PhICl2NaN3体系的底物范围从反应机理来看，我们分析此体系对苄位伯醇氧化效率低的原因主要来源 于上述机理中第五步中酰基自由基的生成速率问题。经过文献调研，我们

41、发现， 连有芳香基的酰基自由基的生成焓要比连有烷基的酰基自由基高出很多 (Scheme 1-37)t451，因此对于苄位伯醇而言，主要产品停留在了醛类产品。CH3C(O)。2303CH3CH2C(O)。77CH2=CHC(O)。153PhC(O)。241Scheme l-37一些酰基自由基的生成热数据随后，一篇由陈振初教授于2000年发表在四面体快报(Tetraheclron Letter)上 的文章引起了我们的注意，陈教授小组发现PIDA-NaN3体系可以高效的将苯甲 醛及其衍生物转化为相应的酰基叠氮化合物(Scheme 1-38)461。OPhI(OAc)2NaN3O八H0H2012r上尉

42、八N3Scheme 1-38 PIDA-NaN3体系将醛转化为酰基叠氮18第一章前言我们推测PIDA-NaN3体系有可能先将苄位伯醇转化至相应的醛类化合物， 然后将醛进一步转化为酰基叠氮。在生成酰基叠氮之后，只要我们对体系进行 加热促进Curtius重排反应，就可以得到相应的芳基取代的叠氮氨基甲酰胺 (Scheme 1-39)。这样就解决了PhICl2-NaN3体系对苄位伯醇反应效果差的问题。ArH PhI (OA c)2 Na N3PhI(OAc)2NaN31e拿氟A，、。；(：归蔓鬯!A，NHJLO粤!譬唑Ar、N扩 卫鬯蔓 Ar-NH3N3Scheme 1-39 PIDA-NaN3体系完

43、成伯醇至叠氮氨基甲酰胺转化的设想第六节参考文献【1Willgerodt,CZ PraktChem1886，33，154【2Willgerodt，CChemBet 1892，25，3494【3Hartmann，C；Meyer,V ChemBet 1894，27,426【4Willgerodt,CDie Organischen Verbindungen，行豇Mehrwemgen Jod；Ferdinand EnkeVerlag：Stuttgart,1914【5】(a)Sandin，RBChemReg1943，32，249(b)Banks，DE ChemRev1966，66,243(c) Stang

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