用高价碘试剂氧化羰基包括通过高价碘（III）烯醇化物的中间体使羰基化合物的α位官能化。该亲电子中间体可以被各种亲核试剂攻击或经历重排或消除。

介绍

由于它们的稳定性和选择性，高价碘（III）化合物是有吸引力的氧化剂。在可烯醇化的羰基化合物存在下，它们能够实现α位的氧化官能化。形成关键的碘（III）烯醇化物中间体，然后进行亲核取代（α-官能化），消除（脱氢）或重排。用于实现这些变换共同高价碘的试剂包括亚碘酰苯（PhIO），^[2]二乙酸碘苯（PHI（OAC）₂），^[3]科泽氏试剂（PHI（OTS）OH），^[4]和（dichloroiodo）苯（ Cl ₂ IPh）。^[5]

（1）

机制与立体化学

流行机制

碘（III）试剂的羰基氧化机理随底物结构和反应条件的变化而变化，但一些概括是可能的。在碱性条件下，活性碘化物质是碘（III）化合物，其中碘上的任何相对酸性配体（如乙酸盐）已被醇盐取代。^[6]在所有情况下，α碳与碘形成键。然后通过在现在的亲电子α碳上攻击亲核试剂，将碘（III）还原成碘（I）。在碱性条件下，羰基碳上的亲核攻击比α碳上的攻击更快。碘置换实际上是由羰基氧在分子内完成的，羰基氧成为产物中的α-羟基氧。^[7]

（2）

已经观察到碘（III）烯醇化物种的重排。在酸性条件下，芳基烯醇醚的氧化通过1,2-芳基迁移产生α-芳基酯^[8]。环收缩的Favorskii重排可以在基本条件下进行（参见下面的等式（12））。

（3）

立体化学

使用铬羰基络合物，显示碘的置换可能随着构型的反转而发生。由于空间位阻，碘在三羰基铬单元的一侧接近。Invertive位移导致顺铬和α羟基之间的关系。^[9]

（4）

对不饱和羰基化合物的氧化研究也提供了立体化学的见解。仅观察到α-羟基和β-甲氧基之间具有顺式关系的异构体。在通过甲醇盐的亲核攻击后，碘接近与甲醇盐相对的面。然后氢氧化物的置换导致顺式异构体。^[10]

（5）

范围和限制

在质子条件下，酮经历α-羟基化和二甲基缩醛形成。碘代苯和二乙酸碘苯（IBD）都可以实现这种转化。该方法可用于在缩酮官能团的酸性水解后合成α-羟基酮。^[11]

（6）

在二芳基碘鎓盐的存在下，烯醇化物经历α-芳基化。庞大的二芳基碘鎓反应更慢，并且随着芳环被取代，烯醇化偶联（参见下面的等式（10））开始竞争。^[12]

（7）

α-氧甲基化有助于将羰基化合物精制成各种α-官能化产物。产生的α-甲苯磺酰氧基羰基化合物比α-卤代羰基化合物更稳定，并且不是催泪剂。^[13]

（8）

在碘（III）试剂存在下，甲硅烷基烯醇醚与羰基化合物发生许多相同的反应。在外部醇亲核试剂存在下α-烷氧基化是可能的，尽管产率有些变化。^[14]

（9）

当不存在外部或内部亲核试剂时，发生氧化同型偶联，产生1,4-二羰基化合物。^[15]

（10）

分子内连接的亲核试剂可取代碘苯以提供内酯或其他杂环。^[16]如果环状产物中存在酸性氢，则在反应条件下可发生过氧化。

（11）

在某些情况下，重排使羰基化合物的高价碘氧化变得复杂。芳基迁移可在酸性条件下发生，从烯醇醚产生α-芳基酯。^[8]还观察到Favorskii重排，这些对于类固醇合成特别有用。^[17]

（12）

合成应用

低浓度的甲硅烷基烯醇醚的氧化官能化（以避免同型偶联）而没有外部亲核试剂导致脱氢。这可以是在没有功能性手柄的情况下产生α，β-不饱和羰基化合物的有用方法。例如，脱氢用于类固醇合成以形成不饱和酮。^[18]

（13）

与其他方法比较

很少有氧化羰基化合物的化合物可以与高价碘试剂的安全性，选择性和多功能性相媲美。用于羰基化合物的α-羟基化的其他方法可以使用有毒的有机金属化合物（例如四乙酸铅或四氧化锇）。不使用重金属的超价碘氧化的一种替代方案是金属烯醇化物对分子氧的攻击，然后还原所得过氧化物（方程式（14））。最常用的羰基化合物α-羟基化方法是Rubottom氧化，它采用甲硅烷基烯醇醚作为底物，过酸作为氧化剂。^[19]

（14）

与其他氧化剂相比，使用高价碘试剂通常更容易实现氧化重排。例如，烷基芳基酮的Willgerodt-Kindler反应需要强制条件并且通常产生低产率的酰胺产物。

（15）

实验条件和程序

示例程序^[20]

（16）

将羟基（甲磺酰氧基）碘苯（3.16g，10mmol）加入到衍生自苯基乙酸甲酯（3.33g，15mmol）的无水二氯甲烷（50mL）中的甲基三甲基甲硅烷基苯基乙烯酮缩醛的溶液中。将混合物在室温下搅拌2小时，然后用碳酸氢钠水溶液（3×50mL）洗涤。将有机相干燥（MgSO ₄）并真空浓缩，得到粗甲磺酰氧基酯，将其通过硅胶柱色谱纯化（己烷 - 二氯甲烷，1：1），得到1.58g（65％）标题化合物，mp 91-92°; IR（KBr）1760cm ^-1（CO）; ¹ H NMR（CDCl ₃）：δ3.10（s，3H），3.80（s，3H），6.00（s，H），7.40-7.80（m，5H）; ¹³ C NMR（CDCl ₃）：δ168.2（s），132.2（s），130.0（s），129.0（s），127.7（s），78.9（s），53.0（s），39.45（s）; MS，m / z 185（53），165（15），145（15），107（100），90（12），79（65），51（17）。