Dess-Martin氧化反应

利用三乙酰氧基高碘烷将醇氧化为相应的羰基化合物的反应。Dess–Martin高碘烷，1,1,1-三乙酰氧基-1,1-二氢-1,2-苯碘酰-3(1H)-酮，是一种非常高效的氧化剂，可以将伯醇和仲醇分别氧化为醛酮。

上世纪80年代，高价碘类氧化试剂由于其选择性好，条件温和，环境友好等优点开始应用有机合成中，其中有一类含有五价碘的试剂被称为高碘烷。高碘烷中最常见的试剂就是IBX和DMP。IBX在1893年就被合成出来，但是其在大部分有机溶剂溶解度差限制了其应用。1983年，D.B. Dess和J.C. Martin报道了通过乙酰化IBX制备 1,1,1-tris(acetoxy)-1,1-dihydro-1,2-benziodoxol-3-(1H)-one (DMP) 的方法，此新的高碘烷试剂在有机溶剂中溶剂度好，可以将醇高产率氧化为羰基化合物。此氧化试剂被称为Dess-Martin氧化剂。

DMP通常由2-碘苯甲酸先氧化为IBX后再乙酰化得到。氧化2-碘苯甲酸方法：在硫酸水溶液中用KBrO3氧化或者在水溶于中用 Oxone (2KHSO5-KHSO4-K2SO4)氧化。制备过程中，利用oxone氧化比KBrO3更安全和简单。最初原文报道中的合成方法出现重現性的问题。之后改良方法加入催化剂TsOH解决了这个问题。

反应特点：一、条件温和，室温，中性条件下就可进行；二、高化学选择性；三、高官能团耐受度，很多含有敏感基团的复杂底物也能进行；四、DMP可以长时间储存，比IBX热稳定性好。五、对较大位阻的醇、及在α位有不对称中心的外消旋混合物（比如羰基化合物）、或α,β-不饱和醛的合成非常有效；六、本反应能用于许多对酸碱不稳定的底物。从反应机理来说会产生（2当量）以上的醋酸，即使底物对生成的醋酸不稳定、可用吡啶等当缓冲剂避免这一问题。七、有些情况下，少量水能提高反应的效率，可能是由于DMP水解生成了少量的IBX，过量的醇也可以加快氧化速率，因此反应中常常加入叔丁醇。八、反应后的后处理非常简单，反应生成的副产物碘烷可以用1.3M的氢氧化钠水解，生成的邻碘氧基苯甲酸可以用碳酸氢钠水溶液洗掉；也可以用硫代硫酸钠还原得到邻碘苯甲酸，再用碳酸钠水溶液洗掉。九、DMP和前体(IBX)都有爆炸性，因此放大时，要注意热量积聚。十、另外DMP还可以氧化醛肟或酮肟得到醛酮，氧化N-酰基羟胺得到酰基亚硝基化合物，氧化4-取代苯胺得到对苯醌。十一、仲胺和叔胺对DMP是稳定的，伯胺可以被氧化，芳香伯胺可以被氧化为醌，但反应速度没有醇快。

反应机理

反应实例

【Org. Lett.1999, 1, 63-66】

【Angew. Chem., Int. Ed. Engl.2001, 40, 196-199】

【J. Am. Chem. Soc.2002, 124, 520-521】

【Synlett2001, 1974-1976】

非常规的Dess-Martin氧化反应。

【Tetrahedron2003, 44, 3543-3545】

【J. Med. Chem.2008, 51, 4581-4588】

【Carbohydrate Res.2009, 344, 140-144】

【Org. Lett.2013, 15, 1714–1717】

James Cullen (J.C.) Martin (1928-1999)在伊利诺伊大学香槟分校和范德堡大学的36年时间里取得了辉煌的成绩。他早期在范德堡大学Don Pearson处和哈佛大学P. D. Bartlett 处进行的有关物理有机化学的训练为他以后在碳正离子和自由基方面的研究做了充足的准备。而他对于化学键的兴趣促使他对主族元素的高价化合物进行了里程碑意义的研究。在20年的时间里 Martin 实验室成功的制备了硫，磷，硅和溴的史无前例的化学结构，但终极“圣杯”五配位体碳化合物仍需要进一步研究。尽管大部分的研究都是因为J. C.对于非常规键合的着迷，但这些研究并不是没有实用价值。其中两种高价化合物，Martin硫（用于脱氢反应）和Dess-Martin高碘烷在有机合成中有着广泛的应用。J. C. Martin和他的学生Daniel Dess在伊利诺伊大学香槟分校发现了此种氧化剂。

相关文献

1. (a) Dess, D. B.; Martin, J. C. J. Org. Chem. 1983, 48, 4155-4156.. (b) Dess, D. B.; Martin, J. C. J. Am.Chem. Soc. 1991, 113, 7277-7287.

2. Ireland, R. E.; Liu, L. J. Org. Chem. 1993, 58, 2899.

3. Meyer, S. D.; Schreiber, S. L. J. Org. Chem. 1994, 59, 7549-7552.

4. Frigerio, M.; Santagostino, M.; Sputore, S. J. Org. Chem. 1999, 64, 4537-4538.

5. Nicolaou, K. C.; Zhong, Y.-L.; Baran, P. S. Angew. Chem. Int. Ed. 2000, 39, 622-625.

6. Bach, T.; Kirsch, S. Synlett 2001, 1974-1976.

7. Bose, D. S.; Reddy, A. V. N. Tetrahedron 2003, 44, 3543-3545.

8. Tohma, H.; Kita, Y. Adv. Synth. Cat. 2004, 346, 111-124. (Review).

9. Holsworth, D. D. Dess-Martin oxidation. In Name Reactions for Functional Group Transformations; Li, J. J., Ed.; Wiley: Hoboken, NJ; 2007, pp 218-236. (Review).

10. More, S. S.; Vince, R. J. Med. Chem. 2008, 51, 4581-4588.

11. Crich, D.; Li, M.; Jayalath, P. Carbohydrate Res. 2009, 344, 140-144.

12. Howard, J. K.; Hyland, C. J. T.; Just, J.; J. A. Org. Lett. 2013, 15, 1714–1717.

参考资料

一、J.J. Li, Name Reactions: A Collection of Detailed Mechanisms and Synthetic Applications, Dess-Martin periodinane oxidation，page 206-208.

二、、Strategic Applications of Named Reactions in OrganicSynthesis, László Kürti and Barbara Czakó, Dess-Martin oxidations, page 136-137.

三、化学空间：https://cn.chem-station.com/reactions/2014/01/%E6%88%B4%E6%96%AF%EF%BC%8D%E9%A9%AC%E4%B8%81%E6%B0%A7%E5%8C%96%E5%89%82%EF%BC%88dess-martin-oxidation%EF%BC%89.html