网易首页 > 网易号 > 正文 申请入驻

【Org. Lett.】室温、无金属、无需光照,羧酸脱羧氧化制备醛酮!收率高达90%

0
分享至


羧酸脱羧氧化反应 制备醛酮 ,能够在分子骨架上脱去一个碳原子,在复杂分子与药物化学合成中具备独特的合成切断优势,因此受到广泛关注。已报道的脱羧氧化主要分为两类策略:一、催化策略,光催化、过渡金属催化、光‑金属双催化;这类方法大多需要光照或者过渡金属催化剂。二、氧化剂介导策略,使用 HgO/HgF₂、高碘酸四丁铵 / 高碘酸钠、四乙酸铅、二乙酸碘苯等氧化剂;该类体系往往需要高温,或者使用有毒金属试剂。


高价碘 (III) 试剂可以活化羧酸生成二羧酸芳基碘 (III),该物种可以作为烷基自由基前体。Hantzsch酯(HE,NADH 还原型辅酶类似物)可作为有机还原剂,促进二羧酸芳基碘 (III) 碎片化,在无金属、无光照条件产生烷基自由基,该模式已经用于脱羧 加成反应。


近期, Qingye Fang等人报道了 室温、无金属、无需光照,利用空气中 O₂作为氧源,Hantzsch 酯(HE)介导羧酸脱羧氧化生成醛酮的新方法。反应中间体二羧酸苯基碘 (III) 可由羧酸与亚碘酰苯(PhIO)原位反应便捷制备。机理研究有力证明氢过氧化物是该转化过程的关键中间体。 【 Org. Lett. 2026, 28, 10924–10929; https://doi.org/10.1021/acs.orglett.6c02796 】

反应条件优化


模型底物:4‑溴苯乙酸原位生成的二羧酸苯基碘 (III) 2a;反应在空气、室温下进行 30 min,产物为 4‑溴苯甲醛 3a。

溶剂筛选:DCM 产率 24%;DCE、氯仿、甲苯、丙酮产率更低;DMF 几乎无产物(trace)。

添加剂筛选:路易斯酸 BF₃・OEt₂、无机碱碳酸铯、乙酸钠均只得到痕量产物;有机胺可以促进反应,DIPEA 得到 40% 产率,三乙胺 Et₃N 效果最优,产率 54%。

三乙胺当量优化:1.0 equiv 54%;2.0 equiv 66%;3.0 equiv 74%;提升至 4.0 equiv 产率下降至 68%,最优三乙胺用量 3.0 当量。

HE 当量优化:HE 从 1.1 当量提升至 1.5 当量,产率提升至 80%;继续增加至 2.0 当量产率小幅回落至 78%,最优 HE 为 1.5 当量。

避光对照实验:避光条件下,产率 79%,证明该反应不需要光照参与。

最优条件:DCM 作溶剂,1.5 当量 HE,3.0 当量 Et₃N,空气氛围,室温,反应 30 min。

注意:PhIO(亚碘酰苯)具有潜在爆炸风险,需要少量储存,远离热源。

底物适用范围

反应分两步:一、羧酸与 PhIO、硫酸镁在 DCM 室温反应 10 min,原位生成二羧酸苯基碘 (III);二、加入 HE、Et₃N,空气室温反应 30 min。


芳基乙酸(生成醛):对位带有给电子基团(‑CH₃、叔丁基、‑OMe)、卤素(F、Cl、Br、I)、吸电子基团(‑CN、‑CO₂Me、‑CF₃、‑OCF₃)的底物,均能以中等至良好收率得到对应苯甲醛产物 3a‑k;苄氧基取代底物 3l 产率下降。间位、邻位取代底物得到产物 3m‑p,产率 60‑75%,反应对取代位置不敏感。稠环、苯并二氧戊环、噻吩、苯并呋喃杂环、多取代底物得到产物 3q‑v,产率 61‑90%。含有碳碳双键的底物可以选择性得到 α,β‑不饱和醛 3w,产率 52%,双键保留。


α‑芳基取代仲羧酸(生成酮):二级芳基乙酸底物效果良好,得到各类酮 3x‑ag,产率 60‑77%;简单芳基甲基酮、环酮、二芳基酮(芴酮、占吨酮、二苯甲酮及其氯 / 甲氧基取代衍生物)均可合成。

药物分子后期修饰:选取多种含羧酸的非甾体抗炎药(托美汀、异恶派酸、布洛芬、酮洛芬、萘普生、洛索洛芬、扎托洛芬)进行反应,得到对应的醛酮产物 3ah‑an,均为中等收率,证明该方法可用于复杂药物分子的后期结构改造。

局限性:脂肪族羧酸(1‑金刚烷乙酸、4‑苯基丁酸、硬脂酸)在标准条件下无法得到目标醛。


特殊底物: 吲哚美辛(indomethacin)底物反应时,没有得到预期羰基产物,而是分离得到氢过氧化物中间体 4ao,分离产率 32%。延长反应时间、升高温度也不能转化为醛,说明该底物对应的氢过氧化物难以进一步分解,发生中间体积累。

机理控制实验


氧气必要性实验:氮气氛围下反应,检测不到产物 3a,证明氧气是生成羰基产物必不可少的条件。


自由基捕获实验:加入 TEMPO 或者 BHT 自由基捕获剂,反应被抑制;HRMS 检测到 4‑溴苄基‑TEMPO 加合物,证明反应存在苄基自由基中间体。


氢过氧化物中间体验证:单独制备氢过氧化物 4a进行对照实验。1、体系含有 Et₃N 时,无论是否加入 HE,氢过氧化物均可高效转化为醛 3a(加 HE:82%;不加 HE:84%);2、无三乙胺条件下,无论有无 HE,仅得到痕量产物。

该结果证明:氢过氧化物是关键中间体;三乙胺负责促进氢过氧化物分解为羰基,HE 不参与这一步转化。TEMPO/BHT 不能抑制氢过氧化物到醛的转化,说明该步是非自由基过程。


物料回收实验:二羧酸苯基碘 (III) 底物 2a 反应后,经过碱处理、酸化,可以回收原料羧酸 1a,回收率 85%;HE 被氧化后的吡啶产物,可按照文献方法重新还原为 HE,回收产率 81%。说明二羧酸苯基碘 (III) 分子中只有一个羧酸单元参与反应,另一分子羧酸可以回收,HE 氧化产物可以再生。

反应机理:


  • 羧酸 1 被 PhIO 活化,原位生成二羧酸苯基碘 (III) 中间体 2;

  • HE 向中间体 2 发生单电子转移 SET,生成碘自由基阴离子 Int‑1、HE 自由基中间体 Int‑2 与质子;三乙胺中和质子;

  • Int‑1 发生 O‑I 键断裂伴随脱羧,释放 CO₂与 PhI,同时释放一分子羧酸(可回收),生成烷基自由基 Int‑3;

  • 烷基自由基 Int‑3 捕获空气中 O₂,生成过氧自由基 Int‑4;Int‑4 从 HE 自由基 Int‑2 攫氢,得到氢过氧化物 4,同时生成吡啶产物 5;

  • 三乙胺促进氢过氧化物 4 发生非自由基消除:与过氧基团相连碳发生去质子,同时 O‑O 键断裂,形成 C=O,得到羰基产物 3。


本文开发了一种 Hantzsch 酯介导的脱羧氧化反应,底物为原位生成的二羧酸苯基碘 (III)。该方法以空气中的氧气作为氧化剂,室温条件下进行,无需光照、无需金属添加剂,能够制备醛、酮类化合物。机理研究强有力证实氢过氧化物是该转化的关键中间体。总体而言,该方法以易得的羧酸作为原料,为制备醛酮提供了条件温和、实用性较强的合成策略。

参考资料:Conversion of Phenyliodine(III) Dicarboxylates to Carbonyl Compounds via Hantzsch Ester-Enabled Decarboxylative Oxygenation;Qingye Fang, Jiaxin He, Kaiyue Yang, Dan Xiao, Yilin Wang, Zhijian Wang, Yunfei Du,*and Kang Zhao*;Org. Lett. 2026, 28, 10924–10929; https://doi.org/10.1021/acs.orglett.6c02796


特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。

Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.

相关推荐
热点推荐
乌“亚速营”俘虏招供:乌军女兵不是战斗英雄,而是“后方妻子”

乌“亚速营”俘虏招供:乌军女兵不是战斗英雄,而是“后方妻子”

小兰聊历史
2026-10-02 00:32:09
狂揽90亿!潮汕80后老板做内衣,卖成抖音内衣榜第一,闷声发财

狂揽90亿!潮汕80后老板做内衣,卖成抖音内衣榜第一,闷声发财

品牌观察官
2026-08-12 17:48:33
严格!前NBA内线因入狱黑历史无缘签约上海男篮,大麦基因此获利

严格!前NBA内线因入狱黑历史无缘签约上海男篮,大麦基因此获利

林小湜体育频道
2026-10-01 22:55:43
老父亲关了整整8年,出狱那天我开了上千里路去接他,他颤巍巍从怀里掏出个油布包,我看清后眼泪止不住

老父亲关了整整8年,出狱那天我开了上千里路去接他,他颤巍巍从怀里掏出个油布包,我看清后眼泪止不住

墨染尘香
2026-09-30 16:14:38
爆冷封神!希腊黑马主场决战残阵荷兰,欧国联头名之争生死局

爆冷封神!希腊黑马主场决战残阵荷兰,欧国联头名之争生死局

倾世璃歌
2026-10-01 16:54:57
别再说油车要凉了!明年大批燃油车,可能将迎来一轮全面大换代

别再说油车要凉了!明年大批燃油车,可能将迎来一轮全面大换代

你在偷看谁
2026-10-01 20:35:18
地铁兑现王,南京南部新城赢了

地铁兑现王,南京南部新城赢了

今日搞笑分享
2026-10-01 12:35:06
哪些东西你认为已经贵到不值了?网友:看了物价,我认为减肥辟谷是普通人攒钱的最佳方法

哪些东西你认为已经贵到不值了?网友:看了物价,我认为减肥辟谷是普通人攒钱的最佳方法

带你感受人间冷暖
2026-09-14 10:27:48
猪蹄再次成为关注对象!医生发现:常吃猪蹄,可能会收获8大好处

猪蹄再次成为关注对象!医生发现:常吃猪蹄,可能会收获8大好处

叙说医疗健康
2026-09-21 10:00:29
“我是毛主席的儿子,我有证据!”1993年,浙江杭州老人鞠涛声称自己是流落民间的“毛岸龙”

“我是毛主席的儿子,我有证据!”1993年,浙江杭州老人鞠涛声称自己是流落民间的“毛岸龙”

回京历史梦
2026-09-30 18:28:05
说一个很多人不知道的事实:今天中东打得不可开交的逊尼派和什叶派,最初分裂的原因根本不是宗教教义,而是——谁来当老大。

说一个很多人不知道的事实:今天中东打得不可开交的逊尼派和什叶派,最初分裂的原因根本不是宗教教义,而是——谁来当老大。

回京历史梦
2026-09-28 17:15:52
央企行贿7610万美金,总统只分到101.17万……

央企行贿7610万美金,总统只分到101.17万……

家传编辑部
2026-09-06 21:28:20
70%欧洲成人片来自这里、妓院比学校多,捷克的桃色不是开放是穷

70%欧洲成人片来自这里、妓院比学校多,捷克的桃色不是开放是穷

春日在捕月
2026-09-20 04:10:36
巴基斯坦防长:将动用一切手段保护沙特

巴基斯坦防长:将动用一切手段保护沙特

参考消息
2026-09-30 16:00:10
未来5年想活下来,一定记住:房价越是下跌,越不要急着买房!

未来5年想活下来,一定记住:房价越是下跌,越不要急着买房!

职场资深秘书
2026-10-01 17:35:29
C罗退训风波后 欧足联官网更新:葡萄牙7号已变为莱奥

C罗退训风波后 欧足联官网更新:葡萄牙7号已变为莱奥

桃叶渡春
2026-10-02 00:14:18
某女网红认为恨日本人的人价值观有问题:该恨的是以前的帝国主义

某女网红认为恨日本人的人价值观有问题:该恨的是以前的帝国主义

律法刑道
2026-09-01 09:02:43
SpaceX发射计划:10月1日-10月11日

SpaceX发射计划:10月1日-10月11日

不看车bukanche
2026-10-01 18:28:40
最火景点!九寨沟游客早晨6点去排队,网友:都是“大聪明”

最火景点!九寨沟游客早晨6点去排队,网友:都是“大聪明”

西昆仑Bruce
2026-10-01 18:50:37
崩牙驹被爆是妙瓦底园区后台老板,他坚决否认!一组照片出卖了他

崩牙驹被爆是妙瓦底园区后台老板,他坚决否认!一组照片出卖了他

BenSir本色说
2025-01-08 22:32:35
2026-10-02 03:35:00
有机合成
有机合成
介绍分享有机合成方面的知识,经验总结,学习资料,奇闻趣事等等
1028文章数 5关注度
往期回顾 全部

科技要闻

5999元起!华为Mate 90系列发布

头条要闻

桂林市文促会深夜发布致歉信:向阿丘诚恳致歉

头条要闻

桂林市文促会深夜发布致歉信:向阿丘诚恳致歉

体育要闻

“今天的表现,我们可以昂首离开球场”

娱乐要闻

奚梦瑶晒四太豪礼!22只龙凤镯近300万

财经要闻

智谱发上亿Token 能挽回开发者信任吗?

汽车要闻

2027款极氪001将于明年一季度上市 现款猎装同步推新配色

态度原创

本地
数码
时尚
亲子
公开课

本地新闻

中秋逛白塔寺,体验国医妙荟雅集

数码要闻

亚马逊发布全新Kindle:取消传统边框 正面屏幕实现全面平整化

在米兰,用时装唤醒内心的自我

亲子要闻

重新拥抱亲密:产后妈妈的温柔复兴之路

公开课

李玫瑾:为什么性格比能力更重要?

无障碍浏览 进入关怀版