碘在不飽和化合物轉化中的應用

周曉玉

(六盤水師范學院 化學與材料工程學院，貴州 六盤水 553004 )

鹵素類催化劑的研究是催化化學的分支領域之一。相對于多數金屬催化劑，鹵素類催化劑具有成本低、環境污染小、反應條件溫和等優勢。鹵素中，尤其以碘催化體系最受關注，并取得了大量研究成果。

1 碘參與的有機過程

1.1 高價碘的有機過程

近年來，由于碘單質、芳基碘和高價碘等在有機合成中的廣泛應用，受到持續關注。其作為一類溫和、高效的氧化劑，已經應用于多種官能化轉化過程，如三價碘參與的C-N鍵(圖1)、C-C鍵、C-O鍵形成及C=C、C≡C不飽和鍵的活化轉化、芳環的氧化脫芳構化、選擇性氧化反應等[1-3]。

圖1 高價碘參與的氧化胺化反應

碘單質作為一種反應物或催化劑，由于其自身的電子性質和結構，導致能夠與C=C雙鍵、C≡C叁鍵、C=O羰基等不飽和鍵相互作用，引起不飽和鍵的電子性質改變，起到活化作用，有利于其官能化轉化。

1.2 碘單質參與的有機過程

利用碘的活化和參與作用，可以選擇性制備異喹啉、吲哚等骨架結構的芳香雜環化合物，如圖2所示[4-5]。

圖2 碘參與雜環化合物的合成

2 碘催化的有機過程

2.1 碘催化C=C、C≡C不飽和鍵活化轉化

單質碘催化劑，可用于催化烯烴的加成胺化、Iso-Nazarov環化、烯炔加成等反應過程，如圖3所示[6-8]。

圖3 碘催化不飽和鍵的活化轉化

2.2 碘催化C-H鍵轉化

圖4 碘催化C-H鍵胺化和偶氮化反應

在單質碘催化作用下，可實現sp3 C-H鍵的分子內胺化、吲哚3-H與肼的偶氮化反應過程，用于制備五元含氮雜環化合物或其官能化，如圖4所示[9-10]。

3 碘催化體系研究展望

近二十年，高價碘參與的有機轉化過程研究取得了蓬勃的發展，成為眾多化學家研究的焦點。碘催化化學，尤其是關于單質碘催化化學的研究，尚未形成系統性的理論體系，需開展更多創新性的研究工作，助力這一領域的發展。