手机扫码访问本站
微信咨询
【背景及概述】[1][2][3]
碳碳和碳杂键的形成反应在有机合成中是很重要的一类反应。对于构建碳碳和碳杂键的方法，其中比较常用的是通过功能化的底物在过渡金属的催化下进行偶联反应， 比如Heck，Suzuki，Negishi 等偶联反应。这些反应中，底物要预先进行功能基化反应，原子利用率低下，随着“绿色化学”和“原子经济性”概念的提出，直接对非功能基化的底物通过碳氢氧化的形式来构建碳碳和碳杂键的偶联反应引起了化学工作者极大的兴趣并取得了巨大的成果。在这些碳氢氧化反应中， 一般是以一些贵重的过渡金属为催化剂，比如钯，主要是对sp2-碳氢键进行活化，利用钯和底物在反应过程中形成五元或者六元钯环结构。以廉价的铜盐或者铁盐为催化剂，在氧化剂如过氧化叔丁醇、过氧化叔丁醚，苯醌类化合物等存在下，研究了一系列与氮、氧等杂原子相连的sp3 碳氢键的氧化偶联反应，这类化合物在碳氢氧化反应中研究比较多，主要的原因是一些含有生物活性的化合物多数含有杂原子，另外可能是这些杂原子不仅可以活化相连的sp3 C-H 键， 而且还可以稳定形成的中间体2，3-二氯-5，6-二氰苯醌（DDQ）是很好的脱氢氧化剂，过去在二氢苯衍生物的芳香化、甾酮的α，β-位脱氢等反应中的研究比较多。
2，3-二氯-5，6-二氰基苯醌(DDQ) 是一种强氧化试剂，广泛应用于化合物的脱氢，尤其对甾体化合物，具有很好的选择性，是目前甾体工业中不可缺少的氧化试剂。随着研究的深入，逐渐发现DDQ 在许多有机反应中显示了很好的应用前景。例如，醇的选择性氧化、芳环苄基位氧化、碳碳键形成、碳杂键形成、环合反应以及保护和脱保护等。
【理化性质】[1]
DDQ 是一种亮黄色固体，熔点213～215℃，易溶于乙酸乙酯和四氢呋喃，在二氯甲烷、苯、二氧六环和乙酸中有适中的溶解度。它不溶于水，但在水存在下分解释放出氢氰酸，因此需在干燥状态下保存。
【应用】[1]
DDQ 在有机反应中的应用越来越广泛，应用的领域也越来越多。新应用领域的开发，尤其是氧化偶联环合反应是DDQ 在有机反应应用研究中的主要发展趋势。
1. 碳-碳键脱氢形成双键
DDQ 主要用于芳香化合物、杂环化合物、甾族化合物、醇和酚等脱氢成双键，其机理是被脱氢物的一个负氢离子转移到DDQ 上，然后质子迅速转移到氢醌负离子上，得到脱氢产物和氢醌。该反应能进行，取决于被脱氢物转移掉一个负氢离子后所形成的碳正离子过渡态的稳定性，对含烯烃或芳烃的应物此反应容易进行。在褪黑素萘衍生物的合成中，用DDQ 在二氯甲烷中室温反应，以90 %的产率得到中间体：
在Bauerine C 的全合成的最后一步，用DDQ 脱氢高产率地得到目标产物：
在甲苯中，室温用DDQ 脱氢合成了吡咯并［3，4-b］吲哚：
DDQ 也是一个很好的芳构化试剂。对于具有季碳原子的碳环化合物，用DDQ 脱氢芳构化时，可使取代基发生移位，而不失去碳原子。在合spinochalcone B 中，用DDQ 在二氧六环中回流芳构化环己酮得到spinochalcone B 中间体：
2.苄基位和烯丙位的氧化
一般饱和醇对DDQ 是相对稳定的，但处于苄基位和烯丙位的羟基可以被DDQ 氧化；还有些位阻大的仲醇在回流、延长反应时间和共氧化剂的存在下也可以被氧化成酮，该过程可能是立体张力的释放。处于苄基和烯丙基位的其他基团也可以被DDQ 氧化。用DDQ /PbO2体系把富电子的二苯甲醇氧化为二苯甲酮：
DDQ 在一定条件下能把苄基的C-H 氧化成羰基。这可能是通过把苄基位先脱氢形成碳正离子，然后羟基或乙酰氧基负离子进攻碳正离子，再进一步氧化而得到羰基化合物的历程来完成的。以四氢呋喃/水(9∶1) 为溶剂，在0℃用DDQ 氧化苄基亚甲基成羰基：
3.氧化偶联环合
当苯酚或烯醇化的酮不能经历α，β-脱氢时，DDQ 就催化其发生环Sinaiticin 时，用DDQ 在干燥的二氧六环中形成吡喃酮环得到其中间体：
异噁唑是重要的杂环化合物，常见的一种合成方法是用碘/碘化钾、NBS 等氧化α，β-不饱和肟。在温和的条件下，用DDQ 氧化α，β-不饱和肟的查耳酮得到3，5-二取代的异噁唑，为制备3，5-二取代的异噁唑提供了简便的方法：
4.保护和脱保护
DDQ 还是一个强有力的选择性好的保护和脱保护催化剂。DDQ 在二氯甲烷体系中可温和、高效地保护糖羟基而催化2，3-二甲氧基丙烷(DMP) 生成异丙叉基缩醛：
5.DDQ 参与的其他反应
DDQ 能取代一些路易斯酸在温和的条件下形成C-N 键，为那些对酸敏感的化合物提供了一个可供选择的催化剂。在乙腈中，室温下用DDQ 催化醛和N，N’-二苯基乙二胺生成2-取代的1，3-二苯基咪唑烷类化合物：
亚胺盐具有高的反应活性，因此化学家们致力于寻找简便的合成方法。用DDQ氧化氨基烯酮硅缩醛可以容易地制备亚胺盐，然后亲核试剂加成到亚胺部分，高产率地得到氨基酯：
【主要参考资料】
[1] 申利群, 雷福厚, 黄素玉. 2, 3-二氯-5, 6-二氰基苯醌在有机反应中的应用进展[J]. 化学通报, 2011, 74(6): 497-507.
[2] 由业诚, 余加佑. DDQ 在 β—咔啉生物碱合成中的应用[J]. 合成化学, 2000, 8(1): 83-86.
[3] 袁堃, 叶欣艺, 程冬萍, 等. DDQ 在双分子氧化偶联反应中的应用[J]. 浙江化工, 2014, 45(8): 21-28.