75-47-8 / 碘仿反應(yīng)的新用途

1870年，A. Lieben在研究堿性條件下單質(zhì)碘與多種羰基化合物的反應(yīng)過程中，發(fā)現(xiàn)甲基酮類化合物在碘的堿性水溶液中會轉(zhuǎn)化為少一個甲基的羧酸鹽，同時生成黃色的碘仿沉淀。反應(yīng)的關(guān)鍵是體系中的氫氧根離子作為親核試劑與三碘甲基酮羰基發(fā)生加成-消除反應(yīng)，如下圖所示。

一百多年來，碘仿反應(yīng)作為甲基酮類化合物的特征反應(yīng)，其用途幾乎僅限于制備一些難合成的羧酸化合物，以及鑒別甲基酮或能被碘氧化成甲基酮的化合物。直到2009年，華中師范大學(xué)吳安心教授帶領(lǐng)的研究團隊在碘仿反應(yīng)的研究與應(yīng)用方面取得了重要的進展。^[1]他們發(fā)現(xiàn)，不用堿，而用25%的氨水也能促進甲基酮類化合物發(fā)生碘仿反應(yīng)，并且反應(yīng)生成了新的產(chǎn)物伯酰胺，而非經(jīng)典的羧酸，如下圖所示。值得注意的是，該反應(yīng)需要在水中才能進行，在其它一些常見的有機溶劑中很難發(fā)生，而且，用硫酸銨、碳酸銨、氯化銨、醋酸銨等常見無機或有機銨鹽代替氨水，反應(yīng)也不發(fā)生。

上述反應(yīng)可將各種取代的芳基、烯基以及乙炔基甲基酮類化合物轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的伯酰胺。對于雜芳基酮類化合物，呋喃和噻吩環(huán)幾乎對反應(yīng)沒有影響，但4-乙?；拎ぴ诜磻?yīng)體系中沒有轉(zhuǎn)化為預(yù)期的酰胺產(chǎn)物，可能是因為吡啶與碘發(fā)生了其它的副反應(yīng)。

由于在反應(yīng)過程中反應(yīng)體系發(fā)生了明顯的顏色變化，并且有黃色碘仿沉淀出現(xiàn)（如上圖所示）。因此，作者提出，氨水本身具有的堿性促使甲基酮發(fā)生三次α-碘代反應(yīng)，得到三碘甲基酮中間體a。由于氨水溶液中氨分子的親核性比水強，三碘甲基酮難以通過水解反應(yīng)轉(zhuǎn)化為羧酸鹽，而是在氨分子的進攻下發(fā)生加成-消除反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為酰胺和碘仿，如下圖所示。

由于α-甲基醇可被碘氧化為甲基酮類化合物（如下圖所示），因此，α-甲基醇也可在碘和氨水的作用下發(fā)生碘仿反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為伯酰胺。

吳安心等人的上述發(fā)現(xiàn)，極大地拓展了碘仿反應(yīng)的應(yīng)用范圍，為伯酰胺類化合物的合成提供了一條新途徑。對于基礎(chǔ)有機化學(xué)而言，該反應(yīng)的重要意義在于實現(xiàn)了甲基酮到伯酰胺的轉(zhuǎn)化，使醛酮與羧酸衍生物之間的聯(lián)系更加緊密。

注意：氨可能與碘在水中反應(yīng)形成NI₃，容易爆炸，因此該反應(yīng)具有危險性，操作需要小心。

參考文獻

[1]Liping Cao, JiaoyangDing, Meng Gao, Zihua Wang, Juan Li, AnxinWu. Noveland Direct Transformation of Methyl Ketones or Carbinols to Primary Amides byEmploying Aqueous Ammonia.Organic Letters2009,11(17), 3810-3813.