周曉玉

(六盤水師范學(xué)院 化學(xué)與材料工程學(xué)院，貴州 六盤水 553004 )

鹵素類催化劑的研究是催化化學(xué)的分支領(lǐng)域之一。相對于多數(shù)金屬催化劑，鹵素類催化劑具有成本低、環(huán)境污染小、反應(yīng)條件溫和等優(yōu)勢。鹵素中，尤其以碘催化體系最受關(guān)注，并取得了大量研究成果。

1 碘參與的有機(jī)過程

1.1 高價(jià)碘的有機(jī)過程

近年來，由于碘單質(zhì)、芳基碘和高價(jià)碘等在有機(jī)合成中的廣泛應(yīng)用，受到持續(xù)關(guān)注。其作為一類溫和、高效的氧化劑，已經(jīng)應(yīng)用于多種官能化轉(zhuǎn)化過程，如三價(jià)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(zhuǎn)化、芳環(huán)的氧化脫芳構(gòu)化、選擇性氧化反應(yīng)等[1-3]。

圖1 高價(jià)碘參與的氧化胺化反應(yīng)

碘單質(zhì)作為一種反應(yīng)物或催化劑，由于其自身的電子性質(zhì)和結(jié)構(gòu)，導(dǎo)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(zhì)改變，起到活化作用，有利于其官能化轉(zhuǎn)化。

1.2 碘單質(zhì)參與的有機(jī)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(jié)構(gòu)的芳香雜環(huán)化合物，如圖2所示[4-5]。

圖2 碘參與雜環(huán)化合物的合成

2 碘催化的有機(jī)過程

2.1 碘催化C=C、C≡C不飽和鍵活化轉(zhuǎn)化

單質(zhì)碘催化劑，可用于催化烯烴的加成胺化、Iso-Nazarov環(huán)化、烯炔加成等反應(yīng)過程，如圖3所示[6-8]。

圖3 碘催化不飽和鍵的活化轉(zhuǎn)化

2.2 碘催化C-H鍵轉(zhuǎn)化

圖4 碘催化C-H鍵胺化和偶氮化反應(yīng)

在單質(zhì)碘催化作用下，可實(shí)現(xiàn)sp3 C-H鍵的分子內(nèi)胺化、吲哚3-H與肼的偶氮化反應(yīng)過程，用于制備五元含氮雜環(huán)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(jià)碘參與的有機(jī)轉(zhuǎn)化過程研究取得了蓬勃的發(fā)展，成為眾多化學(xué)家研究的焦點(diǎn)。碘催化化學(xué)，尤其是關(guān)于單質(zhì)碘催化化學(xué)的研究，尚未形成系統(tǒng)性的理論體系，需開展更多創(chuàng)新性的研究工作，助力這一領(lǐng)域的發(fā)展。