《Iodo-decarboxylation of Aliphatic Carboxylic Acids with PhI(OAc)2 and CHI3 under Ambient Conditions》

Org. Lett. 2025, 27, 17, 4469–4473

烷基碘化物廣泛用于C-C/C-雜原子鍵構(gòu)建（取代、消除、偶聯(lián)反應(yīng)），是陰離子、自由基、陽離子、卡賓等活性中間體的前體。其具有諸多優(yōu)勢(shì)，包括弱Csp3-I鍵、優(yōu)異離去能力、低電負(fù)性及高軟度（極化性）。現(xiàn)有的合成方法有諸多局限性，如，傳統(tǒng)碘代脫羧法（如Hunsdiecker-Borodin、Kochi、Suárez法）因烷基碘對(duì)熱/光敏感、易被氧化分解或發(fā)生副反應(yīng)（酯化/消除），難以合成三級(jí)烷基碘（尤其橋頭碘）。雖有改進(jìn)方法（如Barton酯、光催化NIS脫羧），但仍需加熱（>50°C）或強(qiáng)光照射。

本文了一種溫和實(shí)用的方法，在常規(guī)環(huán)境條件下使用（二乙酰氧基碘）苯和碘仿，通過脫羧碘代反應(yīng)合成伯、仲和叔烷基碘化物。該方法無需加熱或強(qiáng)光照射，可用于在應(yīng)變環(huán)烷烴的橋頭位點(diǎn)以及具有復(fù)雜骨架/官能團(tuán)的各種烷烴中引入碘原子。

反應(yīng)條件優(yōu)化

使用PhI(OAc)?（二乙酸碘苯）和CHI?（碘仿）在環(huán)境條件下實(shí)現(xiàn)碘代脫羧。

光源：20W熒光燈（優(yōu)于藍(lán)光LED/自然光，黑暗條件不反應(yīng)）。

碘源：CHI?（產(chǎn)率97%）> CI?（59%）> CH?I?（無效）。

溶劑：PhCF?（97%）> CH?Cl?（74%）> THF（16%）。

氣體環(huán)境：需氧氣參與自由基引發(fā)（無氧條件反應(yīng)停止）。

關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)：室溫、空氣氛圍、常規(guī)熒光燈照射，無需加熱/強(qiáng)光。

底物普適性

官能團(tuán)兼容性高，酯基（1a,1d,1e,1g,1q）、酮（1o）、酰胺（1j）、氨基甲酸酯（1i）、酰亞胺（1n）、磺酰胺（1k,1l）、硝基（1k,1p）、溴（1c）均可以順利反應(yīng)。

三級(jí)碘化物高效轉(zhuǎn)化，籠狀多環(huán)橋頭碘（如降莰烷3a，97%）、雙碘代物（二酸1b/1f→3b/3f）。

敏感結(jié)構(gòu)的化合物也可以順利轉(zhuǎn)化，環(huán)丁基開環(huán)傾向底物（1o→3o）無副反應(yīng)；長(zhǎng)鏈烷基（3m）和膽固醇衍生物（3q）無[1,5]氫遷移副反應(yīng)。

局限性：雙環(huán)[1.1.1]戊烷（3d）和芐基衍生物（3p）因高活性分離產(chǎn)率低。

機(jī)理研究

自由基途徑證據(jù)：1、自由基 捕獲劑（9,10-二氫蒽）顯著抑制反應(yīng)。2、光開關(guān)實(shí)驗(yàn)顯示黑暗期仍反應(yīng)，表明存在自由基鏈?zhǔn)竭^程。3、氧氣可以I?光解為·CHI?，引發(fā)自由基鏈（無氧條件CHI?穩(wěn)定）。

推測(cè)機(jī)理：1、 CHI?光解→·CHI? + O? → 過氧自由基I（·OOCHI?）。2、I進(jìn)攻PhI(OAc)? → 經(jīng)自由基交換釋放酰氧自由基II（RCOO·）。3、II脫羧→烷基自由基R· + CHI? → R-I + ·CHI?（鏈傳遞）。

高價(jià)碘試劑作用：自由基加速PhI(OAc)?分解（Scheme 1b），支持自由基交換機(jī)制。

本研究開發(fā)了一種使用易得的PhI(OAc)?和CHI?對(duì)伯、仲、叔烷基羧酸進(jìn)行碘代脫羧的新方法。該脫羧碘代反應(yīng)在空氣氛圍、室溫和標(biāo)準(zhǔn)頂置熒光燈下順利進(jìn)行。研究發(fā)現(xiàn)，高價(jià)碘試劑的自由基誘導(dǎo)反應(yīng)在脫羧碘代過程中起關(guān)鍵作用。該方法適用范圍廣，可制備現(xiàn)有方法難以獲得的烷基碘化物。作者實(shí)驗(yàn)室正在拓展該反應(yīng)的適用范圍，并將其應(yīng)用于復(fù)雜功能分子的合成。