Производные йода могут конкурировать с металлоорганикой

Многие из химиков хотели бы использовать такие синтетические протоколы, которые не требуют использования высокотоксичных тяжелых металлов. Возможная перспектива в модернизации органического синтеза связывается с применением производных гипервалентного йода.

Японские ученые разработали «чистый», обходящийся без металлов, метод окислительного формирования связи углерод-азот. Обычно эта реакция требует применения токсичных металлов, таких как свинец, таллий или ртуть. Ясуюки Кита (Yasuyuki Kita) и его коллеги из Университета Осака нашли способ заменить эти металлы менее опасными реагентами на основе соединений гипервалентного йода. Кита отмечает, что реакция протекает в достаточно мягких условиях, что в дальнейшем позволит использовать ее для получения соединений важных для фармацевтики и агрохимии.

Гипервалентные производные йода, внешняя электронная оболочка которых имеет больше, чем восемь электронов, как правило, электронодефицитны. При этом положительный заряд в таких соединениях обычно локализован на атоме йода. При внесении таких йодпроизводных в раствор, содержащих азотсодержащие соединения, йод пополняет свою электронную плотность за счет отрыва электронов с азота. Потеря электронов вынуждает азот реагировать с соседним атомом углерода и образовывать связь углерод-азот.

Кита также обнаружил, что если в реакционную смесь внести соокислитель, процесс может протекать в присутствие лишь каталитических количеств йодсодержащего реагента. Каталитический цикл замыкается таким образом, что производное йода, пополнившее дефицит электронов, вновь переводится в активную форму под действием окислителя. Пока в качестве окислителя тестировалась лишь мета-хлорпероксибензойная кислота, но Кита планирует попробовать другие способы регенерации активного йода.

Кита отмечает, что правильный подбор соокислителя весьма существенен для более практического и гибкого дизайна каталитических процессов. В планах японского ученого для его синтетической стратегии использовать такие эффективные и экологически безопасные окислители, как молекулярный кислород и перекись водорода.

Источник: Chem. Commun., 2007, web published.