专利摘要

本申请公开了一种2‑碘酰基苯甲酸溶液及其制备方法和应用。本申请的2‑碘酰基苯甲酸溶液，其中含有溶质、溶剂和助溶剂，溶质为2‑碘酰基苯甲酸，溶剂为乙腈，助溶剂为三氟化硼乙醚。本申请的2‑碘酰基苯甲酸溶液，在三氟化硼乙醚作为助溶剂的情况下，可以使2‑碘酰基苯甲酸溶于常用的有机溶剂乙腈；作为氧化剂使用时，可以在室温下将醇高效的氧化为醛或酮，显著地提高了2‑碘酰基苯甲酸的氧化活性，节省了反应时间，提高了生产效率；而且降低了实验后处理的难度，为2‑碘酰基苯甲酸的推广应用奠定了基础。

权利要求

1.一种2-碘酰基苯甲酸溶液，其特征在于：所述溶液中含有溶质、溶剂和助溶剂，所述溶质为2-碘酰基苯甲酸，所述溶剂为乙腈，所述助溶剂为三氟化硼乙醚。

2.根据权利要求1所述的2-碘酰基苯甲酸溶液，其特征在于：所述助溶剂的用量大于或等于1当量的所述溶质。

3.根据权利要求1或2所述的2-碘酰基苯甲酸溶液在醇氧化中的应用。

4.根据权利要求1或2所述的2-碘酰基苯甲酸溶液在氧化剂中的应用。

5.根据权利要求1或2所述的2-碘酰基苯甲酸溶液的制备方法，其特征在于：包括将溶质2-碘酰基苯甲酸和助溶剂加入溶剂乙腈中，在室温下采用超声波混合，使2-碘酰基苯甲酸溶于乙腈，制成所述2-碘酰基苯甲酸溶液；所述助溶剂为三氟化硼乙醚。

6.一种用于2-碘酰基苯甲酸的混合溶剂，其特征在于：所述混合溶剂包括主溶剂乙腈和助溶剂，所述助溶剂为三氟化硼乙醚。

7.一种化学修饰的2-碘酰基苯甲酸，其特征在于：所述化学修饰的2-碘酰基苯甲酸为三氟化硼和2-碘酰基苯甲酸组成的配位化合物，其中，三氟化硼分子与2-碘酰基苯甲酸分子中的羰基的氧原子形成配位键，组成所述配位化合物。

8.乙腈和三氟化硼乙醚作为2-碘酰基苯甲酸溶剂的应用。

说明书

技术领域

本申请涉及高价碘化学试剂领域，特别是涉及一种2-碘酰基苯甲酸溶液及其制备方法和应用。

背景技术

2-碘酰基苯甲酸是典型的高价碘试剂，在有机合成中用作氧化剂，可以将醇氧化为醛或酮，简称为IBX。IBX由Hartman和Mayer发现于1893年，C.Hartmann,V.Meyer,Eur.J.Inorg.Chem.1893,26,1727-1732.。由于晶格中分子间强烈的相互作用，当时人们发现IBX几乎不溶于任何常用有机溶剂。1994年，Frigerio和Santagostino发现IBX可以溶解于溶剂二甲基亚砜(缩写DMSO)，并发现IBX可以将醇氧化为醛或酮，M.Frigerio,M.Santagostino,Tetrahedron 1994,35,8019-8022.。因为IBX反应条件温和，能将醇的氧化停留在醛的阶段，并且官能团兼容性高，不会对其它官能团造成影响，所以IBX广泛应用于有机合成中。

反应式一

如反应式一所示，在DMSO溶剂中，IBX能和醇1反应，生成醇1对应的醛或酮2。由于IBX晶格中分子间强烈的相互作用，除DMSO外，目前为止未发现IBX能在常温下溶解于其它的有机溶剂。IBX氧化醇的反应在其它溶剂中往往需要加热回流，而IBX在高温下有爆炸的危险，大大限制了其应用。另一方面，DMSO溶剂沸点很高，难以用常用的旋转蒸发操作除去，给实验后处理造成了很大的麻烦，不仅费时，还会使用大量的溶剂萃取，浪费资源。而且，IBX在DMSO中的反应活性不是很高，如果能提高IBX反应活性，对节省反应时间，提高效率会有很大帮助。

发明内容

本申请的目的是提供一种新的2-碘酰基苯甲酸溶液及其制备方法和应用。

本申请采用了以下技术方案：

本申请的一方面公开了一种2-碘酰基苯甲酸溶液，该溶液中含有溶质、溶剂和助溶剂，其中，溶质为2-碘酰基苯甲酸，溶剂为乙腈，助溶剂为三氟化硼乙醚。

需要说明的是，本申请的关键在于，通过添加三氟化硼乙醚，使得IBX可以溶于乙腈，从而得到本申请的2-碘酰基苯甲酸溶液。相比于2-碘酰基苯甲酸的DMSO溶液而言，本申请的2-碘酰基苯甲酸溶液，作为醇氧化剂使用时，其活性更高；本申请的一种实现方式中，在相同浓度、相同用量和相同条件下，本申请的2-碘酰基苯甲酸溶液在4分钟内将苯甲醇氧化为苯甲醛的产率就达到88％，而2-碘酰基苯甲酸的DMSO溶液两小时左右将苯甲醇氧化为苯甲醛的产率仅约为70％。另外，本申请的2-碘酰基苯甲酸溶液采用乙腈作为溶剂，而乙腈是低沸点溶剂，沸点仅约82℃，因此，容易去除，降低了实验后处理难度，为IBX的推广应用奠定了基础。并且，本申请的2-碘酰基苯甲酸溶液制备简单，由于助溶剂三氟化硼乙醚的添加，使得IBX可以在常温下溶于低沸点的常用有机溶剂乙腈，制备工艺简单易操作。

需要补充说明的是，有机反应之后，通常采用旋转蒸发除溶剂得粗产物，然后进行硅胶柱层析分离，再旋转蒸发得到目标产物。而采用本申请的2-碘酰基苯甲酸溶液作为氧化剂，反应后可以直接进行硅胶柱层析分离，旋转蒸发除溶剂，得到目标产物。其中，助溶剂三氟化硼乙醚的三氟化硼分子被吸附在硅胶上，乙醚分子旋转蒸发除去。由于乙腈沸点低，乙醚易挥发，因此，大大降低了实验后处理难度。

优选的，助溶剂的用量大于或等于1当量的溶质。

需要说明的是，助溶剂的用量大于或等于1当量的溶质是指，助溶剂的物质的量是溶质的至少一倍。正常情况下，在没有助溶剂加入时，IBX是不溶于乙腈的，而添加助溶剂，实现了IBX在常温下溶于乙腈，使得IBX具有更广泛的应用。可以理解，助溶剂的添加量直接影响IBX溶于乙腈的量，最终，影响2-碘酰基苯甲酸溶液中2-碘酰基苯甲酸的浓度；对于等量的乙腈而言，助溶剂添加量越高，2-碘酰基苯甲酸在溶液中的溶解度越高。

本申请的另一面公开了本申请的2-碘酰基苯甲酸溶液在醇氧化中的应用。

本申请的另一面公开了本申请的2-碘酰基苯甲酸溶液在氧化剂中的应用。

需要说明的是，本申请的关键在于通过添加助溶剂，使得IBX可以溶于乙腈，解决了DMSO作为溶剂时，实验后处理难度大、费时、费资源等问题。可以理解，在利用2-碘酰基苯甲酸的DMSO溶液对醇进行氧化后，提取其产物时，要么将DMSO蒸发，要么用萃取剂萃取产物；前者因为DMSO沸点较高约189℃，难以旋转蒸发，且高温下IBX有爆炸危险，因此难以实现；后者不仅费时，而且萃取需要耗费大量溶剂。而本申请的2-碘酰基苯甲酸溶液，以乙腈作为溶剂，乙腈的沸点很低，可以很方便的采用旋转蒸发的方式将溶剂去除，因此降低了实验后处理的难度。因此，2-碘酰基苯甲酸或2-碘酰基苯甲酸的DMSO溶液所能应用的领域都可以采用本申请的2-碘酰基苯甲酸溶液，包括但不仅限于醇氧化。本申请的2-碘酰基苯甲酸溶液，优选的对醇特别是各种芳香醇，以及苯环连接取代类醇具有较高效的氧化效果。

本申请的再一面还公开了本申请的2-碘酰基苯甲酸溶液的制备方法，包括将溶质2-碘酰基苯甲酸和助溶剂加入溶剂乙腈中，在室温下采用超声波混合，使2-碘酰基苯甲酸溶于乙腈，制成2-碘酰基苯甲酸溶液；其中，助溶剂为三氟化硼乙醚。

需要说明的是，本申请的关键在于，通过添加助溶剂使2-碘酰基苯甲酸能够在室温下溶于乙腈，其中，室温是指25的左右的常温，即不需要额外加热的正常室温。超声波混合的时间，以2-碘酰基苯甲酸完全溶解为准，通常在5-20分钟，助溶剂的当量越高，溶解的时间越短。

本申请的再一面还公开了一种用于2-碘酰基苯甲酸的混合溶剂，该混合溶剂包括主溶剂乙腈和助溶剂，其中，助溶剂为三氟化硼乙醚。

需要说明的是，本申请的关键在于通过助溶剂使2-碘酰基苯甲酸可以溶于低沸点的常用有机溶剂乙腈，降低了2-碘酰基苯甲酸氧化剂的实验后处理难度，即相比于DMSO，乙腈更容易去除，因此，使得2-碘酰基苯甲酸可以更广泛的应用于各领域。可以理解，因为2-碘酰基苯甲酸几乎不溶于除DMSO以外的任何有机溶剂，这大大限制了其应用，而本申请的混合溶剂，由于添加有助溶剂，使2-碘酰基苯甲酸可以溶于乙腈，不仅降低了实验后处理难度，而且还提高了2-碘酰基苯甲酸的活性，因此，相比于DMSO，本申请的混合溶剂是一种更适合于2-碘酰基苯甲酸的溶剂。

可以理解，对于等量的乙腈而言，助溶剂的量越高，混合溶剂能够溶解的2-碘酰基苯甲酸量越多，因此，本申请的混合溶剂中不具体限定助溶剂的量；一般来说，助溶剂的量大于被溶解的2-碘酰基苯甲酸的物质的量即可。

本申请的再一面还公开了一种化学修饰的2-碘酰基苯甲酸，该化学修饰的2-碘酰基苯甲酸为三氟化硼和2-碘酰基苯甲酸组成的配位化合物，其中，三氟化硼分子与2-碘酰基苯甲酸分子中的羰基的氧原子形成配位键，组成配位化合物。

需要说明的是，本申请研究发现，三氟化硼乙醚能够使2-碘酰基苯甲酸溶于乙腈，其关键在于，三氟化硼分子和IBX的羰基氧原子形成配位键，破坏了IBX晶格中分子间的I-O键，从而使得IBX可以溶于乙腈。也就是说，通过三氟化硼配位修饰的2-碘酰基苯甲酸，不仅可以溶于DMSO，而且还可以溶于常用的有机溶剂乙腈，因此，比没有化学修饰的2-碘酰基苯甲酸具有更广泛的用途。由于三氟化硼分子吸电子能力强，减小了氧化中心碘原子的电子密度，提高了IBX的氧化性，因此，三氟化硼配位修饰不仅不会减弱IBX的活性，反而能够提高其氧化性。本申请的一种实现方式中，将化学修饰的2-碘酰基苯甲酸溶于乙腈，作为氧化剂，其对苯甲醇的氧化产率4分钟内就达到88％，而没有修饰的2-碘酰基苯甲酸的DMSO溶液两小时的产率仅约为70％。

需要补充说明的是，根据三氟化硼乙醚增加IBX氧化性的原理，在IBX的DMSO溶液中添加三氟化硼乙醚，同样可以增强氧化性；但是，本申请研究发现，由于DMSO中的S原子配位能力很强，导致三氟化硼优先和DMSO配位，只有当三氟化硼乙醚很大量时，才能有部分三氟化硼分子和IBX配位，增强IBX氧化性，试验显示，在IBX的DMSO溶液中，需要添加160当量的三氟化硼乙醚，反应速率大约提高5倍，效果远不如添加三氟化硼乙醚的IBX乙腈溶液。并且，三氟化硼乙醚作为助溶剂，其添加量过大，对于有机合成来说意义不大。

本申请的再一面还公开了乙腈和三氟化硼乙醚作为2-碘酰基苯甲酸溶剂的应用。

本申请的有益效果在于：

本申请的2-碘酰基苯甲酸溶液，在三氟化硼乙醚作为助溶剂的情况下，以乙腈为溶剂，可以在室温下将醇高效的氧化为醛或酮。该2-碘酰基苯甲酸溶液作为氧化剂使用时，显著地提高了2-碘酰基苯甲酸的氧化活性，节省了反应时间，提高了生产效率；而且降低了实验后处理的难度，为2-碘酰基苯甲酸的推广应用奠定了基础。

附图说明

图1是本申请实施例中苯甲醇氧化为苯甲醛的产率图，其中，▲曲线为本申请的2-碘酰基苯甲酸溶液作为氧化剂对苯甲醇的氧化产率随时间变化曲线，●曲线为2-碘酰基苯甲酸的DMSO溶液作为氧化剂对苯甲醇的氧化曲线，■曲线为2-碘酰基苯甲酸在不添加三氟化硼乙醚时直接溶于乙腈时获得的溶液作为氧化剂对苯甲醇的氧化曲线。

具体实施方式

2-碘酰基苯甲酸在有机合成中被用作氧化剂，但是，2-碘酰基苯甲酸除了溶于DMSO以外，几乎不溶于任何常用有机溶剂。而2-碘酰基苯甲酸的DMSO溶液在作为氧化剂使用时，存在实验后处理难度高，工艺复杂等问题。因此，如果2-碘酰基苯甲酸能够溶于常用的有机溶剂，则会很大程度上利于2-碘酰基苯甲酸作为氧化剂的推广应用。

本申请经过大量试验和研究发现，2-碘酰基苯甲酸在添加助溶剂的情况下，能够溶于乙腈。而乙腈是常用的低沸点溶剂，这大大降低了实验后处理去除溶剂的难度。不仅如此，2-碘酰基苯甲酸和助溶剂溶于乙腈还得到了更高的氧化活性，能够大大缩短反应时间，提高生产效率。本申请的一种实现方式中，采用三氟化硼乙醚作为助溶剂，将2-碘酰基苯甲酸溶于乙腈，得到2-碘酰基苯甲酸溶液，采用该溶液对苯甲醇氧化为苯甲醛，在4分钟内的产率就高达88％；而相应的直接将2-碘酰基苯甲酸溶于DMSO的溶液，两小时的产率才仅约70％。可见，本申请的2-碘酰基苯甲酸溶液氧化活性大大提高，缩短了反应时间，提高了生产效率。

本申请中一些专业名词的解释如下：

2-碘酰基苯甲酸：典型的高价碘试剂，在有机合成中用作氧化剂，可以将醇氧化为醛或酮，简称为IBX；本申请实施例中采用的试剂CAS号为61717-82-6的2-碘酰基苯甲酸进行试验。

氧化剂：在氧化还原反应中，获得电子的物质称作氧化剂，与此对应，失去电子的物质称作还原剂。氧化剂具有氧化性，得到电子化合价降低，发生还原反应，得到还原产物。

二甲基亚砜：一种含硫有机化合物，分子式为(CH₃)₂SO，常温下为无色无臭的透明液体，是一种吸湿性的可燃液体，简称DMSO。具有高极性、高沸点、热稳定性好、非质子、与水混溶的特性，沸点189摄氏度，能溶于乙醇、丙醇、苯和氯仿等大多数有机物，常用作有机反应溶剂。

乙腈：别名甲基氰、氰甲烷，分子式CH₃CN；为无色液体，沸点82度，能溶于水和醇，常用作有机溶剂。

下面通过具体实施例对本申请作进一步详细说明。以下实施例仅对本申请进行进一步说明，不应理解为对本申请的限制。

实施例

本例首先在核磁管中采用少量的氧化剂进行核磁实验，比较不同氧化剂将苯甲醇氧化为苯甲醛的速率；反应产物不分离，直接由核磁谱图计算产率。在确定三氟化硼乙醚的效果后，再进行实验室常用的中小量的放大实验，放大实验完成之后分离、提纯、称重，核磁谱图确认产物正确后，根据称重计算产率。

其中，本例所采用的不同氧化剂是指：(1)本例的添加有三氟化硼乙醚并溶于乙腈的IBX溶液；(2)作为对比的，直接将IBX溶于DMSO，获得的IBX的DMSO溶液；(3)作为对比的，没有添加三氟化硼乙醚，直接将IBX溶于乙腈，获得的IBX对比溶液。详细试验过程如下：

一、核磁实验

本例进行核磁实验的各氧化剂及其制备方法如下：

IBX溶液：向IBX中加入三氟化硼乙醚，然后加入适量乙腈溶剂，超声约10分钟后，获得本例的IBX溶液。核磁实验时，具体的在核磁管中加入1.4mg的IBX、2.8mg的三氟化硼乙醚和0.5mL的乙腈，与0.54mg的苯甲醇进行反应。

IBX的DMSO溶液：在核磁管中加入1.4mg的IBX、0.5mL的DMSO，与0.54mg的苯甲醇进行反应。

IBX对比溶液：在核磁管中加入1.4mg的IBX、0.5mL的乙腈，与0.54mg的苯甲醇进行反应。

核磁实验得到的产率图结果如图1所示，其中，▲曲线为本例的IBX溶液氧化产物的产率随时间变化曲线，●曲线为作为对比的IBX的DMSO溶液氧化产物的产率随时间变化曲线，■曲线为作为对比的IBX对比溶液氧化产物的产率随时间变化曲线。

图1的结果显示，IBX溶液在4min时，苯甲醛的产率已经达到88％，如图1中▲曲线所示，在反应45min时产率最高达到95％，随后达到反应平衡，苯甲醛产率维持在约95％；IBX的DMSO溶液在反应102min，苯甲醛产率仅约66％，如图1中●曲线所示；而IBX对比溶液，因为IBX不溶液乙腈，所以苯甲醛两小时的产率仅约为15％，如图1中■曲线所示。可见三氟化硼乙醚不仅能使IBX溶于乙腈，而且还能提高IBX的氧化活性，大大加快IBX氧化苯甲醇的反应速率。

二、放大试验

本例对IBX溶液进行了放大试验，具体如下：

IBX溶液：称取IBX 134.4mg、三氟化硼乙醚170.3mg，将两者加入2.0mL乙腈中，超声约10分钟后，肉眼观察IBX完全溶于乙腈，即获得本例的IBX溶液。

取43.3mg苯甲醇与2mL氧化剂溶液混合，在5mL烧瓶中室温无搅拌条件下进行氧化反应。氧化反应的反应式如下：

反应完成之后采用硅胶柱层析分离，然后旋转蒸发除去溶剂获得苯甲醛产物。采用500MHz ¹H NMR核磁氢谱鉴定苯甲醛产物。并采用天平测量苯甲醛的产量，苯甲醛的产率按照公式：[(108×m)÷(106×43.3)]×100％计算，其中m为称取的苯甲醛产物的重量，单位为mg。

采用¹H NMR核磁氢谱鉴定的结果显示，其氧化产物为苯甲醛。采用天平测量苯甲醛的产量，并通过产率公式计算IBX溶液的氧化产物，结果显示，三分钟反应结束后分离、称重得到苯甲醛40.3mg，产率高达95％。

以上结果显示IBX溶液的氧化性在扩大量之后与核磁测试实时监测的动力学曲线基本相符。可见三氟化硼乙醚不仅能使IBX溶于乙腈，而且还能提高IBX的氧化活性，大大加快IBX氧化苯甲醇的反应速率。

在以上试验的基础上，本例进一步对不同的醇进行了氧化试验，结果显示，除了苯甲醇可以被氧化以外，1-苯乙醇、对硝基苯甲醇和肉桂醇都可以被本例的IBX溶液快速氧化。其中，苯甲醇和1-苯乙醇都是芳香醇的代表，苯甲醇是伯醇的代表，1-苯乙醇是仲醇的代表；对硝基苯甲醇是苯环连接取代基的代表；因此，可以确认本例的IBX溶液能够对芳香醇、苯环连接取代类醇进行快速氧化。

此外，本例进一步对，三氟化硼乙醚使IBX溶于乙腈，并提高其氧化活性的原理进行了深入研究和分析，结果发现，三氟化硼乙醚的加入，使三氟化硼分子与IBX的羰基氧原子形成配位键，破坏了IBX晶格中分子间的I-O键，从而使得IBX可以溶于乙腈。并且，三氟化硼分子本身吸电子能力强，减小了氧化中心碘原子的电子密度，因此，提高了IBX的氧化性，降低了决速步还原消除的能垒，从而提高反应速率。

根据以上原理推测，其它缺电子的路易斯酸试剂或者具有配位性能的缺电子的试剂也能够使IBX溶于乙腈，并提高IBX的氧化性，在此不一一列举。

以上内容是结合具体的实施方式对本申请所作的进一步详细说明，不能认定本申请的具体实施只局限于这些说明。对于本申请所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本申请的保护范围。

一种2-碘酰基苯甲酸溶液及其制备方法和应用专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。