在有機合成領域，無金屬 C-H 官能化是近年來有機合成領域追求高效、綠色轉化的重要方向。傳統方法依賴過渡金屬催化，成本高、殘留風險大、官能團兼容性差；而高價碘試劑憑借獨特的氧化還原特性，成為無金屬合成的核心工具。今天，我們聚焦一款DMIX型高價碘試劑——以3,5-二甲基-4-異惡唑基（DMIX）為惰性配體，完美破解傳統試劑痛點，為復雜分子后期修飾開辟全新路徑?。▓D1）

圖1 DMIX 型高價碘試劑介導的C-H 官能化反應

01

研發(fā)背景：

傳統高價碘試劑的“卡脖子”難題

C-H 鍵是有機分子最基礎的化學鍵，直接實現C-H鍵選擇性官能化，是提升合成效率、減少步驟的關鍵。傳統高價碘試劑（如Koser試劑）雖能實現部分無金屬偶聯，但存在三大致命短板：惰性配體難控制、遇酸易分解，穩(wěn)定性差、依賴預官能化

同時，過渡金屬催化的C-H官能化，不僅需要昂貴鈀、銅催化劑，還易導致金屬殘留，嚴重限制醫(yī)藥中間體、高端材料的應用。上海有機所趙延川研究員開發(fā)了DMIX高價碘試劑，以全新惰性配體設計，打破傳統壁壘，推動無金屬 C-H 官能化技術實現質的飛躍?。▓D2）

1. (3,5-二甲基異噁唑-4-基)-L3-二乙酸碘烷二酯 | (3,5-Dimethylisoxazol-4-yl)-l3-ioda | 2776240-78-7 - 樂研試劑

2. (4-甲基苯基)磺?；鵌-(3,5-二甲基-4-異噁唑基)-I-羥基次 | (4-Methylphenyl)sulfonyl I-(3,5-dim | 2776240-77-6 - 樂研試劑

02

四大硬核賣點：

迭代傳統，全能制勝

A

DMIX 惰性配體，選擇性100% 拉滿

DMIX 配體是核心王牌 ——無裸露芳香碳，完全不參與自縮合副反應。在無金屬偶聯中，DMIX 絕不發(fā)生芳基轉移，確保目標芳基100%選擇性與親核試劑反應，徹底解決傳統試劑配體競爭難題，產物純度大幅提升！

B

耐酸超穩(wěn)定，儲存使用雙無憂

區(qū)別于傳統試劑遇酸分解的短板，DMIX 高價碘試劑（3b）耐強酸、熱穩(wěn)定性極強：室溫穩(wěn)定，冰箱可長期保存 3 個月以上不分解；在三氟甲磺酸等強酸性條件下仍保持高活性，徹底告別 “現做現用” 的麻煩！

C

富/缺電子芳烴，都兼容

傳統試劑僅能反應富電子芳烴，而 DMIX 試劑廣譜兼容所有芳烴：? 富電子：烷基苯、烷氧基苯、噻吩、吡唑；? 中性：苯、聯苯；? 缺電子：鹵代苯、三氟甲基苯、氰基苯、酯基苯。甚至連傳統試劑難以觸及的二氯苯、雙三氟甲基苯，都能高效轉化，底物范圍史無前例?。▓D3）

圖3 底物范圍

D

無金屬綠色合成，零殘留 + 易放大

全程無需過渡金屬催化，避免金屬殘留、成本高昂、后處理繁瑣等問題；反應條件溫和（室溫至 130℃），兼容溴、氰基、酯基、雜環(huán)等敏感官能團。試劑合成簡單，可克級、十克級規(guī)模化生產，白色固體易分離純化、儲存運輸便捷，新手也能快速上手！

03

多元應用：

藥物/材料合成全覆蓋

A

芳烴C-H直接碘化，萬能砌塊一步構建

DMIX 試劑可實現各類芳烴位點選擇性碘化，精準鎖定對位，無同分異構體雜質，生成的碘鎓鹽是萬能合成中間體，可對接 N、O、S、C 四類親核試劑，一鍵構建復雜分子。

B

無金屬偶聯，一鍵構建C-N/C-C/C-S/C-O鍵

無需金屬催化，碘鎓鹽可直接與各類親核試劑反應：C-N鍵：苯胺、吲哚啉→芳香胺、雜環(huán)胺：C-O鍵：酚、醇、羧酸→醚、酯；C-S鍵：亞磺酸鹽、硫氰酸鹽→砜、硫氰化物；C-C鍵：丙二酸酯→季碳骨架。完美適配藥物分子后期修飾，如甲氧基補骨脂素、非諾洛芬中間體的一步衍生化?。▓D4）

圖4 DMIX 型高價碘試劑介導親核反應

C

串聯雙官能化，快速搭建分子骨架

兼容溴代芳烴：先碘化→再無金屬偶聯→最后金屬催化，一步精準引入兩種不同官能團，快速構建復雜多取代芳烴，大幅提升分子多樣性合成效率，適用于新藥研發(fā)中化合物庫快速構建！

D

重磅藥物合成，簡化路線 + 提產增效

已成功用于甲氧基補骨脂素、吉非貝齊、乙氧氟草醚等藥物中間體高效合成：相比傳統路線，步驟減少50%以上，收率提升至80%-95%，無金屬殘留，完美符合醫(yī)藥行業(yè)GMP嚴苛標準?。▓D5）

圖5 藥物合成

04

未來發(fā)展：

引領綠色合成新趨勢

目前，科研團隊正持續(xù)深挖 DMIX高價碘試劑潛力：

1. 拓展反應類型：探索自由基、環(huán)加成、不對稱合成應用，進軍手性分子高效構建領域；

2. 試劑迭代升級：開發(fā)更多惰性配體衍生物，進一步提升活性、降低反應能耗；

3. 工業(yè)化落地：完善百克級規(guī)?；に嚕苿映杀鞠陆?，適配工業(yè)生產；

4. 技術跨界融合：結合流動化學、光催化，開發(fā)高效連續(xù)化合成工藝。

可以預見，DMIX高價碘試劑將成為無金屬C-H官能化領域新選擇，推動有機合成向綠色化、高效化、低成本化轉型，在藥物研發(fā)、精細化工、功能材料等領域大放異彩，為合成化學注入全新活力！

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1. (3,5-二甲基異噁唑-4-基)-L3-二乙酸碘烷二酯 | (3,5-Dimethylisoxazol-4-yl)-l3-ioda | 2776240-78-7 - 樂研試劑

2. (4-甲基苯基)磺?；鵌-(3,5-二甲基-4-異噁唑基)-I-羥基次 | (4-Methylphenyl)sulfonyl I-(3,5-dim | 2776240-77-6 - 樂研試劑

參考文獻

Y. Chen, Y. Gu, H. Meng, Q. Shao, Z. Xu, W. Bao, Y. Gu, X.-S. Xue, Y. Zhao, Angew. Chem. Int. Ed.2022, 61, e202201240

趙延川 研究員

中國科學院上海有機化學研究所先進氟氮材料重點實驗室趙延川課題組一直致力于發(fā)展基于時空維度調控的新型有機功能分子以解決分析、分離、分散及復合組裝等領域中的難題。課題組發(fā)展了基于分子識別的色譜核磁共振分析方法，檢測中無需分離，無需標記，實時在線地得到類似于色譜峰的檢測信號，精準對應復雜體系中的各個組分。發(fā)展了新型仿生離子受體—Calix[4]trap (杯芳烴離子阱)，其具有目前文獻報道最高的K+/Na+選擇性。在包括J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed., Chem. Rev., Cell Reports Phy. Sci., JACS Au, Anal. Chem., Macromolecules等學術刊物發(fā)表論文80余篇。

趙延川課題組主頁：

http://zhaolab.renjucs.com/

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