结构约束环状（二酰氧基碘）芳烃：开启高价碘(III)化学的新平台

这篇突破性研究报道了2,2′-二过氧联苯酸（2,2′-DPPA）作为氧化剂构建结构约束环状（二酰氧基碘）芳烃的创新策略。该平台通过分子内次级键（secondary bonding）调控碘(III)中心的空间构型，解决了高价碘化学中反应性/选择性悖论，实现了多种碘(III)试剂的一锅法合成。研究展示了其在不对称催化（如3-氟色烷衍生物合成）、生物相容性反应（如多肽修饰）等领域的卓越性能，为有机合成和生物医学应用提供了新思路。

　　

结构约束环状（二酰氧基碘）芳烃作为高价碘(III)化学的新平台

高价碘(III)化学在过去几十年中展现出巨大的合成和催化应用潜力，但其发展受到碘(I)和碘(III)物种之间热力学偏差的限制，通常需要不稳定或环境不友好的氧化剂和复杂的电催化平台。本研究提出了一种革命性的解决方案——结构约束环状（二酰氧基碘）芳烃，这一先前未被探索的化学实体能够解决反应性/选择性与通用性之间的矛盾。

2.1 反应条件的优化

研究团队系统筛选了碘苯与双过氧化物和环状过氧化物的反应性。令人瞩目的是，2,2′-DPPA在所有测试氧化剂中表现最优，能在10分钟内以84%的收率快速生成二苯基碘鎓盐（3a）。热重分析（TGA）和差示扫描量热法（DSC）显示，2,2′-DPPA具有优异的热稳定性（T??=101.9°C），远超传统氧化剂mCPBA（T??=89°C）。这种稳定性使其在室温下作为固体时对冲击和摩擦不敏感，大大提升了操作安全性。

2.2 高价碘(III)试剂的制备与应用

通过优化条件，研究团队成功拓展了高价碘(III)试剂的合成范围。特别值得注意的是，该方法实现了对单取代苯（2a-2e）的高效转化，获得(4-取代苯基)苯基碘鎓三氟甲磺酸盐（3a-3e），收率达75-92%，并显示出显著的对位选择性。该方法还成功应用于复杂生物活性分子（如8t-8v）的后期衍生化，证明了其在实际合成中的强大潜力。

2.3 基于2,2′-DPPA的I(I)/I(III)催化

研究团队建立了以2,2′-DPPA为末端氧化剂、ArI为催化剂的通用催化平台。在丙酸取代的1-萘酚（16）的不对称脱芳构螺内酯化反应中，使用10 mol%的刚性1,1′-螺二茚烷基碘芳烃催化剂（Cat 1）与0.6当量2,2′-DPPA，可在显著缩短的反应时间内获得与文献相当的收率和更高的对映体过量值（ee）。值得注意的是，该方法避免了传统方法所需的超化学计量mCPBA共氧化剂。

3 结构评估与分析

通过密度泛函理论（DFT）计算揭示了反应机理：碘苯分子被氧化形成中间体D，伴随碘酰苯和H₂O的释放。这两步氧化过程的能垒均为20.1 kcal mol^-1，并通过分子内氢键网络和卤键作用稳定。分子轨道分析表明，结构约束的环状（二酰氧基碘）芳烃能显著降低高价碘(III)试剂的最低未占分子轨道（LUMO）能量（-2.84 eV vs -2.15 eV），使其成为更强的路易斯酸和氧化剂。

4 生物相容性评估

研究团队开发了完全水相条件下的合成方法，成功制备了双(α-重氮碘鎓)2,2′-联苯二羧酸盐（DBD），收率达85%。通过琼脂糖凝胶电泳和蛋白质浓度测定证实，该方法对DNA和蛋白质影响极小。特别值得一提的是，该方法实现了对L-甲硫氨酸（L-Met-OH）和L-甲硫氨酰甘氨酸（L-Met-Gly）的直接功能化，为复杂多肽系统的选择性修饰提供了新工具。

这项研究不仅为高价碘(III)化学提供了新的结构平台，还通过精确的氧化还原控制拓展了有机碘(III)的化学空间。其在水相反应、不对称催化和生物分子修饰等方面的优异表现，展示了在药物研发和生物医学领域的广阔应用前景。