碘仿反应的新用途

1870年，A. Lieben在研究碱性条件下单质碘与多种羰基化合物的反应过程中，发现甲基酮类化合物在碘的碱性水溶液中会转化为少一个甲基的羧酸盐，同时生成黄色的碘仿沉淀。 反应的关键是体系中的氢氧根离子作为亲核试剂与三碘甲基酮羰基发生加成-消除反应，如下图所示。

一百多年来，碘仿反应作为甲基酮类化合物的特征反应，其用途几乎仅限于制备一些难合成的羧酸化合物，以及鉴别甲基酮或能被碘氧化成甲基酮的化合物。直到2009年，华中师范大学吴安心教授带领的研究团队在碘仿反应的研究与应用方面取得了重要的进展。^[1] 他们发现，不用碱，而用25%的氨水也能促进甲基酮类化合物发生碘仿反应，并且反应生成了新的产物伯酰胺，而非经典的羧酸，如下图所示。值得注意的是，该反应需要在水中才能进行，在其它一些常见的有机溶剂中很难发生，而且，用硫酸铵、碳酸铵、氯化铵、醋酸铵等常见无机或有机铵盐代替氨水，反应也不发生。

上述反应可将各种取代的芳基、烯基以及乙炔基甲基酮类化合物转化为相应的伯酰胺。对于杂芳基酮类化合物，呋喃和噻吩环几乎对反应没有影响，但4-乙酰基吡啶在反应体系中没有转化为预期的酰胺产物，可能是因为吡啶与碘发生了其它的副反应。

由于在反应过程中反应体系发生了明显的颜色变化，并且有黄色碘仿沉淀出现（如上图所示）。因此，作者提出，氨水本身具有的碱性促使甲基酮发生三次α-碘代反应，得到三碘甲基酮中间体a。由于氨水溶液中氨分子的亲核性比水强，三碘甲基酮难以通过水解反应转化为羧酸盐，而是在氨分子的进攻下发生加成-消除反应，转化为酰胺和碘仿，如下图所示。

由于α-甲基醇可被碘氧化为甲基酮类化合物（如下图所示），因此，α-甲基醇也可在碘和氨水的作用下发生碘仿反应，转化为伯酰胺。

吴安心等人的上述发现，极大地拓展了碘仿反应的应用范围，为伯酰胺类化合物的合成提供了一条新途径。对于基础有机化学而言，该反应的重要意义在于实现了甲基酮到伯酰胺的转化，使醛酮与羧酸衍生物之间的联系更加紧密。

注意：氨可能与碘在水中反应形成NI₃，容易爆炸，因此该反应具有危险性，操作需要小心。

参考文献

[1] Liping Cao, JiaoyangDing, Meng Gao, Zihua Wang, Juan Li, Anxin Wu. Noveland Direct Transformation of Methyl Ketones or Carbinols to Primary Amides byEmploying Aqueous Ammonia. Organic Letters 2009, 11(17), 3810-3813.