一种缺电子烯烃的α-选择性硼氢化反应方法技术

本发明专利技术公开了一种缺电子烯烃的α

【技术实现步骤摘要】
一种缺电子烯烃的
α-选择性硼氢化反应方法


[0001]本专利技术属于有机化合物合成及应用
，具体涉及一种缺电子烯烃的α-选择性硼氢化反应方法。

技术介绍

[0002]有机含硼化合物在合成化学、药物化学和材料科学等领域具有广泛应用，烯烃的硼氢化反应是制备有机含硼化合物最有效的方法之一。一直以来，缺电子烯烃普遍应用于亲核性的β-硼化反应进而得到官能团β-硼取代产物，而很少用于直接制备α-硼取代化合物。这是因为α-硼取代化合物非常不稳定，容易发生1,3-硼迁移，因此，开发缺电子烯烃的硼氢化反应合成稳定的α-硼取代化合物的方法具有重要价值。
[0003]目前，已经有一些文献报道制备α-硼取代化合物，但是这些方法仍存在一些缺点。例如，用分子内含有配位基团的α,β-不饱和酯进行硼氢化反应是较早报导的方法之一(Chemische Berichte 1977,110,2818)，虽然亚胺基团可以提高产物的稳定性，便于分离，但是底物制备过于复杂。此外，路易斯碱-硼烷络合物与重氮酮或重氮酯在碘单质催化剂(J.Am.Chem.Soc.2013,135,12076)、金属铜催化剂(J.Am.Chem.Soc.2013,135,14094)、金属铑催化剂(J.Am.Chem.Soc.2015,137,5268)或酶催化剂(Nature,2017,552,132)的作用下也可以制备稳定的α-羰基硼化合物。但是这些方法需要使用重氮化合物作为原料，它们制备比较繁琐，并且还存在一定的安全隐患。因此，发展一种原料易得，选择性好，适用范围广，并且安全可靠的α-硼取代化合物的制备方法仍具有重大意义。
[0004]《自然通讯》(Nat.Commun.2019,10,1934)和《化学通讯》(Chem.Commun.2019,55,11904)介绍了一种用氮杂环卡宾硼烷和缺电子烯烃发生自由基硼氢化反应，但是，该反应的引发仍依赖偶氮二异丁腈等需要热引发的自由基引发剂，因此该方法需要在较高的温度下进行。另外，氮杂环卡宾硼烷的制备仍然较为复杂且成本较高，不利于广泛应用。
[0005]因此，如何选择更容易制备的硼自由基前体，而且能在更温和的条件下被引发，进一步提高自由基硼氢化反应的可操作性和经济性成为亟待解决的问题。

技术实现思路

[0006]如前所述，虽然制备稳定的α-硼取代化合物的方法较多，但每种方法都有其局限性。本专利技术针对上述现有技术所存在的不足，提供了一种缺电子烯烃的α-选择性硼氢化反应方法。本专利技术以廉价易得的4-二甲氨基吡啶硼烷络合物(DMAP-BH3)为硼自由基前体，在室温和空气条件下，通过自由基硼氢化反应各种缺电子α,β-不饱和化合物，制得相应的α-硼取代产物。该反应条件温和，操作方便，官能团容忍性好，能够高选择性构建各种α-硼取代产物。
[0007]本专利技术缺电子烯烃的α-选择性硼氢化反应方法，是以4-二甲氨基吡啶硼烷络合物(DMAP-BH3)为硼自由基前体，以三乙基硼烷(Et3B)为自由基引发剂，在空气氛围、催化剂和溶剂的存在下于室温条件实现α,β-不饱和化合物的硼氢化反应，得到相应的α-硼取代产
物。
[0008]所述α,β-不饱和化合物包括α,β-不饱和酯、α,β-不饱和酰胺、α,β-不饱和羧酸、α,β-不饱和腈、三氟甲基烯烃化合物、α,β-不饱和砜以及α,β-不饱和磷酸酯等；优选为α,β-不饱和酯、α,β-不饱和酰胺、α,β-不饱和羧酸、α,β-不饱和腈、三氟甲基烯烃化合物；所述α,β-不饱和化合物的结构通式如下所示：
[0009][0010]上述通式中，R主要为芳基，EWG为酯基、酰胺基、羧基、氰基、三氟甲基、砜基、磷酸酯基中的一种。
[0011]所述溶剂可以为苯、甲苯、乙腈等，优选为甲苯。
[0012]所述催化剂为苯硫酚、4-甲氧基苯硫酚或叔十二硫醇，优选为苯硫酚。
[0013]所述α,β-不饱和化合物、4-二甲氨基吡啶硼烷、三乙基硼烷、催化剂投料的摩尔比为1:1.2:0.5:0.2-0.5，优先摩尔比为1:1.2:0.5:0.2。
[0014]本专利技术反应路线如下所示：
[0015][0016]本专利技术原料中，缺电子烯烃的制备有多种方法，均为常规方法。例如，α,β-不饱和酯可以用芳香醛类衍生物与新制的膦叶立德在四氢呋喃中回流(Angew.Chem.Int.Ed.2015,54,12149-12152)(J.Am.Chem.Soc.2009,131,704)，α,β-不饱和酰胺可以用相应的羧酸与草酰氯加热回流，生成相应的酰氯与胺类缩合(Org Lett.2014,16,436)，其他缺电子的α,β-不饱和化合物可用其他方法合成，具体选择可由产物性质，分离难易等因素决定。
[0017]肉桂酸乙酯，是香料，药物及其他精细化工产品生产中的重要原料和反应中间体，是α,β-不饱和化合物中最具代表性的一类化合物。目前工艺上合成肉桂酸乙酯多采用在酸催化剂作用下苯甲醛和乙酸乙酯的酯化反应，原料易得，技术成熟，因此，对这类缺电子烯烃实现α位选择性合成肉桂酸乙酯硼取代化合物具有重要的学术意义和经济价值。
[0018]本专利技术中，三乙基硼采用四氢呋喃溶解的三乙基硼溶液或己烷溶解的三乙基硼溶液均可，优选用己烷溶解的三乙基硼溶液。
[0019]本专利技术缺电子烯烃的α-选择性硼氢化反应方法，具体制备过程描述如下：
[0020]在25mL Schlenk管中，空气氛围下，加入0.4mmol缺电子烯烃，再加入1.2当量4-二甲氨基吡啶硼烷，0.5当量三乙基硼(Et3B)，2.5mL甲苯，最后用微量进样器加入0.2当量苯硫酚，将反应体系置于室温下搅拌，当TLC显示原料已经消耗完时，直接旋转蒸发除去溶剂，
石油醚/乙酸乙酯混合溶剂作为洗脱剂，过硅胶柱分离，即可制得相应的α-硼取代产物。
[0021]与已有硼氢化反应方法相比，本专利技术具有如下的优点：
[0022]1、反应条件温和；2、区域选择性好；3反应操作简便；4底物适用范围广；5为构建α-硼取代产物提供新方法。
具体实施方式
[0023]下面结合具体的实施例对本专利技术技术方案作进一步分析说明。
[0024]实施例1：
[0025][0026]将加有磁子的25mL封管加热干燥，冷却至室温后，加入0.417mmol肉桂酸乙酯，再加入1.2当量4-二甲氨基吡啶硼烷，0.5当量三乙基硼，2.5mL甲苯，最后用微量进样器加入0.2当量苯硫酚，将反应体系置于室温下搅拌9小时后，直接旋转蒸发除去溶剂，石油醚/乙酸乙酯混合溶剂作为洗脱剂(v:v＝2:1)，过硅胶柱分离，制得相应硼氢化产物110.7mg，产物产率85％，白色固体；熔点:80-81℃。
[0027]1H NMR(400MHz,CDCl3)δ1.02(3H,t,J＝7.2Hz),2.22-2.29(1H,m),2.64(1H,dd,J＝3.6,14.4Hz),2.93(1H,dd,J＝10.8,14.2Hz本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种缺电子烯烃的α-选择性硼氢化反应方法，其特征在于：以4-二甲氨基吡啶硼烷络合物为硼自由基前体，以三乙基硼烷为自由基引发剂，在空气氛围、催化剂和溶剂的存在下于室温条件实现α,β-不饱和化合物的硼氢化反应，得到相应的α-硼取代产物。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述α,β-不饱和化合物包括α,β-不饱和酯、α,β-不饱和酰胺、α,β-不饱和羧酸、α,β-不饱和腈、三氟甲基烯烃化合物、α,β-不饱和砜、α,β-不饱和磷酸酯。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述催化剂为苯硫酚、4-甲氧基苯硫酚或叔十二硫醇。4.根据权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于：α,β-不饱和化合物、4-二甲氨基吡啶硼烷...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪义丰，靳小慧，黄云帅，张凤莲，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：