在使用经过邻位取代的芳基硼酸进行的化学反应中对羧酸进行有机催化活化的方法技术

本发明专利技术公开包括具有可操作性的简单的方法，用以对用在有机反应中的羧酸进行低温的催化活化，特别是用在与胺发生的直接酰胺化反应。本方法包括式（Ｉ）所示邻位取代的芳基硼酸，其中，Ｒ１到Ｒ５如本发明专利技术的定义。在优选的实施方案中，Ｒ１是卤素。芳基硼酸催化亲核１，２－加成反应，１，４－共轭加成反应，和环加成反应，包括包含α，β－不饱和性羧酸的Ｄｉｅｌｓ－Ａｌｄｅｒ反应。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术公开包括具有可操作性的简单的方法，用以对用在有机反应中的羧酸进行 低温的催化活化，特别是用在与胺发生的直接酰胺化反应中，环加成反应中以及共轭加成 反应中。
技术介绍
酰胺键是普遍存在于自然之中的，并且它代表着能够构成生物分子的最为重要的官能团之一。酰胺是肽以及蛋白质的单体骨架中的关键单元，并且是核苷的重要组分。因 此，对于酰胺化的合成方法以及肽的合成的研发已经长时期的牵扯了化学家的许多精力。 尽管上述得到的酰胺键具有良好的热力学稳定性，但是巨大的活化能量给发生在一种游离 的羧酸以及一种胺之间的简单的脱水反应的发生过程带来了麻烦。一种稳定的羧酸铵盐的 初始形成阻止了所述的脱水步骤。所述的盐发生中等程度的分解，从而仅能在非常高的温 度之下(一般而言超过160°C)提供所述的酰胺产物，其中所述的酰胺产物与所述的官能化 的分子之间是不能兼容的。因此，这种重要的经典反应继续对化学家发起挑战，并且仍然不 存在何种方式，能够以一种简单的、绿色的以及具有原子经济性的方式在游离的羧酸以及 胺之间直接进行酰胺的制备。当前最为普遍的形成酰胺键的方法包括使用超化学计量(即，大量过量的)的昂 贵并且具有毒性的试剂对所述的羧酸进行活化以及脱水，其中所述的昂贵并且具有毒性的 试剂是例如碳二亚胺，羰基二咪唑，磷盐以及其他试剂。这些耦合试剂以及与它们相关的共 同试剂(co-reagents)(碱，超级亲核试剂，其他的添加剂)产生了大量的不经济的副产物， 这趋向于使对所述的目标酰胺的分离过程变得复杂化。自1858年开始，酰胺键的直接形成方法已经被人所知(参见Benz，g.在In Comprehensive Organic Synthesis《广泛的有机合成》第6卷中发表的文章；Trost B. M.， Fleming I.，Heathcock C. H. Pergamon出版社纽约，1991年，第2. 3章)。在羧酸以及胺之 间发生的酰胺化反应中所使用到的催化剂包括四氯化钛(参见Carlson等人在Acta Chem. Scand. Ser. B.《斯堪的纳维亚化学学报丛书B》中发表的文章，1988年，第28页)，四异丙 氧基钛(参见Helquist等人在Tetrahedron Lett.《四面体基础知识》中发表的文章，1988 年，第59卷，第3049页)，三苯基锑氧化磷硫(参见Matsuda等人在J. Org. Chem.《有机化 学杂志》中发表的文章，1996年，第118卷，第1569页)以及ArB (OH) 2 (芳基氢氧化硼)(参 见Ishihara等人在J. Org. Chem.《有机化学杂志》中发表的文章，1996年，第61卷，第4196 页)，然而，至今为止仍然没有研发出一种在环境条件下(即，室温)能够温和的发挥功效的 有效的催化过程。Ishihara等人(id)所报道的所述的ArB(OH)2(芳基氢氧化硼)包括那些催化 齐U，其中Ar是3，4，5-三氟苯基，3-硝基苯基，3，5-二-(三氟甲基)苯基，4-三氟甲基苯 基，苯基，2，4，6_三-(三氟甲基)苯基以及2，3，4，5_四氟苯基。所述的反应时在大约110°c (回流甲苯)的温度条件下进行的，所使用的催化剂负载为5摩％，并且使用存在于 索氏(Soxhlet)滤纸内的4A分子筛除去所述的水。Latta等人(在Synthesis《合成》中 发表的文章，2001年，第11卷，第1611-1613页)报道了这些催化剂的固相版本，但是它同样需要非常高的温度。
技术实现思路
在本专利技术中，使用经过邻位取代的芳基硼酸实现了羧酸的室温下催化的亲电子活 化反应。在特定的室温条件下，已经利用一种经过邻位取代的芳基硼酸催化剂实现了在各 种不同的羧酸中进行的酰胺化反应，以及使用一种a，不饱和性羧酸作为所述的二烯 亲和物的Diels-Alder (狄尔斯-阿尔德)反应。本专利技术中所述的催化活化反应同样可以 被应用到a，不饱和性羧酸的双键或者三键的亲电子活化反应之中，并且被应用在1， 4_共轭加成反应之中以及烯烃和炔烃的其他环加成反应之中。本专利技术中所述的对羧酸进 行活化以便应用于随后的反应之中的方法在温和的反应条件下发生，并且基本上不产生废 物，制造出的水是所述的唯一的副产物。因此，本专利技术公开包括一种对羧酸进行催化亲电子活化以便应用于随后的反应中 的方法，所述的方法包括将所述的羧酸与一种结构式I所示的芳基硼酸进行混合R2其中R1选自卤素，Ch烷基，C6_10芳基，N02, CN, C02H, C(0) C^烷基，⑶而]烷基， OCh 烷基，SCH 烷基，OC6_10 芳基，S (0) 烷基，S02CH 烷基，0CF3，CR6R70R8，CR6R7SR8，OH, SH 以及 Si(R8)3;R2至R5各自独立的选自H，卤素，Ci_4烷基，C6_1Q芳基，C02H, C^Cy烷基，C02C^ 烷基，OCh烷基，SCi_4烷基，OC6_10芳基，S (0) Ci_4烷基，SO^!^烷基，氟取代的-Ci_4烷基，氟 取代的-Ch烷氧基，OH, SH，SR8以及Si (R8) 3 ；R6，R7以及R8各自独立的选自H，Ci_4烷基以及C6_1Q芳基，其中所述的限制性条件为所述的结构式I所示的化合物不是2，3，4，5_四氟苯基 硼酸，所述的混合是在用于对所述的羧酸进行亲电子活化反应的条件下进行的。在本专利技术公开的一种实施方式中，所述的羧酸是经过活化的，用以与一种亲核试 剂进行随后的反应，其中所述的亲核试剂是例如一种胺或者是醇，并且所述的羧酸与所述 的结构式I所示的芳基硼酸是在存在有一种去除水的方法的条件下进行混合的。根据这种 实施方式，本专利技术公开，例如，提供了一种用于制备酰胺或者酯的方法。在本专利技术公开的另外一种实施方式中，所述的羧酸是一种a，不饱和性的羧 酸，所述的羧酸被进行活化从而用以与一种二烯烃一同在Diels-Alder (狄尔斯-阿尔德) 反应中进行反应，或者与一种亲核试剂一同在1，4_共轭加成反应中进行反应。本专利技术公开同样包括下述结构式II中所示的新的硼酸 其中R6选自H以及Ch烷基；并且R7，R8以及R9各自独立的选自H，(V4烷基以及OC^4烷基并且R7，R8 and R9中的一 个或者两个是H，或者是它的盐。所述的结构式II中所示的化合物是新的并且代表着一类硼酸催化剂，其中所述 的硼酸催化剂对于所述羧酸的活化反应而言具有良好的活性。本专利技术公开同样包括这样的结构式I以及结构式II所示的化合物，这些化合物 例如经由一种化学键与一种固体支撑物发生了连接，用于在各种不同的反应条件下进行使用。本专利技术公开所具有的其他特征以及优点将通过随后的详细描述而变得显而易见。 然而，应当被理解的是，所述的详细描述以及所述的具体实施例在对本专利技术公开中的优选 实施方式进行表征时，它们仅仅是为了进行说明而被给出的，因为对于本领域技术人员而 言，通过这种详细的描述，存在于所述专利技术公开的精神以及范围之内的各种不同的改变以 及修饰将会是显而易见的。具体实施例方式已经表明某些经过邻位取代的芳基硼酸能够亲电子化的对用于有机反应的羧酸 进行活化，其中所述的有机反应包括，例如，酰胺化反应，Diels-Alder (狄尔本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于对羧酸进行催化亲电子活化反应的方法，所述的方法包括将所述的羧酸与一种结构式Ⅰ所示的芳基硼酸进行混合的步骤：＊＊＊Ⅰ其中Ｒ↑［１］选自卤素，Ｃ↓［１－４］烷基，Ｃ↓［６－１０］芳基，ＮＯ↓［２］，ＣＮ，ＣＯ↓［２］Ｈ，Ｃ（Ｏ）Ｃ↓［１－４］烷基，ＣＯ↓［２］Ｃ↓［１－４］烷基，ＯＣ↓［１－４］烷基，ＳＣ↓［１－４］烷基，ＯＣ↓［６－１０］芳基，Ｓ（Ｏ）Ｃ↓［１－４］烷基，ＳＯ↓［２］Ｃ↓［１－４］烷基，ＯＣＦ↓［３］，ＣＲ↑［６］Ｒ↑［７］ＯＲ↑［８］，ＣＲ↑［６］Ｒ↑［７］ＳＲ↑［８］，ＯＨ，ＳＨ以及Ｓｉ（Ｒ↑［８］）↓［３］；Ｒ↑［２］至Ｒ↑［５］各自独立的选自Ｈ，卤素，Ｃ↓［１－４］烷基，Ｃ↓［６－１０］芳基，ＣＯ↓［２］Ｈ，Ｃ（Ｏ）Ｃ↓［１－４］烷基，ＣＯ↓［２］Ｃ↓［１－４］烷基，ＯＣ↓［１－４］烷基，ＳＣ↓［１－４］烷基，ＯＣ↓［６－１０］芳基，Ｓ（Ｏ）Ｃ↓［１－４］烷基，ＳＯ↓［２］Ｃ↓［１－４］烷基，氟取代的－Ｃ↓［１－４］烷基，氟取代的－Ｃ↓［１－４］烷氧基，ＯＨ，ＳＨ，ＳＲ↑［８］以及Ｓｉ（Ｒ↑［８］）↓［３］；并且Ｒ↑［６］，Ｒ↑［７］以及Ｒ↑［８］各自独立的选自Ｈ，Ｃ↓［１－４］烷基以及Ｃ↓［６－１０］芳基，其中所述的限制性条件为所述的结构式Ⅰ所示的化合物不是２，３，４，５－四氟苯基硼酸，所述的混合是在用于对所述的羧酸进行亲电子活化反应的条件下进行的。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2007-9-5 60/970,083一种用于对羧酸进行催化亲电子活化反应的方法，所述的方法包括将所述的羧酸与一种结构式I所示的芳基硼酸进行混合的步骤其中R1选自卤素，C1-4烷基，C6-10芳基，NO2，CN，CO2H，C(O)C1-4烷基，CO2C1-4烷基，OC1-4烷基，SC1-4烷基，OC6-10芳基，S(O)C1-4烷基，SO2C1-4烷基，OCF3，CR6R7OR8，CR6R7SR8，OH，SH以及Si(R8)3；R2至R5各自独立的选自H，卤素，C1-4烷基，C6-10芳基，CO2H，C(O)C1-4烷基，CO2C1-4烷基，OC1-4烷基，SC1-4烷基，OC6-10芳基，S(O)C1-4烷基，SO2C1-4烷基，氟取代的-C1-4烷基，氟取代的-C1-4烷氧基，OH，SH，SR8以及Si(R8)3；并且R6，R7以及R8各自独立的选自H，C1-4烷基以及C6-10芳基，其中所述的限制性条件为所述的结构式I所示的化合物不是2，3，4，5-四氟苯基硼酸，所述的混合是在用于对所述的羧酸进行亲电子活化反应的条件下进行的。FPA00001123010300011.tif2.根据权利要求1中所述的方法，其中，在所述的结构式I所示的芳基硼酸中，R1选自 卤素、CH3、N02以及CH20CH3,同时R2至R5全部为H。3.根据权利要求2中所述的方法，其中，在所述的结构式I所示的芳基硼酸中，R1选自 碘以及溴，同时R2至R5全部为H。4.根据权利要求1中所述的方法，其中，在所述的结构式I所示的芳基硼酸中，R2至R5 各自独立的选自 H，卤素，co2ch3，co2ch2ch3, och3, ch3, co2h, c (0) ch3, s (o) ch3, cf3 以及 cf3o， 并且，所述的R2至R5中的至少一个为H。5.根据权利要求1中所述的方法，其中，在所述的结构式I所示的芳基硼酸中，R1选自 卤素、CH3、NO2以及CH20CH3，同时R2至R5各自独立的选自H，卤素，CO2CH3，CO2CH2CH3, OCH3， CH3，C02H, C(0)CH3, S(0)CH3, CF3以及CF30的芳基硼酸，并且，所述的R2至R5中的至少一个 为H。6.根据权利要求1中所述的方法，其中所述的结构式I所示的芳基硼酸选自由结构式 I (a)至结构式I (x)所示的化合物，其中R1至R5如下文中所定义7.根据权利要求1中所述的方法，其中所述的结构式I所示的芳基硼酸选自2-溴苯 基硼酸，2-碘苯基硼酸，2-氯苯基硼酸，2-碘-4，5- 二甲氧基苯基硼酸，2-碘-3-甲基-4， 5- 二甲氧基苯基硼酸以及2-碘-3，5- 二甲基苯基硼酸。8.根据权利要求1中所述的方法，其中所述的结构式I所示的芳基硼酸选自2-碘-4， 5- 二甲氧基苯基硼酸，2-...

【专利技术属性】
技术研发人员：D霍尔，O马里恩，R阿尔邹比，
申请(专利权)人：阿尔伯塔大学理事会，
类型：发明
国别省市：CA[加拿大]