必须掌握的多取代烯基硼酸酯另类实用合成方法,绝对是Miyaura硼化的重要补充!

文摘   科学   2024-07-03 10:00   四川  

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背景介绍

鉴于Suzuki偶联反应的实用性和简便性,烯基硼酸酯成为了合成烯烃很常用的合成中间体,因此,开发有效制备烯基硼酸酯的方法具有重要意义。到目前为止,已经建立了几种合成烯基硼酸酯的基本方法:

  1. 烯基卤化物或三氟甲磺酸酯通过锂化反应,再用三烷基硼酸酯捕获得到(缺点:强碱条件,官能团兼容性不太好);

  2. 钯催化的Miyaura硼化反应(很好用,偶尔不太行);

  3. 炔烃的硼氢化或碳硼化(对于非对称内炔有区域选择性的问题)。                    

    上述三种方法是比较常用的,相信大多数有机合成工作者都有用过,是必备的合成知识和技能。除了这三种方法,你还能想到哪些方法?
图片来源:J.Am.Chem.Soc.
本期推荐
本期小编就给大家另外一种通过腙与B2pin2反应制备烯基硼酸酯的通用方法(可称为卡宾偶联反应),其中腙可以由酮与TsNHNH2反应定量得到,过滤即得纯品,非常容易制备。该方法在合成四取代、三取代和二取代烯烃方面非常实用。酮合成三氟甲磺酸酯,再经Miyaura硼化遇到问题时,非常推荐尝试该方法,小编已经使用过此法完成几个复杂分子的合成。文末重点比较了该方法与Miyaura硼化方法的差异,必看哟!
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四取代烯烃底物范
该反应的催化体系试剂都是可以直接购买的,多种四取代烯基硼酸酯被高效合成出来。对于芳香族N-对甲苯磺酰腙,在对位具有吸电子或弱给电子取代基的底物反应良好,以良好的产率得到了相应的产物(7−15,18)。对于含有强给电子基团(如甲氧基和二甲基氨基)的底物,由于抑制1,2-H位移,产率略有降低(16,17)。间位或邻位的取代基不会显著影响反应性(19-23)。值得注意的是,传统合成方法中的一些敏感官能团,包括芳基氯化物和溴化物,可以很好地耐受(8,9)。该反应也适用于多环或杂环芳香底物(24-26)。
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三取代烯烃底物范
此外,对于三取代烯烃也具有很好的底物实用性。在α位置(R2)具有不同取代模式的底物都能够进行反应,得到了高产率和高E选择性的产物(36−43)。富电子和缺电子的芳基N-对甲苯磺酰基腙都成功地进行了硼化反应(44−56)。多种官能团与反应条件相容,包括芳基氯(44,54)、溴化物(45,50)、硼酸酯(51)、酯(52)、醚(47,55,56)、胺(48)和甲硅烷基醚(53)。杂芳族或脂族底物也发生反应,以相对较低的产率(57−59)得到相应的产物。
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对于环状三取代硼酸酯同样适用。
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二取代烯烃底物范
最后,对于二取代烯烃的底物情况也不错。在芳环对位带有吸电子或给电子取代基的底物是完全相容的,并以中等产率(70−78)得到了所需的产物。间位取代的、邻位取代的以及二取代的芳香族N-对甲苯磺酰基腙都能够进行该反应,得到相应的产物(79−86)。该反应还显示出对官能团的良好耐受性,如沙酰胺(70,71,80,83)、酯(78)、醚(73,81,84,85)、硫化物(76)和硼酸酯(77)。还将该反应应用于复杂分子的修饰。因此,通过该方法以中等产率成功地获得了衍生自具有生物活性的天然产物雌酮(87)和芳基吐纳麝香(88)的1,1-二取代烯基硼酸酯。
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应用
首先,该反应是可以以中等的产率放大到克级规模。酮可以原位生成腙,然后直接参与硼化过程,产率也都不错。
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使用该方法得到的烯基硼酸酯也可以一锅直接参与Suzuki偶联得到多取代烯烃。
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重点内容:Miyaura硼化与本期方法(Carbene偶联)比较
Miyaura硼化和Carbene偶联条件分别如下:
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如下图所示,Miyaura硼化方法在左侧,Carbene偶联方法在右侧,可以看出:对于产物529Carbene偶联方法的产率明显优于Miyaura硼化方法;对于产物364244,两种方法的产率相当。此外,苯环对位的NMe2基团在Miyaura硼化方法中并不能兼容,而在Carbene偶联方法中则能以41%的分离产率得到产物48
图片来源:J.Am.Chem.Soc. 
通过以上比较,相信大家对该方法的优势已经明白了,以后大家在遇到Miyaura硼化出现问题时,非常建议尝试该方法。整理不易,期待你的点赞!
实验操作
For the Synthesis of Tetra-substituted Alkenylboronates: An oven-dried 25 mL Schlenk flask containing a magnetic stir bar was charged with Pd(OAc)2 (1.7 mg, 0.0075 mmol, 2.5 mol%), P(m-tol)3 (4.6 mg, 0.015 mol, 5 mol%), 60% NaH (36 mg, 0.9 mmol, 3 equiv), 2,5-DMBQ (61.2 mg, 0.45 mmol, 1.5 equiv), diboron compound (0.45 mmol, 1.5 equiv), and N-tosylhydrazone (0.3 mmol). After degassed and filled with N2, toluene (6 mL) was added to the flask via syringe. The reaction mixture was stirred at 90 ℃ for 10 h and then cooled to room temperature. The mixture was filtered through a short plug of silica gel and washed with Et2O as the eluent. The filtrate was concentrated under reduced pressure and purified by silica gel column chromatography to afford the desired tetra-substituted alkenylboronate.
参考文献:J.Am.Chem.Soc. 2021,143,9769−9780

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