Erion’s的方法,甲酯在丁醇中93 °C用 NaBH4还原。这么高温度的硼氢化钠还原反应,是有一定安全风险。
作者尝试将丁醇换成乙醇并降低反应温度,发现反应转化率降低。
尝试向硼氢化钠体系中加入不同的盐来提高还原能力,发现加入MgCl2可以快速且完全的还原酮,CaCl2反应稍差,而ZnCl2则会产生大量副产物。
降低NaBH4和MgCl2当量的话反应转化率会下降,反应速率也会下降。
降低反应温度对氯化镁体系没有影响。
最终条件:1.2 equiv of NaBH4,5% MgCl2, 10 V EtOH, 20−40 °C,3 h。
Erion’s的方法使用的是10% 碳酸钾水溶液进行淬灭反应,产物二醇及其硼烷络合物溶解在水相中,造成收率较低。
作者改用30% H2SO4进行淬灭,搅拌1~2小时使硼烷络合物完全分解,然后滴加20%氢氧化钠调pH 8~9,此时产生的硫酸钠使水相饱和,硫酸钠对产品的盐析效果远比氯化钠要好。然后将乙醇浓缩掉后再进行淬取。
研究表明2-MeTHF, THF及n-BuOH的淬取效率为1:2:3 (HPLC)。TLC表明使用正丁醇淬取两次即可完全将水相中产品淬出,而用其他溶剂即使淬4次也淬不干净。
有机相浓缩后,向残余物中加入乙酸乙酯后再浓缩以除去正丁醇,残余的固体使用乙酸乙酯结晶,以80%收率得到纯度 99.5%、ee >99.9%的产品。
硼氢化钠还原酯的时候加点甲醇钠
通常用硼氢化钠还原酯常用的体系有:向原料的醇溶液中分批加硼氢化钠,往THF/原料/硼氢化钠体系中滴甲醇,往THF/甲醇/原料中分批滴原料溶液,往原料/氯化锌(氯化锂、氯化铝、氯化钴等也可以)/甲醇中分批丢硼氢化钠等。但是受限于硼氢化钠与醇在0度以上迅速反应而失去负氢产生氢气,通常需要的硼氢化钠当量数会增加。一个含有过量硼氢化钠的体系是危险的,如温度升高时硼氢化钠的快速分解、反应过程中产生的易燃易爆又恶臭有毒的硼烷,再有淬灭时产生的大量易燃易焊爆的氢气。
硼氢化钠与甲醇反应,甲氧基取代氢负,产生几个混合物。有文献报道认为酯主要通过NaBH3(OMe)来还原。
而NaBH3(OMe)可以通过加入少量甲醇钠来生成,这样可以提高硼氢化钠在甲醇中的稳定性。事实是,加入NaOMe后, 在25 °C条件下NaBH3(OMe)和
NaBH4的分解速率大大下降,有效期>18小时。
所以预计往体系中加入少量甲醇钠,反应可以在一锅投,然后慢慢搅拌直到反应完全,不用担心硼氢化钠分分钟钟分解完全。苯甲酸酯的模板反应显示,对于有吸电子基团存在的底物,反应收率良好。给电子的收率不大理想。
对于含氮的吡啶甲酯酯,反应比苯甲酸酯更好。
但是吡咯却不反应。估计是烯醇共轭引起的。
酯肪酸也适用。但是含酸性质子氢的底物(entry 4)不适用。
可能28开环的机理:
参考原文:J. Org. Chem. 2018, 83, 1431−1440
来源:苏州汉德