频哪醇硼烷是一种有效的硼氢化试剂,相比其它硼氢化试剂(如邻苯二酚硼烷)具有很多优点,例如,具有更温和的反应条件、更高的官能团容忍度以及更好的区域和立体选择性。频哪醇硼烷能够被用于烯烃和炔烃的直接硼氢化反应。在与芳基卤代物的偶联反应中,频哪醇硼烷相比于频哪醇二硼更廉价、易得,可以从商业上大量购买到,具有实用意义。频哪醇硼烷在医药和材料领域已经有了普遍和广泛的应用。
Davison,Joshua Zwick在WO2001068592中报导了频哪醇硼烷的合成方法,该方法以频哪醇和硼烷的二甲硫醚溶液在二氯甲烷中反应,然后减压蒸馏出产品,具体反应过程如下所示。该方法的主要缺陷是硼烷成本过高,这样会导致频哪醇硼烷的市场价格偏高。
本发明的目的是提供一种收率较高、产率稳定且生产成本较低的频哪醇硼烷的制备方法。
为了实现上述目的,本发明提供了一种频哪醇硼烷的制备方法,其中,该方法包括将频哪醇与二氯硼烷在碱性条件下进行缩合反应。
1、所述碱性条件通过往反应体系中添加有机碱而控制。
2、所述二氯硼烷、频哪醇与有机碱的摩尔比为1:1-1.5:2-4。
3、所述有机碱为三乙胺、二异丙基乙胺和N,N-二乙基苯胺中的至少一种。
4、所述缩合反应的条件包括温度为15-25℃,pH值为11-12,时间为8-20小时。
5、所述缩合反应的方式为在-5℃至5℃下,将二氯硼烷溶液和频哪醇加入有机溶剂中,然后滴加有机碱使得反应体系pH值为11-12,滴完后升温至15-25℃下搅拌反应8-20小时。
6、所述有机溶剂的用量与二氯硼烷溶液的用量的体积比为1-5:1。
7、所述二氯硼烷溶液中的溶剂为1,4-二氧六环,且所述二氯硼烷溶液的浓度为0.5-2mol/L。
8、所述有机溶剂为二氯甲烷、1,4-二氧六环、四氢呋喃和二甲硫醚中的至少一种。
9、所述频哪醇硼烷的制备方法还包括将所述缩合反应的产物进行纯化的步骤。
10、所述纯化的方法为将所述缩合反应的产物进行固液分离,并将得到的液体产物进行减压蒸馏。
采用本发明提供的方法能够以较高且稳定的产率制备频哪醇硼烷,并且合成方法简单、原料易得且廉价,能够较大幅度地降低生产成本,更适合工业化生产。
合成频那醇硼烷(Pinacolborane)是一项关键的化学反应,广泛应用于有机合成和材料科学中。了解其合成方法不仅有助于掌握这一化合物的制备技巧,还能推动相关领域的研究与应用。
背景:
不饱和化合物(如烯烃、丙二烯和炔烃)的硼氢化是获取各种有机硼烷的最有效和最直接的方法之一,有机硼烷可作为多种合成中间体和试剂用于许多重要的有机转化。同时,羰基衍生物、亚胺和腈中极化多键与有机硼烷或金属硼氢化物的硼氢化提供了一种构建有价值的醇和胺的有效方法。用乙硼烷快速还原羰基已为人们所知已久。由于成本低、操作和储存简单、化学选择性不同,人们已经合成了各种不同结构的硼烷以供应用(如下图)。
频那醇硼烷(Pinacolborane)又称4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧硼戊环,分子式是C6H13BO2,分子量为127.9772,该物质对眼睛、呼吸系统和皮肤有一定的刺激。pinacolborane缩写为 HBpin。HBpin是一种市售还原剂,由Knochel等人于1992年首次合成,作为烯烃和炔烃的新型硼氢化试剂。在过去的30年中,人们已经探索了使用HBpin的催化硼氢化(CHB)反应的应用和机理研究。2009年,Casey和Clark等人首次将HBpin用于羰基和亚胺的CHB。合成了Shvo催化剂的硼取代类似物并用作催化剂。简单的路易斯碱如NaOtBu和NaOH也被发现能够催化HBpin对羰基进行硼氢化反应。2015年,刘文伯等人利用OIP-CoCl2复合物首次建立了酮与HBpin的对映选择性CHB。随后,其他研究小组探索了与HBpin结合的各种催化剂,Speed等人也实现了亚胺与HBpin的对映选择性CHB。
简介:
频哪醇硼烷,化学名称为4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧硼戊环。频哪醇硼烷是一种有效的硼氢化试剂,相比其它硼氢化试剂(如邻苯二酚硼烷)具有很多优点,例如,具有更温和的反应条件、更高的官能团容忍度以及更好的区域和立体选择性。频哪醇硼烷能够被用于烯烃和炔烃的直接硼氢化反应。在与芳基卤代物的偶联反应中,频哪醇硼烷相比于频哪醇二硼更廉价、易得,可以从商业上大量购买到,具有实用意义。频哪醇硼烷在医药和材料领域已经有了普遍和广泛的应用。
频哪醇硼烷合成研究:
1. 报道一
硼烷-甲基硫化物与频那醇在 0 ℃下在 CH2Cl2 中反应生成频那醇硼烷。该溶液可直接用于进一步反应,或可蒸馏以获得无色液体(bp 42-43 ℃,50 mm Hg)(eq 1)。或者,H3B·N(Ph)Et2 与频那醇在室温下反应,随后蒸馏可生成频哪醇硼烷,产率为 75%(75 mmol 规模)。
Knochel 报道了 HBpin 的首次合成,产率为 63%,合成过程涉及 BH3·SMe2 (BMS) 与频哪醇的反应。
Davison,Joshua Zwick在WO2001068592中报导了频哪醇硼烷的合成方法,该方法以频哪醇和硼烷的二甲硫醚溶液在二氯甲烷中反应,然后减压蒸馏出产品,具体反应过程如下所示。该方法的主要缺陷是硼烷成本过高,这样会导致频哪醇硼烷的市场价格偏高。
2. 报道二
Takao Kikuch等人开发了一种从硼烷-二乙基苯胺和频哪醇制备频哪醇硼烷的实用方法:
(1)硼烷-胺配合物的合成
硼烷/胺配合物 (2) 采用 Vaultier 和 Brown 的方法合成。2d 由 NaBH4、BF3·OEt2 和 PhNEt2 合成如下:在 78℃下,向装有 NaBH4 (0.4 mol) 和 PhNEt2(0.5 mol) 的 500 mL 烧瓶中逐滴加入 BF3·OEt2 (0.5 mol)THF (100 mL)。将混合物缓慢升温至室温并搅拌 1-4 小时。通过 11B NMR 检查 B-F 物种是否完全消失。用戊烷 (100 mL) 稀释混合物以沉淀 NaBF4。将固体残余物通过硅藻土垫过滤,然后蒸发溶剂和其他挥发物。在高真空(102 mmHg)下进一步蒸发痕量挥发物 16 小时,得到 72.5 g (89%) 的 2d。
(2)频哪醇硼烷的合成
在配备克莱森头蒸馏装置的 100 mL 烧瓶中装入 BH3·N(Ph)Et2 (2d, 75 mmol) 和四甘醇二甲醚 (20 mL)。将频哪醇 (50 mmol) 的四甘醇二甲醚溶液 (5 M 溶液, 10 mL) 在 30 分钟内逐滴加入到用水浴 (25℃) 冷却的烧瓶中。将混合物在室温下搅拌 30 分钟。真空蒸馏得到频哪醇硼烷 (4.8 g, 75%)。
3. 报道三
祝冠彬等人报道了一种频哪醇硼烷的制备方法,该方法包括将频哪醇与二氯硼烷在碱性条件下进行缩合反应。采用该方法能够以较高且稳定的产率制备频哪醇硼烷,并且合成方法简单、原料易得且廉价,能够较大幅度地降低生产成本,更适合工业化生产。
具体实验操作为:向500mL四口圆底瓶中氮气保护下加入100mL二氯甲烷,冷至0℃下加入100mL二氯硼烷的二氧六环溶液(1.0mol/L),再加入11.82g(0.1mol)频哪醇,滴加20.24g(0.2mol)三乙胺,滴完后反应体系的pH值为11,然后将温度升至20℃搅拌反应12h,氮气保护下滤除固体,滤液减压精馏得到11.25g频哪醇硼烷,收率为88%。
参考:
[1]刘文伯,陆展. 频哪醇硼烷在酮及亚胺的不对称硼氢化中的应用[J]. 有机化学,2020,40(11):3596-3604. DOI:10.6023/cjoc202008039.
[2]朝阳康泉医化科技有限责任公司. 一种频哪醇硼烷的制备方法. 2016-10-12.
[3]https://en.wikipedia.org/wiki/Pinacolborane
[4]Kikuchi T, Nobuta Y, Umeda J, et al. Practical synthesis of pinacolborane for one-pot synthesis of unsymmetrical biaryls via aromatic C–H borylation–cross-coupling sequence[J]. Tetrahedron, 2008, 64(22): 4967-4971.
[5]Ramachandran, P. Veeraraghavan. (2001). Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis || Pinacolborane. ,1–12.doi:10.1002/047084289X.rn00574.pub3
频那醇硼烷(Pinacolborane)是一种重要的有机硼化合物,广泛应用于有机合成和化学研究中。了解其化学性质和应用领域对于推动相关领域的科学进展具有重要意义。
简介:什么是频那醇硼烷?
手性醇及手性胺化合物被广泛应用于有机合成、材料科学、医药、农用化学及精细化工,酮及亚胺的不对称硼氢化反应为制备该类化合物提供了有效手段频哪醇硼烷,自 1991 年被报道以来,作为一种稳定的、商品化的、易定量的有机硼试剂被广泛应用于羰基化合物、亚胺及腈类化合物的还原反应及其机理研究中。在过去 5 年里,频哪醇硼烷也被应用于不对称硼氢化反应,以制备手性醇及手性胺。
1. 了解频那醇硼烷
中文名:频哪醇硼烷
别名:4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼杂环戊烷
分子式:C6H13BO2
分子量:127.98
CAS:25015-63-8
沸点:42-43 ℃,50 mm Hg
折射率:1.394-1.396
相对密度:0.882
闪点:5 ℃
溶解度:可溶于乙醚、THF、CH2Cl2 和其他有机溶剂
供应形式:纯无色液体,也以 1.0 M THF 溶液形式提供
试剂纯度分析:1H NMR、11B NMR(δ28.0,d)
2. 频那醇硼烷 NMR 光谱
祝冠彬等人报道了一种频哪醇硼烷的制备方法,该方法包括将频哪醇与二氯硼烷在碱性条件下进行缩合反应。实验中制备的频哪醇硼烷的1H NMR谱图如下图,从图可以看出,化学位移在1.273ppm处的核磁信号为产物频哪醇硼烷的四个甲基信号。
3. 安全说明
S8:保持容器干燥。
S16:远离火源。
S26:万一接触眼睛,立即使用大量清水冲洗并送医诊治。
S37/39:使用合适的手套和防护眼镜或者面罩。
危险类别码
R11:非常易燃。
R15:遇水会释放出极端易燃的气体。
R36/37/38:对眼睛、呼吸道和皮肤有刺激作用。
3. 频哪醇硼烷 SDS重要信息
3.1 急救措施
(1)一般建议
咨询医生。向主治医生出示安全数据表。
(2)如果吸入
如果吸入,将人员移至新鲜空气中。如果停止呼吸,进行人工呼吸。咨询医生。
(3)如果皮肤接触
用肥皂和大量水清洗。咨询医生。
(4)如果眼睛接触
用大量水彻底冲洗至少 15 分钟并咨询医生。
(5)如果吞咽
切勿让失去意识的人口服任何东西。用水漱口。咨询医生。
3.2 消防措施
(1)灭火剂
合适的灭火剂。使用水喷雾、抗酒精泡沫、干化学剂或二氧化碳。
(2)消防员的特殊防护措施
必要时,佩戴自给式呼吸器进行消防。
3.3 处理和储存
(1)理预防措施
避免接触皮肤和眼睛。避免形成粉尘和气溶胶。避免接触 - 使用前获取特殊说明。在形成粉尘的地方提供适当的排气通风。
(2)安全储存条件,包括任何不相容性
储存在阴凉的地方。将容器密封,放在干燥通风良好的地方。
3.4 个人保护措施,如个人防护设备 (PPE)
(1)眼/脸保护
符合 EN166 的带侧护罩的安全眼镜。使用经相关政府标准(如 NIOSH(美国)或 EN 166(欧盟))测试和批准的眼部保护设备。
(2)皮肤保护
穿着防渗透的衣服。必须根据特定工作场所危险物质的浓度和数量选择防护设备的类型。戴手套处理。使用前必须检查手套。使用适当的手套脱下技术(不接触手套的外表面)以避免皮肤接触本产品。使用后,根据适用法律和良好的实验室规范处理受污染的手套。洗手并擦干双手。所选的防护手套必须满足欧盟指令 89/686/EEC 及其衍生标准 EN 374 的规范。
(3)呼吸保护
处理大量物质时佩戴防尘面罩。
4. 频那醇硼烷的常见用途
(1)在催化剂存在下,频那醇硼烷会将烯烃氢化,而炔烃的氢化速度较慢。
(2)频那醇硼烷还会对醛、酮和羧酸进行无催化剂硼氢化。
(3)频那醇硼烷用于硼化,这是一种 C-H 活化形式。
(4)频那醇硼烷脱氢可得到二频那醇二硼烷 (B2pin2):
2 (CH3)4C2O2BH → (CH3)4C2O2B-BO2C2(CH3)4 + H2
5. 建议
频那醇硼烷凭借其在有机合成中的独特优势,成为了化学研究和工业应用中的重要工具。无论是作为反应中间体还是用于功能化研究,频那醇硼烷都能够显著提升实验的成功率和产物的纯度。如果您对频那醇硼烷的应用感兴趣,建议您进一步探索这一化学品的更多信息和应用案例。为了帮助您顺利采购这一优质化学品,推荐您访问 Guidechem,在那里您可以找到可靠的供应商和详细的产品资料。
参考:
[1] 刘文伯,陆展. 频哪醇硼烷在酮及亚胺的不对称硼氢化中的应用[J]. 有机化学,2020,40(11):3596-3604. DOI:10.6023/cjoc202008039.
[2] 朝阳康泉医化科技有限责任公司. 一种频哪醇硼烷的制备方法. 2016-10-12.
[3]https://baike.baidu.com/item/%E9%A2%91%E9%82%A3%E9%86%87%E7%A1%BC%E7%83%B7
[4]https://en.wikipedia.org/wiki/Pinacolborane
[5]https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/6364989
[6]Ramachandran, P. Veeraraghavan. (2001). Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis || Pinacolborane., 1–12. doi:10.1002/047084289X.rn00574.pub3
[7]https://www.guidechem.com/msds/25015-63-8.html
有机硼酸化合物在有机合成中具有广泛的应用。有机硼酸是Suzuki交叉偶联反应的重要原料,可与含有a,β不饱和键的羧基化合物进行共轭加成反应。本文介绍了一种制备4-羟基-3-甲氧硼酸频哪醇酯的方法。
方法一:
在装有加料漏洞的三口反应瓶中,加入四氢呋喃溶液,启动搅拌装置,将4-溴邻甲氧基苯酚及频哪醇硼烷加入至350mL四氢呋喃中,反应液冷却至-10℃,缓慢滴加正丁基锂的四氢呋喃溶液175mL,滴毕,室温反应12小时。向反应液中加入300mL的氯化铵水溶液,搅拌30分钟,然后加入400mL乙酸乙酯,分出有机层,有机层经无水硫酸钠干燥,过滤,滤液蒸干,残余物用体积分数20%的乙醇重结晶,得产物4-羟基-3-甲氧硼酸频哪醇酯。
方法二:
将七水合磷酸钾、联硼酸频哪醇酯B2(pin)2、Xphos-Pd-G2和Xphos依次加入至反应瓶中,加入6mL乙醇搅拌均匀,再加入4-溴邻甲氧基苯酚,在室温下反应1小时。反应液中加入5mL乙酸乙酯稀释,经硅藻土过滤,乙酸乙酯洗涤,合并滤液,减压浓缩得到粗产物,经硅胶柱层析分离,石油醚-乙酸乙酯洗脱,得4-羟基-3-甲氧硼酸频哪醇酯粗品。用体积分数20%的乙醇重结晶,得产物4-羟基-3-甲氧硼酸频哪醇酯。
[1] US6680401 B1, ;
碘化镱(II)是一种金黄色晶体,可以在700℃以下稳定存在。它可以溶于水和稀酸。制备碘化镱(II)的方法是将氧化镱溶解于氢碘酸中,然后蒸发溶液,最后析出晶体。
碘化镱(II)有以下几种应用:
1)制备高间同立构聚丙烯腈树脂。制备方法是将碘化镱(II)、2-溴丙腈引发剂、单体丙烯腈和2,2'-联吡啶配位剂溶解在N,N二甲基甲酰胺中,然后进行原子转移自由基活性聚合。通过该方法可以得到规整度达到0.35的聚丙烯腈树脂。
2)制备希夫碱稀土镱碘化物。制备方法是在无水无氧条件下,将N-(4-异丙基-2,6-二(二苯甲基)苯基)-3,5-二叔丁基-2-羟基苯甲醛亚胺与氢化钾反应得到相应钾盐,然后与碘化镱(II)反应,得到黄色晶体。该希夫碱稀土镱碘化物作为催化剂在醛或酮与频哪醇硼烷反应中具有高活性和广泛的底物适应性。
[1] CN201110008994.8一种制备高间同立构聚丙烯腈树脂的方法
[2] CN201710780366.9一种希夫碱稀土镱碘化物及其制备方法和应用
2-甲氧基-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧硼戊环是一种药物中间体,可以通过一步制备得到,而制备方法如下:
首先,在氮气氛围下,向经过脱水脱氧处理后的反应瓶中加入催化剂La[N(SiMe3)2]3,然后加入碳酸二甲酯和频哪醇硼烷。在室温下反应6小时后,接触空气终止反应。产物的核磁数据为:HNMR(400MHz,CDCl3)δ3.53(s,9H,CH3OBpin),1.18(s,40H,OBpin)。
2-甲氧基-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧硼戊环可以用于制备克立硼罗中间体1,3-二氢-1,5-二羟基-2,1-苯并氧杂硼戊环。克立硼罗是一种非激素类药物,具有使用方便、不良反应小、复发率低等优势,因此具有较高的临床应用价值。
制备克立硼罗中间体的方法包括以下步骤:
(1)制备5-苄氧基-2-溴-苯甲醛。
(2)制备5-苄氧基-2-溴-苯甲醛二乙缩醛。
(3)制备4-苄氧-2-甲酰基苯硼酸。
(4)制备5-苄氧基1,3-二氢-1-羟基-2,1-苯并氧杂硼戊环。
(5)制备1,3-二氢-1,5-二羟基-2,1-苯并氧杂硼戊环。
[1][中国发明]CN201910647023.4三硅胺稀土配合物在催化碳酸酯和硼烷反应中的应用
[2][中国发明]CN201810824426.7一种克立硼罗中间体的制备方法