【反應匯總】有機芳基硼酸及其衍生物的制備小結

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自從 由鈴木章在1979年首先報道后，在有機合成中的用途很廣，具強的底物適應性及官能團容忍性，常用于合成多烯烴、苯乙烯和聯苯的衍生物，從而應用于眾多天然產物、有機材料的合成中。有機硼酸類化合物成為非常重要的中間體。除了，，，，，也是以硼酸為底物。近年來，各種在光化學的加持下，各種新型的官能團轉化制備芳基硼酸的方法被開發出來，制備芳基硼酸已經不局限于芳基鹵代烴（溴，碘），如芳基氟，芳基羧酸，芳胺，酚，甚至芳烴直接C-H活化都可以直接轉化為相應的芳基硼酸。下面對常見的幾種有機硼酸的方法做一個介紹（點擊標題查看詳細內容），方便大家學習交流。

一、

鈀催化下芳基鹵代物和雙聯硼試劑反應制備芳基硼酸酯的反應。對于分子中帶有酯基、氰基、硝基、羰基等官能團的芳香鹵代物來說, 無法通過有機金屬試劑來制備相應的芳基硼酸，用此方法可以實現。

二、

經典合成單取代芳基硼酸(酯)的方法是用格氏試劑或鋰試劑和硼酸酯反應來制備。

用這種經典方法的缺點是單取代芳基硼酸酯有進一步生成二取代硼酸，甚至三烷基硼的可能，因此反應須在低溫下進行。解決這個問題的一個有效的辦法是使用硼酸三異丙酯和有機鋰試劑反應, 可以避免二烷(芳)基硼烷和三烷(芳)基硼烷的產生。反應完后通常加入稀鹽酸酸化直接高收率地得到芳基硼酸酯。【Brown, H. C.; Cole, T. E. Organometallics, 1983, 2, 1316. Brown, H. C.; Bhat, N. G.; Srebnik, M. TetrahedronLett. 1988,29,2631. Brown, H. C.; Rangaishenvi, M. V. Tetrahedron Lett. 1990,49, 7113, 7115.】

利用此試劑可以直接得到芳基硼酸頻哪醇酯，操作也比硼酸三甲酯更方便。實際操作中如果先拔鹵制備芳基鋰，再加硼酸酯反應效果不好，可以考慮先將兩個底物溶于無水THF，降溫至-78℃，然后緩慢滴加正丁基鋰，加畢，升至室溫，攪拌1小時，即可得到產物。飽和氯化銨淬滅反應，萃取，干燥，濃縮得到粗產物。如果反應干凈的話，可以直接用于下一步反應，剩余的 異丙醇頻哪醇硼酸酯 不影響下一步。

三、 芳基羧酸脫羧硼化反應

【實用有機合成化學】

【 Org. Lett ., 2017 , 19 , 4291?4294 】

【 砌塊化學】

硼酸(酯)是一種重要的分子合成砌塊，尤其是特殊硼酸(酯)如雜環，烯丙基，飽和烴以及含有兩官能團的底物 硼酸(酯)是合成化學的熱門砌塊。筆者打算用接下來的幾期文章介紹硼酸(酯)的合成新思路。

2019JACS最新一期發表了Melanie S. Sanford教授的一篇文章，介紹從酸直接合成硼酸(酯)的方法，該方法的優勢如下：

JACS 2019 Oct 16. doi: 10.1021/jacs.9b08961

【 實用有機合成化學 】

【 Angew.Chem. Int. Ed. , 2018 , 57 , 16721 –16726 】

2017年，德國明斯特大學（Westfa?lische Wilhelms-Universita?t Mu?nster）的Frank Glorius教授從芳香羧酸出發，將其與N-羥基鄰苯二甲酰亞胺（NHPI）或N-羥基四氯鄰苯二甲酰亞胺（TCNHPI）混合制得相應的酯2，隨后加入硼化試劑B2pin2，在可見光LED燈的照射下脫羧硼化便可得到芳香硼酸頻哪醇酯產物。

【 J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 7440】

【Nature Communications, 2022,13, 7112】

五、芳胺直接制備芳基硼酸酯

【 實用有機合成化學 】

【 Angew.Chem. Int. Ed. , 2010, 49, 1846 –1849 】

【 Synlett ., 2014 , 25,1577-1584】

利用廉價易得的芳胺直接制備芳基硼酸酯是一種非常高效經濟的制備芳基硼酸酯的方法。近期，Akira Shiozuka和Kohei Sekine*等人報道了光誘導下利用雙聯硼頻哪醇酯直接將芳基伯胺轉化為芳基硼酸酯的方法，另外控制反應條件還可以直接脫氨，制備芳烴。

【 Organic Letters 2022 , 24, 4281-4285；DOI: 10.1021/acs.orglett.2c01663】

六、【有機合成路線】

七、酚直接脫氧硼化

近期，四川大學曾小明教授課題組報道了一種由酮和酚制備硼酸酯的新方法。在鉻催化下，利用頻哪醇硼烷和各種烯基三氟甲磺酸酯和非活化的芳基羧酸酯反應分別得到相應的烯基和芳基硼酸酯。【Org. Lett. 2022, 24, 17, 3227–3231；https://doi.org/10.1021/acs.orglett.2c01015】

【ACS Catal., 2022, 12, 8904?8910】

八、【 實用有機合成化學】

九

硼保護的鹵代硼酸類Burke硼酸試劑在迭代交叉偶聯反應中用很廣的應用1–6。Burke硼酸試劑相應的硼酸可以用稀釋的堿性水溶液（NaOH o或NaHCO3）水解釋放出來1–4 。.Burke硼酸試劑可以和其他很多合成試劑兼容，能夠由簡單的有機硼化物原料合成各種復雜的硼酸3,6。也可以作為穩定的交叉偶聯的原料，在堿性水溶液條件下，可以水解放出相應的硼酸直接參與反應2,3,7。Burke boronates是很好的單體類晶體，粉末狀固體，在空氣中可以長期保存，柱層析穩定1–3,6。

【化解Chem】

十、（點擊標題查看詳細內容）

【 Synlett , 2003, 2009–2012】

十一、其他

南京大學的史壯志團隊2019年該團隊在頂級期刊Nature上發文報道三溴化硼作為媒介的吲哚或芳環系列的C-H直接硼酯化反應，非常高效。底物普適性很廣，產率最高可達到99%。

【Nature, 2019, 575, 336–340】

近期，Naoki Oka等人報道了一種新型的芳基硼酸酯----芳基硼酸

1,1,2,2-四乙基乙二醇酯[ArB(Epin)s]。此類型硼酸酯非常適合利用硅膠柱層析進行純化，而且分離產率非常高，克服了常規硼酸酯的分解和拖尾問題。利用ArB(Epin)用于產率也優于相應的芳基硼酸或芳基硼酸頻哪醇酯。【Org. Lett. 2022, 24, 19, 3510–3514】

此試劑和硼酸頻哪醇酯的合成方法類似，合成起來非常方便，可以通過芳基硼酸與1,1,2,2-四乙基乙二醇進行酯化得到，也可以利用B2Epin2進行得到。

蘇州大學徐信 教授課題組在之前的研究中 ( Organometallics 2019 , 38 , 3212) 發現，雙茂鈧的胺基硼烷化合物在與4-二甲基胺基吡啶 (DMAP) 發生化學當量反應時，選擇性生成了DMAP鄰位硼基化產物 (Scheme 1b)。受此工作啟發，作者考察了 雙茂稀土配合物催化的吡啶與頻哪醇硼烷 (HBpin) 的反應，并發現使用釔的烷基化合物可以成功實現一系列吡啶類底物與HBpin的鄰位選擇性C-H鍵硼基化反應 。

【 實用有機合成化學】

【Org. Process. Res. Dev., 2018, 22 , 1489–1499】

【Org. Synth. 2022, 99, 39–52；DOI: 10.15227/orgsyn.099.0039】

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