过渡金属催化不对称C—H硼化反应研究进展

过渡金属催化不对称C—H硼化反应是构建手性有机硼化合物最为有效的策略之一,具有原子和步骤经济性,在合成化学、药物化学和材料学等领域受到广泛关注.新型手性配体的设计与合成是过渡金属催化不对称C—H硼化反应成功的关键,根据手性配体的设计和发展过程,对近年来实现的过渡金属催化不对称C(sp2)—H和C(sp3)—H硼化反应的研究进展进行综述.     

亮点介绍

无金属参与的硼化反应:从N-对甲基苯磺酰基腙合成烷基硼酸酯Angew.Chem.Int.Ed.2012,51,2493～2496有机硼化合物,包括芳基硼化合物和烷基硼化合物,在有机合成上有着重要的作用.近些年来,烷基硼化合物的偶联反应以及官能团转化反应取得了很大的进展.与此同时,烷基硼酸的生物活性研究也得到了较多的关注.目前合成烷基硼化合物主要有四种方法:一是格氏试剂或锂试剂与硼试剂反应;二是Brown硼氢化反应;三是Miyaura     

基于自由基机理的有机硼酯化反应

有机硼酸和硼酸酯化合物是以Suzuki-Miyaura偶联为代表的多种重要化学反应的底物.发展有机硼化合物的高效合成方法具有重要意义.近十年来,基于自由基机理的有机硼酯化反应得以发展,并迅速成为高效构建碳硼键的一类重要方法.自由基硼酯化反应的一般策略为：利用不同反应条件产生的碳自由基活泼中间体与联硼化合物反应,生成相应的有机硼酸或硼酸酯.本文根据反应产生的碳自由基种类的不同,将硼酯化反应分为基于芳基自由基和基于烷基自由基两大部分.各部分依据自由基前体种类的不同,又具体分为基于碳氮、碳氧、碳卤等化学键的硼酯化反应以及羧酸脱羧硼酯化反应.最后,我们进一步总结分析了未来自由基硼酯化反应的研究趋势.     

铜催化芳香醛和酮的氢硼化转化合成苄基硼酸酯类化合物（英文）

有机硼化合物广泛应用于合成化学、药物化学以及材料化学等领域,开发新颖实用的方法合成有机硼化合物是重要的研究领域.在各种有机硼化合物中,苄基硼酸酯有着一些特有的性质,例如活性相对较高,可以有效地当作苄基化试剂使用.目前已有多种合成苄基硼酸酯的方法,主要集中在苄基格氏试剂或者锂试剂的硼化反应,但是该方法底物兼容性较差,而且苄基格氏试剂或者锂试剂的制备比较困难.随着催化反应的发展,过渡金属(如Pd,Cu,Ni,Fe)催化苄基卤代物的硼化反应及芳基卤代物和1,1-二硼类化合物的偶联反应能够有效地合成这类化合物.一级苄醇在钯或铜的催化作用下也可以转化为苄基硼酸酯.苄基C–H键的催化硼化是潜在的构建苄基硼酸酯的高原子经济性的方法,但目前其选择性和反应活性仍不高.在无金属催化的条件下,对甲苯磺酰腙类化合物与HBpin或B_(2pin_2)发生1,2-金属迁移是合成苄基硼酸酯的有效方法.到目前为止,虽然有很多种合成苄基硼酸酯的方法,但仍无法满足其合成需求,因此开发新型的方法合成苄基硼酸酯具有重要的意义.本文开发了一种新型的铜催化芳香醛/酮类化合物的脱氧氢硼化转化体系.使用廉价易得的铜作为催化剂,叔丁醇钠或者叔丁醇钾作为碱,醇质子作为氢源,在100℃的条件下,芳香醛和芳香酮可直接转化成一级和二级苄基硼酸酯类化合物,该反应操作简单,反应体系可以兼容多种官能团,分离产率在21%–77%之间.反应机理方面,该转化有两种可能的过程,(1)反应体系中首先生成1,1-偕二硼化合物,该化合物在碱和EtOH的作用下发生脱硼质子解,最终转化成苄基单硼化合物;(2)醇质子转化成负氢物种,并与体系中的冄-OBpin硼酸酯生成四配位硼,发生1,2-迁移后得到目标产物.为了验证上述两种反应途径的可行性,我们进行了一系列的控制试验.首先合成了苯乙酮的1,1-二硼化合物,在催化量碱与当量醇的作用下,以99%的收率得到了脱硼质子解的产物,说明1,1-二硼化合物可以在反应体系中转化成苄基单硼化合物.以苯甲醛作为原料合成了冄-OBpin硼酸酯,首先将其投入到甲醇、叔丁醇钠和B_(2pin_2)的体系中,最终得到了47%的苄基单硼;同时将冄-OBpin硼酸酯投入到HBpin与叔丁醇钠的体系中,得到了57%的苄基单硼化合物,说明第二种反应过程通过1,2-迁移得到目标产物也是可行的.在当前的实验条件下,两种反应路径都是可能的.     

铜催化的α,β-不饱和化合物的不对称共轭硼化反应研究进展

有机硼化合物是一种重要的有机合成中间体,有机硼酸及其衍生物可以被很容易的转化为一系列的功能性化合物并保持其空间构型不变.铜催化的α,β-不饱和化合物和联硼酸酯的不对称加成反应已经成为一个新颖的合成手性有机硼化合物的方法.综述了铜催化的α,β-不饱和化合物的不对称共轭硼化研究进展,其中包括了双膦配体、卡宾配体以及其它配体诱导的共轭硼化反应.     

一种实用与通用的硼酸频哪醇酯的胺化试剂:碘化1-氨基-三乙烯二铵盐

有机硼化合物因其易于转化而成为有机合成中常用的试剂[1].在其转化中,C-B键胺化是一种非常有价值的合成胺的方法,在药物合成中极具吸引力.早期的研究通过使用氯胺、烷基叠氮化物或羟胺衍生物作为两亲性氮源,实现了多种亲电硼烷衍生物的胺化[2].随着有机硼化学的发展,有机硼酸频哪醇酯(R-Bpin)已被广泛用于各种转化中,但其直接胺化仍具有挑战性[3].     

电化学合成C-磺酰基化合物的研究进展

磺酰基化合物是一类重要的有机硫化合物,在医药、农药和功能材料等领域中均具有广泛的应用,因此,有效的磺酰基化合物的合成策略已成为化学工作者们广泛研究的热点.有机电化学合成是一种绿色、温和、高效的合成策略,其在磺酰基化合物的合成中显示出了巨大的潜力.本综述介绍了近年来利用电化学手段合成C-磺酰基化合物的反应.按照电化学合成C(sp)-磺酰基化合物、C(sp²)-磺酰基化合物以及C(sp³)-磺酰基化合物的反应进行了分类归纳讨论,并对相应的反应机理进行了阐述,为今后此类反应在有机合成中的应用提供参考.     

过渡金属催化氮原子导向的芳基邻位C—H键硼化反应研究进展

芳基硼化合物在合成化学、材料化学和生物医学领域都有着广泛的应用,其合成方法一直是有机合成领域中的研究热点.导向基团辅助过渡金属催化的C—H键硼化反应具有步骤经济性,底物多样性,高区域选择性的优点.其中含氮原子导向基团底物的硼化反应引起了学者们的兴趣,因为N, C螯合的四配位有机硼化物是重要的光电材料.按照不同过渡金属(铱、铑、钯、钌)总结了近年来含氮原子导向的芳香化合物邻位C—H键硼化反应的进展.     

金刚石薄膜电化学

金刚石由于其特殊的物理与化学性质,早在几百年前就吸引了人们对它的关注.化学气相沉积(chemical vapor deposition,CVD)法制备的高掺杂硼复合多晶金刚石薄膜,为金刚石薄膜在电化学中的应用开辟了新的领域.作为新型碳素电极材料,高掺杂硼复合多晶金刚石薄膜具有许多目前使用的电极材料所不可比拟的优异特性如:宽电化学势窗,低残留电流,极好的电化学稳定性以及表面不易被污染等.本文综述了高掺杂硼复合多晶金刚石薄膜电极在电化学中的几个重要应用,包括电分析、电合成及电化学法处理废水等.     

基于四配位硼的1,2-迁移反应研究进展

有机硼化合物是合成方法学中重要且通用的合成骨架.由于其独特的性质,它们在有机合成中表现出巨大的价值.有机硼化合物具有丰富的转化能力,近年来,由于其迁移反应高效、反应条件温和而受到了化学家们的广泛关注,用于快速构建各种碳碳键和碳杂键.本篇综述根据不同的反应条件和键的形成,系统总结了近年来基于四配位硼中间体的1,2-迁移反应.     

稳定硼烷加合物在有机硼化物合成中的应用研究进展

有机硼化合物在合成化学、材料科学、生命健康等领域都有广泛应用,因此有机硼化合物的合成一直是研究热点.目前,催化C—B键形成反应通常使用联硼酸频哪醇酯(B2Pin2)、频哪醇硼烷(HBPin)、儿茶酚硼烷(HBCat)等作为硼试剂.相比于传统的硼试剂,硼烷与胺、膦或N-杂环卡宾等强Lewis碱的加合物(统称为稳定硼烷加合物)具有易于合成、稳定性高、易操作等特点,其作为硼试剂参与的有机硼化合物的合成最近受到越来越多的关注,已被成功用于烯(炔)烃的硼氢化、C—H键硼化、卡宾对B—H键的插入、硼自由基串联环化、取代等反应中,为有机硼化合物的合成提供了新的思路和方法.以反应类型为线索,系统综述了稳定硼烷加合物在有机硼化物合成中的应用研究进展.     

卤素阴离子催化的立体可控炔烃碳硼化反应研究

碳硼化反应作为有机合成双官能化反应的策略之一,是合成各种天然产物、药物分子及精细化工产品重要的方法.对卤素阴离子催化的立体可控炔烃碳硼化反应进行了详细研究,通过卤素阴离子种类、用量、反应底物、溶剂、温度和时间等因素对反应活性、立体选择性的影响及其相互作用机制的探索,发展了一种高立体选择性地制备E式1,1-碳硼化物的新方法;相关研究表明,不同的Z、E构型碳硼化物作为催化剂,对环氧环己烷开环聚合的活性具有明显的差异.开展相关的立体可控碳硼化反应新方法的研究,不仅进一步拓展了烯基硼化物在有机双官能团转化反应中的应用,也对发展新型含硼有机化合物的研究与应用具有重要意义.     

铜催化α-重氮酮对硼氢键的不对称插入反应

手性有机硼化合物在有机合成、医药、材料等诸多领域中有广泛的应用,发展该类化合物的高效合成方法一直广受关注.此前,我们发展了过渡金属催化卡宾对硼氢键(B—H)的插入反应,并实现了α-重氮酯对B—H键的不对称插入反应.本文以手性螺环双噁唑啉配体和铜的络合物作为催化剂,首次实现了α-重氮酮对膦-硼烷加合物的B—H键不对称插入反应,获得了较高的收率和高达83%ee的对映选择性.该研究成果是为数不多的以α-重氮酮作为卡宾前体的不对称杂原子氢键插入反应,为手性α-硼取代酮化合物这类新的有机硼化合物的合成提供了有效方法.     

芳基多硼化合物的制备及其选择性偶联反应

正Angew.Chem.Int.Ed.2014,53,1822~1826钯催化有机硼酸与卤化物的反应,即Suzuki-Miyaura交叉偶联反应是应用最广泛的C—C键形成方法之一.为了更有效地合成更复杂的化合物,多官能团底物的制备和选择性反应就显得非常重要.多卤化物的研究已经广为人知,而反应性可以区分的多硼化合物则更具有挑战性,仅在近年来引起合成化学家的关注.文献中一些双硼化合物都是从含有其它官能团的有机硼制得,因而制备步骤繁琐,限制了其应用范围.西安交通大学前沿科学技术研究院有机     

铱催化的(杂)芳烃远端区域选择性C—H硼化反应的最新进展(英文)

(杂)芳基硼酸及其衍生物在合成化学、材料科学和药物化学领域具有广泛的用途,因此,其合成方法研究一直备受关注.铱催化的C—H硼化反应是合成这类化合物最为有效的途径之一,然而,由于反应机理的限制,区域选择性可控的C—H硼化是铱催化体系的一大挑战,同时也是该领域的一个重要发展方向.系统介绍了最近几年铱催化的芳烃远端硼氢化反应的最新进展.     

碳硼烷硼端衍生物的合成与表征

在路易斯酸催化下,碳硼烷分别与对氰基溴化苄、三苯基膦在甲苯溶液里回流,前者反应中,制备得碳硼烷的硼端与对氰基苄基中的亚甲基直接偶联的产物1,通过调整催化剂的含量,可以显著地提高含B-Cl键的产物2的产率;与三苯基膦的反应中,碳硼烷失去一个硼顶,并与三苯基膦中的P原子直接偶联,生成含B-P键的巢式碳硼烷衍生物3。对此两类化合物进行了核磁、质谱、红外及单晶衍射等表征。化合物1和2中均发现碳硼烷的CH与N形成CH…N氢键和CH…π的弱作用,其中化合物2中,还存在CH…Cl。在巢式化合物3中,发现碳硼烷的CH参与了罕见的CH…HC相互作用。这类反应成功合成了含有B-C、B-Cl、B-P键的碳硼烷衍生物。     

光电化学在有机合成中的应用

近年来，光电化学技术逐渐发展为有效的有机合成手段。光化学高效的催化性能与电化学反热力学直觉特性的结合大大简化了某些有机合成路线。本文介绍了当前与光电化学相关的部分有机反应，总结了在光电化学中广泛应用的若干染料敏化催化剂，并展望了光电化学未来的应用前景。     

基于羧酸作为酰基源的有机偕二硼化合物双官能化转化

正Angew.Chem.Int.Ed.2018,57,5501～5505有机偕二硼化合物由于具有选择性地进行单官能团以及双官能团化的潜力而受到越来越多的关注.然而,目前有机偕二硼化合物的选择性双官能团化依旧具有许多挑战.当有机偕二硼中的一个C—B键进行官能化之后,第二个C—B键的反应活性往往会降低.但是,将偕二硼中的一个C—B键首先接入酰基能够以形成烯醇硼的形式直接活化第二个C—B键,从而实现有机偕二硼的双官能化.中国科学院兰州化学物理研究所苏州研究院/羰基合成与选择     

水热合成新型硼磷酸盐化合物的研究进展

作为潜在的新型功能材料，硼磷酸盐近几年得到了科学家的极大重视。本文从结构化学角度对水热合成硼磷酸盐化合物进行了总结，并着重对过渡金属、P区主族元素和含有机模板硼磷酸盐化合物所具有的典型结构进行了描述和归类，同时还讨论了硼磷酸盐的最新研究进展及其发展方向。     

铁催化酮羰基的硼化反应合成α-羟基硼酸酯

报道了一种铁催化烷基酮类化合物硼化合成三级α-羟基硼酸酯的反应,使用了可商业购买的FeBr₂作为催化剂,加入醇作为添加剂来加速反应的进行,同时避免副反应的发生.通过该方法合成了一系列三级α-羟基硼酸酯化合物,反应具有很好的底物兼容性以及官能团兼容性.该铁催化剂对于大位阻的酮类化合物的硼化反应,表现出优于铜催化的活性.同时该反应可应用于克级规模的制备,随后通过对三级α-羟基硼酸酯的C-O键进行官能化,将所得的三级α-羟基硼酸酯转化为三级烷基硼酸酯以及偕二硼、偕硅硼类化合物.