从名字就可以看出,硼氢化氧化反应是2步反应:第一步是相应的硼烷试剂对烯烃(或者炔烃)的加成(即硼氢化反应);第二步是生成的烷基硼在碱性条件下的氧化反应,最经典最常用的条件就是NaOH/H2O2。 那么,很自然就会面临一个问题:那些对碱性条件敏感的底物该如何进行硼氢化氧化反应呢?比如含有酯基或内酯的底物,碱性条件下易消旋的手性底物,具有反应活性的烷基卤代烃等等。 在这个系列的上一期,我们曾提到一个例子,对双氧水敏感的底物可以用过硼酸钠来进行第二阶段的氧化反应(详见:硼氢化氧化[1] 底物中的氨基对硼氢化氧化反应有哪些特别的影响?)。 实际上,由于过硼酸钠更为温和的性质,很多对碱不稳定的底物也可以用过硼酸钠来替代NaOH/H2O2进行反应。下面列举几个代表性的例子供大家参考,主要是一些天然产物的全合成案例。 另外,如果NaBO3和NaOH/H2O2都搞不定的底物又该怎么办?详见文末勃林格殷格翰公司的一个案例。
(−)-Sinulariadiolide是从Okinawan Sinularia样品中分离出的一种具有独特9元内酯结构的三环化合物。 德国Max-Planc研究所的大佬Alois Fürstner(详见:Aryl-Alkyl[1] 大佬力荐的Angew高光:FeCl3催化Ar-Br和R-Br直接偶联!放大至60 kg!)的团队曾在2019年的一篇JACS上报道了(−)-Sinulariadiolide的全合成。其中化合物7的合成就涉及烯烃的硼氢化氧化反应。 含有酯基的烯烃中间体6在铜盐和手性配体的作用下进行硼氢化反应,随后在过硼酸钠的作用下以良好的收率得到手性醇7。 Reagents and conditions: (e) (i) B2(pin)2, tBuONa (15 mol %), CuCl (6 mol %), (S,S)-methyl-DUPHOS (6 mol %), MeOH, tetrahydrofuran (THF), 0 °C; (ii) NaBO3·6H2O, aq THF, 90 °C, 74%;
含有内酯结构的手性烯烃中间体27的硼氢化氧化反应也是在过硼酸钠条件下完成,收率高达90%。
在河豚毒素Tetrodotoxin的中间体Cep-210的合成中,含有酯基的烯烃23在进行硼氢化氧化反应时也是采用过硼酸钠作为氧化剂。
在中间体5的合成过程中,涉及烯烃的硼氢化氧化反应。在反应的硼氢化阶段,为了实现烯烃末端碳的选择性反应,需要采用大位阻的硼烷试剂,而9-BBN作为硼氢化试剂可以提供单一的异构体。 但在随后的氧化阶段,不论是采用经典的NaOH/H2O2还是更加温和的NaBO3,都是以环氧化合物5''作为主要产物。 After a solution of 1 M BH3·THF in THF (8.1 L, 2.1 equiv) was cooled to 0 to 5 °C, 2-methyl-2-butene (1.14 kg, 16.2 mol, 4.2 equiv) in THF (2.6 L) was added below 10 °C. After 1.5 h at 0 to 5 °C, 6 (1.28 kg, 3.86 mol) in THF (3.9 L) was added below 5 °C. After 1.5 h, water (140 g) was added, followed by the addition of a slurry of MMPP (3.82 kg, 2.0 equiv) in water (5.2 L) at 10–30 °C. After 10 min, NaHSO3 (0.8 kg) in water (1.3 L) was charged to quench the reaction. After the removal of THF (14 L) under a vacuum, product 5 was extracted with EtOAc (6.5 L) and washed with water (3.9 L). After the solvent was switched to heptane (5.2 L), the white solid was collected and washed with heptane (1.5 L). After being dried, product 5 (1.25 kg) was obtained in a 93% yield. 参考文献:Org. Process Res. Dev. 2022, 26, 10, 2973–2978 注:文中图片可能源于参考文献,如有侵权,请联系删除。 |
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