乙硼烷(B2H6)是有毒的和自燃性气体,非常易于水解和氧化。对其 进行处理必须极度小心并且必须在低于-20。C的温度下运输和储存。为了降 低乙硼烷的危险,常常使用硼烷(BH3)与例如四氢呋喃、硫醚、胺和磷 化氢的供电子分子的#物进行有机反应,尤其是用于官能团的还原以及 与烯烃和炔烃的硼氢化反应。通过这种硼烷*物还原的官能团包括醛、 酮、内酯、环氧化物、酯、酰胺、肟、亚胺和腈基团。
硼烷最常用的来源是硼烷-四氢呋喃^物的四氢呋喃(THF)溶液, 其可以在市场上购得并且浓度通常为l摩尔/升。然而,由于四氢呋喃环的 醚裂开,硼烷-THF ^物易于受热分解,产生丁氧基硼烷并最终产生硼 酸三丁酯作为分解产物。根据US6,048,985,即使对于较高浓度的溶液, THF溶液中硼烷-THF络合物的储存稳定性在低温下也显著提高。
众所周知,与例如二乙醚或源自乙二醇的甘醇二甲醚系列的直链醚相
比,四氢呋喃与硼烷形成的^物更牢固。其它具有五元环结构的醚至今 还没有研究。硼烷试剂与其他的络合剂是可以得到的,但是具有固有的缺 点。例如,硫醚硼烷是高浓的,但是由于其强烈的气味使得商业应用受到 限制。胺硼烷的反应性常常不足以还原特殊的官能团。此外,这样的* 剂有时难以从反应混合物中除去,并且分离所需产品变得困难。取决于底物,使用硼烷试剂的硼氢化反应和还原反应通常在环境温度 或更低的温度进行以提高选择性。然而有时通过在反应容器内将硼烷试剂 和底物(即,与硼烷试剂反应的化合物) 一起加热并且防止气态乙硼烷从 反应容器中逸出而使用硼烷试剂。由于一些硼烷试剂的热稳定性低和气态 乙硼烷有可能损失,通常在该转换中使用过量的硼烷试剂。反应结束后, 通过对反应混合物进行急冷(例如用乙醇),以在加工前破坏任何残留的 硼烷试剂。显然,络合剂的性质强烈地影响硼烷试剂的稳定性和反应性、 反应进行的压力和温度以及加工步骤。
因此,为了使釆用硼烷试剂的有机转换获得较高效率,需要开发具有 改善的稳定性和反应性的新型硼烷试剂以及使用它们的方法。
发明概要
本发明提供了包含取代的四氢呋喃作为^剂和溶剂的新型硼烷醚络 合物。本发明的另 一个目的是开发使用新型硼烷醚^物进行有机反应的 方法。
因而,已经发现了通式l的新型硼烷醚M物,
其中
W至I^彼此独立地表示氢、d-do烷基、CVC6环烷基、苯基、苄基、
取代的笨基或具有通式CH20R5的取代基,其中R5为C广do烷基、C3-C6 环烷基或-[-CHI^CH20-】n-R7,其中W为氢或甲基,W为d-do烷基并且 n为1至20的整数,
或者R1至R4中两个相邻的取代基在一起为选自由-CH2CH2-、 CH(CH3)CH2-、 -CH2CH2CH2-、 -CH(CH3)CH(CH3)-、 -CH(CH2CH3)CH2-、-c(ch3)2c(ch3)2-、《仏<:(<:113)2«12-和-((:112)6-组成的組的二价基团,与
四氢呋喃环的-CH-CH-部分形成环状结构,
条件是取代基R1至R4中的至少一个不是氢。
本发明的新型硼烷醚络合物可通过用于合成硼烷-四氢呋喃络合物的 类似方法制备。 一种方法包括由硼氬化钠和三氟化硼在各取代四氩吹喃中 原位产生硼烷(参考A. Pelter, K. Smith, H. C. Brown, "Borane Reagents" 第421-422页,Academic Press 1988)。优选地,通过将气态乙硼烷直接 添加到各取代的四氢呋喃中制造高纯的新型硼烷醚^物。
本发明的新型硼烷醚*物可用于多种有^^转换。实例为官能团的还 原和与烯烃和炔烃的硼氢化反应。由该硼烷^物还原的官能团可包括例 如醛、酮、内酯、环氧化物、酯、酰胺、肟、亚胺、羧酸和腈基团。
本发明的新型硼烷醚*物与已知未取代四氢吹喃的硼烷^物相比 提供了许多优点。由于取代四氢呋喃与未取代的四氢吹喃相比通常具有较 高的沸点(例如2-甲基四氢呋喃为78X:,而THF为66°C )和闪点(例如 2-甲基四氢呋喃为-ll"C,而THF为-17'C),因此化合物具有较低的可燃 性危险。取决于与新化合物1的五元环连接的取代基的性质、数和位置, 新型硼烷醚^物极性较小,并且醚性的^剂与未取代的四氢呋喃相比 显示出降低的水溶混性,这有利于反应混合物的加工步骤。此外,新化合 物在热分解时释放的能量在大多数情况下比硼烷-四氢呋喃低得多,这使得 新化合物产生了重要的安全性优势。
当与甲基取代的手性噁唑硼烷催化剂(称为MeCBS催化剂,参考 Corey, EJ.等人,Angew. Chem, Int. Ed., 37,1986-2012(1998)) —起用于酮 的对映选择还原时,意外地发现,由新型硼烷醚*物获得的对映体过量 高于硼烷-四氬呋喃。
附图简述
图1显示了硼烷-2-甲基四氢呋喃在2-甲基四氢呋喃中的0.88M溶液
6(根据实施例1制备)在添加和未添加硼氳化钠时在环境温度下的保存期 限或分解研究。
图2显示了硼烷-2-甲基四氢呋喃在2-甲基四氢呋喃中的0.88M溶液 (根据实施例1制备)在环境温度下和在0至5"C的保存期限或分解研究。 图3显示了硼烷-2-甲基四氢呋喃在2-曱基四氢呋喃中的0.88M溶液
(根据实施例i制备)在添加硼氩化钠时在环境温度下和在o至sr;的保
存期限或分解研究。
图4显示了硼烷-2-曱基四氢吹喃在2-甲基四氢呋喃中的0.88M溶液 (根据实施例1制备)在添加和未添加硼氢化钠时在0至5t:的保存期限 或分解研究。
图5比较了硼烷-2-曱基四氢呋喃在2-甲基四氢呋喃中、硼烷-四氢呋喃 在四氢呋喃中的1M溶液在添加和未添加硼氬化钠时在环境温度下的M 期限或分解研究。
图6显示了 2,5-二甲基四氢呋喃中的硼烷-2,5-二甲基四氢呋喃在环境 温度下的分解。
发明详述
本发明的新型硼烷醚络合物具有根据通式1的化学结构:
formula see original document page 7其中
R!至R4彼此独立地表示氢、Q-do烷基、CVC6环烷基、苯基、苄基、 取代的苯基或具有通式CH20R5的取代基,其中R5为d-do烷基、C3-C6 环烷基或+CHI^CH20-】n-R7,其中W为氢或甲基,R?为C广do烷基并且 n为1至20的整数,或者两个相邻的取代基R1至R4在一起为选自由-ch2ch2-、 -ch(ch3)ch2-、 -ch2ch2ch2-、 ch(ch3)ch(ch3)-、 -ch(ch2ch3)ch2-、
-c(ch3)2c(ch3)2-、 -012(:((:113)2<:112-和-((:112)6-组成的组的二价基团,与
四氢呋喃环的-ch-ch-部分形成环状结构,
条件是取代基R1至R4中的至少一个不是氢。
本文所使用的术语"d-do烷基"表示包含1至4个碳原子的支链或 直链饱和烃基。实例为甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲 丁基、叔丁基、己基和辛基。
术语"C3-C6环烷基"表示包含3至6个碳原子并含有单环或多环结 构残基的饱和烃基。实例为环丙基、环丁基、环戊基和环己基。
术语"取代的苯基"表示至少一个氢原子被例如氟、氯、溴或碘的面 原子或d-Q烷M代替的苯基。
术语"d-Q烷氧基"表示源自包含1至8个碳原子的支链或直链脂 族一元醇的基团。实例为曱氧基、乙氡基、丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、 异丁氧基和正戊氡基。
术语"相邻的"表示被三个键分开的两个基团的相对位置。
应当强调,所有的立体异构体都包括在下述情况中:其中超过一个的 存在于通式1化合物的五元环中的取代基R1至R4不是氢。
本发明的新型硼烷醚^物可通过乙硼烷与各取代的四氢呋喃的反应 而制备。为了实现该反应,可通过任何方法使乙硼烷与各取代的四氢呋喃 接触,包括其原位形成,例如由碱金属硼氬化物的原位形成。优选通过将 气态乙硼烷直接添加到各取代的四氢呋喃中而制备高纯的本发明新型硼烷 醚络合物。在该合成中,取代四氢呋喃与乙硼烷相比通常以大的过量存在,
也可存在其它与硼烷^能力较差、至少部分与各取代的四氢呋喃混溶的
溶剂,例如直链醚,例如二乙醚,或烃,例如戊烷、己烷、庚烷、环己烷、 甲苯或二甲苯。
新型硼烷醚^物在含有溶剂或溶剂混合物的各取代四氢呋喃中的浓
8度通常为0.01至3摩尔/升,优选0.1至1.5摩尔/升,最优选0.5至1.25摩
尔/升。
本发明新型硼烷醚^^物的形成反应通常是放热的。由于硼烷醚^ 物的热不稳定性,通常最好控制反应过程中反应混合物的温度。为了避免 副反应和杂质的形成,反应混合物的温度应低于环境温度,优选低于O'C, 最优选低于-30。C。
热反应非常重要。如果使用浸没于醚溶液表面之下的浸入管或浸入口向溶 液中添加气态乙硼烷,推荐进行强冷却、强烈搅拌以及緩慢的加入速率, 以防止局部加热。当将乙硼烷加入含有所需醚溶液的反应容器的顶部空间 时同样如此,但此时反应在气相以及整个液相表面上方发生。如有必要, 可在使乙硼烷与醚络合剂接触前使用例如氮或氩的惰性气体将其稀释。由 低温储存的乙硼烷制备醚性硼烷试剂与原位路线相比,可制得较高純度的 硼烷试剂。此外,由硼氩化钠制备醚性硼烷试剂产生了有害于不对称还原 的硼氢化钠和四氟硼酸钠杂质。
众所周知,醚性硼烷络合物易进行热分解。对于已知的硼烷-四氢呋喃 #物,通过四氢呋喃环的醚裂开而发生热分解。在反应过程中或者如果 储存不恰当,硼烷-四氢呋喃络合物可热分解。储存温度超过5t:导致在数
周内产生可观察到的分解。在储存期间,分解的主要形式是四氢呋喃的开 环(醚裂开)。第一中间产物,单丁氧基硼烷,在硼烷-四氢呋喃#物的 部分降解溶液的"BNMR光镨中从来都没有观察到。很明显,其易于歧化 产生硼烷-四氢呋喃和二丁氧基硼烷(DiMare, M" J. Org. Chem. 19%, 61(24), 8378-8385 ) 。 二丁ftj^硼烷仅緩慢地歧化或进一步反应,并且在"B NMR光谦中在5 -27?口加观察到为一双峰(1 J("B&)-159Hz)。在所有 三个硼烷(B-H)皿应后,磷酸三丁酯为最终产品。
通过将溶液保持在低温(参考US6,048,985 ),和/或通过添加少量(通 常小于l摩尔/升,优选0.001至0.02摩尔/升)氩化物源,例如硼氢化钠、 硼氢化钾,或者碱金属氢化物,例如氢化锂、氢化钠或氢化钾(参考US3,634,277),可以提高已知硼烷-四氢呋喃络合物溶液在不同浓度的储 存稳定性。通过我们的"B NMR光傳研究来看,向硼烷-#物溶液中添 加氢化物似乎产生了 B3H8阴离子,其可能充当了实际上的稳定剂。
因此,已经在不同条件下对本发明新型硼烷醚络合物溶液的保存期限 进行了研究。例如,图l至4显示了硼烷-2-甲基四氬咬喃在2-甲基四氬吹 喃中的0.88M溶液在添加或未添加硼氬化钠时在不同温度下(环境温度或 0至5匸)的保存期限或分解研究。降低温度比添加硼氯化钠更为明显地提 高了保存稳定性。图5比较了硼烷-2-甲基四氩呋喃在2-甲基四氢吹喃中、 硼烷-四氢呋喃在四氢呋喃中的1M溶液在添加和未添加硼氩化钠时在环境 温度下的保存期限或分解研究。由该数据可看出,在2-甲基四氩呋喃中的 硼烷-2-甲基四氢呋喃络合物比市售在四氲呋喃中的硼烷-四氢呋喃络合物 稍为稳定。
2,5-二甲基四氢呋喃的硼烷络合物较不稳定,并且在环境温度下分解较 快,分解速率为每天约1%,参见图6。
由于硼烷高能含量,已经利用差示扫描量热计(DSC)对本发明的一 些新型硼烷醚^物的热降解的能量释放进行了研究,并与市售在四氢呋 喃中的硼烷-四氢呋喃M物的数据进行比较。结果概括于表1中:
表l:不同硼烷衍生物的能量释放
table see original document page 10
* MeTHF=2-甲基四氢呋喃,EMTHF=2-(乙氧基甲基)-四氩呋喃
DSC测量在密封杯中以4 A/分钟的升温速率进行。发生的分解是^ 剂醚环的醚裂开。对于约1M新型硼烷-2-甲基四氬吹喃^物溶液,能量 释放小于硼烷-四氢呋喃的三分之一,由于较低的分解能量释放,新型化合 物与标准市售四氢呋喃^物相比具有明显的安全性优点。此外,对于含 有低浓度硼氢化锂的在2-甲基四氢呋喃中的硼烷-2-曱基四氢呋喃样品,在 较高的开始温度释放出更少的能量。
在55。(:对硼烷-2-甲基四氢呋喃*物在2-甲基四氢吹喃中的12毫克 1.3M溶液进行等温DSC分析3000分钟,以观察热现象的发生。在该时间 段内未观察到热现象。
本发明进一步提供了使用新型硼烷醚^物进行有机反应的方法。该 方法包括使硼烷醚^物和底物在反应容器中接触以及防止产生的气态乙 硼烷从反应容器中逸出的步骤。优选地,含有硼烷醚络合物和底物的反应 容器装有背压调节器,且压力保持大于约大气压。更优选地,压力高于大 气压约300毫巴至约7000亳巴。最优选地,压力高于大气压约300毫巴至 约2500毫巴。防止乙硼烷从反应容器中逸出的优点包括更有效地利用硼 烷,从而无需使用过量硼烷,并且在反应过程中形成的副产物较少。
在适当底物的存在下,本发明的新型硼烷醚络合物容易并优先与所需 化合物反应。在这些条件下,热分解和开环反应是可忽略的,仅产生少量 副产物。
可利用本发明新型硼烷醚*物进行的有机反应特别包括官能团的还 原以及与烯烃和炔烃的硼氢化反应。此外,用于与新型硼烷醚^物的还 原反应中的适合的底物包括具有醛、酮、内酯、环氧化物、酯、酰胺、肟、 亚胺、羧酸和腈基团的有机化合物。有利地,在例如MeCBS的手性噁唑 硼烷催化剂(甲基取代的手性噁喳硼烷,以Corey、 Bakshi和Shibata命 名,参考Corey, EJ.等人,Angew. Chem. Int. Ed" 37, 1986-2012 (1998 )) 的存在下,新型硼烷醚^物可用于前手性酮和前手性亚胺的对映选择还原。
使用手性噁唑硼烷催化剂的不对称还原对于在高对映体过量下合成仲
醇是极好的工具(Catalysis of Fine Chemical Synthesis, Roberts, S. M.; Poignant, G., ( Eds.) , Wiley, & Sons, Ltd,: New York 2002.)。由于其高 的对映选择性、可预测性和高产量,由手性噁喳硼烷化合物催化的前手性 酮的对映选择硼烷还原可有效地与酶和过渡金属催化的氩化反应相竟争。 还原效率很高并且操作简单,因此非常适于工业设置。 一些噁唑硼烷化合 物已经用于药物化合物的大规模生产。专利覆盖了噁唑硼烷化合物的合成 和使用,例如US4,943,635、 US5,189,177、 US5,264,574、 US5,264,585、 US5,552,548、画,005,133和腦,037,505。
还原的精确立体控制源于环过渡态,其中噁唑硼烷通过与Lewis酸性 硼的配位而保持酮,而硼烷由于催化剂的胺保持在附近。通常2-10摩尔% 的噁唑硼烷催化剂与例如硼烷-四氢呋喃、硼烷-二甲基石危醚或硼烷-二乙苯 胺络合物的硼烷源一起使用。通常向催化剂和硼烷的混合物中緩慢加入酮。 向催化剂中同时添加硼烷和酮对于对映选择性的最佳化也有效。 US6,218,585中列出了一些影响使用硼烷-四氢呋喃*物的、被MeCBS 催化的酮还原的对映选择性的因素。硼氢化钠在商业硼烷-四氢呋喃中作为 稳定剂的存在对于噁唑硼烷催化还原的对映选择性是有害的。通常,当硼 氢化钠稳定的硼烷-四氢呋喃^物用于苯乙酮的MeCBS催化还原时,在 还原中获得了 85至卯。/。ee的对映选择性。硼氩化物对于酮还原是有效的 非选择性催化剂(Jockd, H.; Schmidt, R" J. Chem. Soc. Perkin Trans. 2 (1997) , 2719-2723.),因此当使用硼烷-四氢呋喃时,用酸性化合物使 硼氢化钠失活对于高对映选择性是必不可少的。与Matos和其同事在 US6,218,585中公开的成果相反,我们发现硼氢化锂在硼烷-2-甲基四氢呋 喃溶液中作为稳定剂的存在对于噁唑硼烷催化的酮还原无有害影响(例如, 参见表2的结果)。当然,对于催化剂的两种对映体,即(R)-MeCBS和 (S)-MeCBS,获得了类似结果。
与使用不含硼氬化物的硼烷-2-曱基四氢呋喃的还原相比,使用含有硼氢化锂的硼烷-2-甲基四氢呋喃的还原较快。实施例9和10含有16-17 %的 苯乙酮,而实施例11显示出完全还原。当使用不含硼氢化锂的硼烷-2-甲 基四氢呋喃的反应在添加酮之后额外搅拌20分钟时,还原完全并且对映选 择性极好,实施例13。将酮的添加时间从2小时减少到20分钟也可在苯 乙酮还原中产生极好的对映选择性,实施例14。
与使用硼氢化钠稳定的硼烷-四氢呋喃作为还原剂的标准文献程序相 比,在用本发明新型硼烷醚络合物的还原中可观察到较高的对映体过量。 甚至硼氢化钠的存在也没有降低使用硼烷-2-甲基四氩呋喃络合物和 MeCBS的酮还原的对映选择性,实施例15。
表2:
实施例号 硼烷-2-曱基四氢呋喃 残留苯乙酮 的百分比 苯乙醇的。/oee
9 不含LiBH4,根据实施例5制备 17 96.0
10 不含LiBH4,根据实施例7制备 16 94.4
11 含LiBHU,根据实施例5制备 0 94.8
12 (对比) 硼烷-THF,未用氬化物稳定 0.7 95.2
13 不含LiBKU,根据实施例6制备 0* 96.8
14 不含LiBH4,根据实施例7制备 0** 93.7
15 含NaBH4,根据实施例l制备 6.2* 93.2
*添加酮30分钟后取才羊
**30分钟的酮添加时间和急冷前保持2小时
在本发明之前,用于酮的噁喳硼烷催化不对称还原的非稳定形态的硼 烷-四氢呋喃洛会物在市场上无法得到。本发明可制备稳定的和不稳定的硼 烷溶液作为2-甲基四氢呋喃,其对于酮和亚胺的噁喳硼烷催化不对称还原 具有极好的效果。
13实施例
下述实施例例证本发明而不对其进行限制。根据Brown, H.C.; Kramer, G.W.; Levy, A.B.; Midland, M. M. in Organic Synthesis via Boranes, John Wiley and Sons, Inc" New York 1973,第241-244页中所描述的方法,通 过用酸滴定硼烷来测定硼烷浓度。
实施例l:合成2-甲基四氩呋喃的硼烷络合物
用氮吹扫玻璃反应器,并"422.6克2-甲基四氢呔喃(由钾蒸馏)。 将容器内容物冷却至0X:。将反应器的背压调节器设定为4400毫巴。经40 分钟的时间将乙硼烷(8克)鼓泡加入反应器。反应器温度达到4.5C的最 大值,并且顶部压力为1400毫巴。完成乙硼烷的添加后,将反应器溶液搅 拌过夜。"B NMR光镨显示了 5 = -1.2 ppm (95 。/。 , 4 ( "B,1!1) =106 Hz) 处归属于产物的四重峰,5=18卯《1 (5%,单峰)处归属于硼酸酯杂质的第 二信号。溶液的密度在22。C时为0.848克/毫升,硼烷浓度为0.88M。
然后将溶液分成二等份。溶液的一半用NaBH4 (0.05g)稳定。添加 NaBH4之后,将溶液搅拌24小时以使NaBEU溶解。然后将稳定和未稳定 的两等份都分为两个相等的部分,以在室温和0至5"C进行稳定性研究(参 考图1-4)。
实施例2:合成2-甲基四氢呋喃的硼烷络合物
用氮吹扫玻璃反应器,并装入430克2-甲基四氢呋喃(Aldrich,按收 到时的原样使用)。将容器内容物冷却至0°C。将反应器的背压调节器i殳 定为4400毫巴。经37分钟的时间将乙硼烷(IO克)鼓泡加入反应器。反 应器温度达到4.6t:的最大值,并且顶部压力为1700毫巴。向溶液中加入 硼氩化钠(0.09克)。"B NMR光谱显示了在5 = -l.Oppm( 95 % , \j( "B/H) =106Hz)处的四重峰,5= 18ppm (4.5°/。,单峰)处的硼酸酯以及在5 = -26??111处的痕量〜383118。溶液的密度在22。C时为0.848克/毫升。硼烷浓 度为0.94M。实施例3:合成2,5-二曱基四氩呋喃的硼烷#物
将乙硼烷(0.2克,14毫摩尔BH3)加入在冰浴中烧瓶中的2,5-二甲 基四氢呋喃(4.9克,5.9毫升)试样中。混合物的"B NMR光镨清楚地显 示在5"1.5ppm (q, 1J ( "B,111) =104Hz)处的2,5-二甲基四氢呔喃的硼 烷络合物(62% )以及在5= 17.9ppm (1J ("B/H) =120, 60Hz)处的作 为多重峰的溶解乙硼烷(24% )。最初形成的二烷氧基硼烷的量为约14% (5=28ppm, d, \J ("B/H) =104Hz)。过量的乙硼烷没有清除,样品 保持在0。C。利用"B NMR在OX:下对试样监测六天,观察到非常少的变 化,^硼烷保持在约60%。然后将试样置于环境温度下以监测醚的开环, 参见图6。
实施例4:合成2-(乙氧基甲基)-四氢呋喃的硼烷络合物
将乙硼烷(1.3克,94亳摩尔BH3)加入OX:的100毫升2-(乙氧基甲 基)-四氢呋喃中。混合物的"B NMR光谱清楚地显示在5 = -0.96ppm (宽 q, \J ("B,111) =96Hz, 71% )处的2-(乙氧基甲基)-四氢呋喃的硼烷# 物和在5-17.9ppm 。J ("B卩H) =120,60Hz, 26% )处的作为多重峰的溶 解乙硼烷,以及在5-29ppm (d/j ("B,111) =177Hz, 3% )处的表示二 烷氧基硼烷的第三信号。基于光谱集分和乙硼烷的添加量,2-(乙氧基甲基)-四氢呋喃的硼烷络合物的浓度为0.66M。溶解乙硼烷的浓度为约0.12M。 加入额外的2-(乙氧基甲基)-四氢呋喃(100毫升),以将溶解的乙硼烷络 合。混合物的"B NMR光i脊此时显示79.6%的硼烷-2-(乙氧基甲基)-四氢 呋喃络合物、6.1%的二烷氧基硼烷以及仅14%的溶解乙硼烷。因此硼烷 -2-(乙氧基曱基)-四氢呋喃*物的浓度为约0.37M。
实施例5:合成2-甲基四氢呋喃的硼烷络合物
用氮吹扫反应器,并装入423克2-甲基四氢呋喃(Perm Specialty Lot #2-5613)。将容器内容物冷却至-12。C。将反应器的背压调节器设定为4400 毫巴。经95分钟的时间将乙硼烷(16克)加入反应器中。反应器温度达 到8.9。C的最大值,并且顶部压力为2000毫巴。完成乙硼烷的添加后,确定已经加入过量的乙硼烷;硼烷滴定显示1.48M。用额外的2-甲基四氢咬 喃"50毫升)稀释反应器溶液,使浓度降至1M,并搅拌过夜。"BNMR 光镨显示硼酸酯浓度为2.1 % 。然后将溶液分为两等份。 一半用LiBH4( 0037 克)稳定。LiBH4緩慢溶解,并且在"B NMR光镨的5 = -29ppm处可看 见表示B3Hs'Li+的小峰。然后将稳定和未稳定的部分都分为两等份,以 在室温和0。C在具有计量器和浸入管的圆筒中进行稳定性研究。"B NMR 光谱显示在5 =-1.5ppm (\J ("B/H) =106Hz)处的四重峰。澄清无色溶 液的密度在22"C时为0.842克/亳升。浓度为0.96M。
实施例6:合成2-甲基四氢呋喃的硼烷络合物
用氮吹扫玻璃反应器,并装入430克2-甲基四氢咬喃(Penn Specialty Lot #2-5613)。将容器内容物冷却至-3。C。将反应器的背压调节器设定为 4400毫巴。经60分钟的时间将乙硼烷(IO克)鼓泡加入反应器。反应器 温度达到-0.8X:的最大值,并且顶部压力为1800毫巴。完成乙硼烷的添加 后,由"B NMR确定存在5.5 %的硼酸酯杂质。
实施例7:合成2-甲基四氩呋喃的硼烷络合物
用氮吹扫玻璃反应器,并装入423克2-甲基四氢呋喃(Peim Specialty Lot #2-5613)。将容器内容物冷却至-3。C。将反应器的背压调节器设定为 4400毫巴。经60分钟的时间将乙硼烷(IO克)加入反应器的顶部。反应 器温度达到-0.5。C的最大值,并且顶部压力为2000毫巴。完成乙硼烷的添 加后,由"BNMR确定存在5y。的硼酸酯杂质。测定密度为0.844克/亳升。 硼烷浓度为1.3M。
实施例8:与1-辛烯与2-曱基四氢呋喃的硼烷络合物的硼氢化
在环境温度下在甲苯中2-甲基四氢呋喃的硼烷#物(4毫摩尔,未 稳定的)与1-辛烯(1.3克,11.6毫摩尔,BH3与烯的摩尔比为1 : 3)的 反应显示在30分钟后硼烷-2-甲基四氢呋喃100%转化为产品。反应是放热 的。在"B NMR光i脊中的5 =89ppm处可观察到三烷基硼烷(99 % )。实施例9至12:苯乙酮的不对称还原
下述方法用于苯乙酮的不对称还原,结果示于表2。在室温下通过注 射泵经2小时的时间将苯乙酮(2毫升在17毫升THF中,即17毫摩尔) 加入10毫摩尔的各硼烷络合物(例如10毫升的1M溶液)和5摩尔% (相 对于苯乙酮)(R)-MeCBS在甲苯中的溶液中。加入酮之后搅拌10分钟, 加入HC1 (1M, 10毫升)使反应停止。用20亳升无水二乙醚萃取苯乙醇 和所有未反应的苯乙酮。用饱和KC1和饱和NaHC03溶液洗涤有机层,然 后用Na2S04干燥。手性GC分析显示了苯乙酮的面积。/。(如果残留)和(R)-苯乙醇与(S)-苯乙醇的比率,在表2中记录为。/。ee。
实施例13和15:较长持续时间下的苯乙酮的不对称还原
在室温下通过注射泵经2小时的时间将苯乙酮(2毫升在17亳升THF 中,即17毫摩尔)加入10亳摩尔的各硼烷^S^物(例如11.4毫升的0.88M 溶液)和5摩尔% (相对于苯乙酮)(R)-MeCBS在曱苯中的溶液中。加入 酮之后搅拌30分钟,加入HC1 (1M, 10毫升)侦反应停止。用20亳升 无水二乙醚萃取苯乙醇和所有未反应的苯乙酮。用饱和KC1和饱和 NaHC03溶液洗涤有机层,然后用Na2S04干燥。手性GC分析显示了苯 乙酮的面积% (如果残留)和(R)-苯乙醇与(S)-苯乙醇的比率(参见表2)。
实施例14:较长持续时间下的苯乙酮的不对称还原(快速添加)
在室温下通过注射泵经30分钟的时间将苯乙酮(2毫升在17毫升THF 中,即17毫摩尔)加入10毫摩尔的硼烷M物(7.7亳升的1JM溶液) 和5摩尔% (相对于苯乙酮)(R)-MeCBS在甲苯中的溶液中。加入酮之后 搅拌2小时,加入HC1(1M, IO毫升)使反应停止。用20毫升无水二乙 醚萃取苯乙醇和所有未反应的苯乙酮。用饱和KC1和饱和NaHC03溶液洗 涤有机层,然后用Na2S04干燥。手性GC分析显示了苯乙酮的面积。/。(如 果残留)和(R)-苯乙醇与(S)-苯乙醇的比率(参见表2)。
实施例16:用2-甲基四氢呋喃的硼烷络合物还原苯甲酸
17经1小时通过注射器将在40亳升2-甲基四氢呋喃中的12.21克(0.1 摩尔)苯甲酸添加至在0t:的125亳升的1MBH3-2-MeTHF ((U25摩尔) 溶液中。完全加入并且氬放出停止后,将混合物加热至室温。搅拌2小时 后,加入2毫升水并用100毫升的饱和Na2C03水溶液萃取混合物。有机 层分析显示苯甲醇产率为97.1 % , 7jc含量为5.3 % 。
实施例17 (对比):用四氢呋喃的硼烷^^物还原苯甲酸
经1小时通过注射器将在20毫升四氢呋喃中的12.21克(0.1摩尔) 苯甲酸添加至在O"C的125毫升1MBH3-THF ( 0.125摩尔)溶液中。完全 加入并且氩放出停止后,将混合物加热至室温。搅拌2小时后,加入2毫 升水并用100毫升的饱和Na2C03水溶液萃取混合物。有机层分析显示苯 甲醇产率为62.0% ,水含量为11.0% 。
实施例18:用2-甲基四氢呋喃的硼烷*物还原丙酸
经1小时通过注射器将在15毫升2-甲基四氢呋喃中的7.41克(0.1摩 尔)丙酸添加至在0。C的125毫升1M BH3-2-MeTHF( 0.125摩尔)溶液中。 完全加入并且氩放出停止后,将混合物加热至室温。搅拌1小时后,加入 2毫升水并用100毫升的饱和Na2C03水溶液萃取混合物。用100亳升2-曱基四氢呋喃萃取7jC层。复合有机层的分析显示正丙'醇的产率为96.5%, 水含量为5.0 % 。
实施例19 (对比):用四氢呋喃的硼烷^物还原丙酸
经1小时通过注射器将在15亳升四氢呋喃中的7.41克(O.l摩尔)丙 酸添加至在0。C的125毫升1M BH3-THF (0.125摩尔)溶液中。完全加入 并且氢放出停止后,将混合物加热至室温。搅拌1小时后,加入2毫升水 并用100毫升的饱和Na2C03水溶液萃取混合物。用100亳升2-曱基四氢 吹喃萃取水层。复合有机层的分析显示正丙醇的产率为73.6%,水含量为 20.4 % 。
实施例20:用2-甲基四氩呋喃的硼烷*物还原庚腈经1小时通过注射器将在10毫升2-甲基四氢呋喃中的0.02摩尔庚腈 添加至在0X:的25毫升的1MBH3-2-MeTHF (0.025摩尔)溶液中。完全 加入后,将混合物加热以回流3小时。再冷却至0。C,然后緩'ft加入0.8 毫升甲醇,并且在氢放出停止后,加入20毫升的1M氯化氢,再将混合物 回流。30分钟后,将混合物冷却至室温并用40毫升的饱和Na2C03水溶液 萃取。用40毫升的二乙醚萃取水层。复合有机层的分析显示庚胺的产率为 84.5%,水含量为5.9%。
实施例21 (对比):用四氢呋喃的硼烷^物还原庚腈
经1小时通过注射器将在10毫升四氢呋喃中的0.02摩尔庚腈添加至 在0。C的25毫升的1M BH3-THF (0.025摩尔)溶液中。完全加入后,将 混合物加热以回流3小时。再冷却至0。C,然后緩'漫加入0.8毫升甲醇,并 且在氢放出停止后,加入20毫升的1M氯化氢,再将混合物回流。30分 钟后,将混合物冷却至室温并用40毫升的饱和Na2C03水溶液萃取。用40 毫升的二乙醚萃取水层。复合有机层的分析显示庚胺的产率为80.7%,水 含量为30.0%。
实施例22:用2-甲基四氬吹喃的硼烷络合物还原N,N-二甲基苯甲酰胺
在环境温度下将98毫升的1M BH3-2-MeTHF (0.098摩尔)溶液经1 分钟添加至100毫升2-曱基四氢呔喃中的11.48克(0.085摩尔)N,N-二曱 基苯甲酰胺中,并搅拌12小时。冷却至(TC后,緩慢加入8毫升甲醇,然 后用100毫升的饱和Na2C03水溶液萃取混合物。用硫酸钠干燥有机层。 有机层的分析显示二甲基千基胺的产率为96.3 % 。
实施例23 (对比):用四氩呋喃的硼烷络合物还原N,N-二甲基苯甲酰胺
在环境温度下将98毫升的1M BH3-THF ( 0.098摩尔)溶液经1分钟 添加至100亳升四氢呋喃中的U.48克(0.085摩尔)N,N-二甲基苯甲酰胺
中,并搅拌i2小时。冷却至ox:后,緩'||>入8毫升甲醇,然后用IOO毫
升的饱和Na2C03水溶液萃取混合物。用硫酸钠干燥有机层。有机层的分析显示二曱基千基胺的产率为95.1 %