用于內(nèi)炔類的反式-選擇性硼氫化的方法
【專利說(shuō)明】用于內(nèi)映類的反式-選擇性棚氨化的方法
[0001] 本發(fā)明設(shè)及用于內(nèi)烘類的反式-選擇性棚氨化的方法和由此得到的產(chǎn)物。
[0002] 締控類和烘類的棚氨化的發(fā)現(xiàn)預(yù)示了深入牽設(shè)工業(yè)化實(shí)踐的合成化學(xué)的新時(shí)代 (Brown,H.C.Hydroboration.W.A.Benjamin,Inc.,New York,1962；Pelter,A.,Smith,K.& Brown,H.C.Borane Reagents.Academic Press,London 1988)。得到的有機(jī)棚燒衍生物相 當(dāng)穩(wěn)定且由此遠(yuǎn)比眾多傳統(tǒng)有機(jī)金屬試劑更易操作;而它們易于進(jìn)行大量合成上有用的轉(zhuǎn) 化，得到優(yōu)良無(wú)比的作為通過(guò)高級(jí)有機(jī)合成和材料科學(xué)所要求的結(jié)構(gòu)和功能多樣性 (Matteson,D.S.Stereodirected synthes is with organo boranes. Springer,Berlin, 1995)。棚氨化的主要立體化學(xué)范例是氨和棚同側(cè)遞送至指定原料的同一 JI-面(順式-加成 模式）。
[0003] 烘類的棚氨化是用于合成締基棚試劑的必不可少的方法，所述締基棚試劑廣泛應(yīng) 用于制備化學(xué)，最顯著地是作為各種類型的過(guò)渡金屬催化的C-C-鍵形成反應(yīng)中的親核體 (Hall,D.G.(Ed.),Boronic acids.Preparation,applications in organic synthes is and medicine.Wiley-VCH,2005) eSuz址i交叉偶合反應(yīng)是通常有機(jī)棚試劑且特別是締基棚 試劑的最重要的應(yīng)用，運(yùn)是有爭(zhēng)議的（Suzuki，A. ,Angew.畑em. Int. Ed. 50,6723-6737 (2011))。棚氨化通過(guò)4-中屯、過(guò)渡態(tài)A協(xié)調(diào)地進(jìn)行，所述4-中屯、過(guò)渡態(tài)A將氨和棚殘基遞送至 底物的同一 JT-面，如圖1中上部所示。運(yùn)種立體化學(xué)過(guò)程在嚴(yán)格的前沿軌道控制下進(jìn)行并且 將內(nèi)烘類-W高保真度-轉(zhuǎn)化成Z-構(gòu)型的締基棚衍生物，與所選擇的棚燒(borane)試劑無(wú)關(guān) (Brown,H.C.Hydroboration.W.A.Benjamin,Inc.,New York,1962)。
[0004] 當(dāng)過(guò)渡金屬用于催化運(yùn)類棚氨化反應(yīng)時(shí)，也嚴(yán)格地遵循順式-加成模式 (Beletskaya, I.等人,Tetr址e化on 53,4957-5026( 1997))。實(shí)際上，僅記錄下極少的例外 (其中在形式上違反運(yùn)種規(guī)則）。因此，經(jīng)證實(shí)，當(dāng)與兒茶酪棚燒(cat-H)或頻哪醇棚燒(Pin-H)在某些錠、銀或釘配合物作為催化劑的存在下反應(yīng)時(shí)，末端烘類導(dǎo)致凈反式-加成（圖1， 下部）（Ohmura , T .等人 J .Am. Chem. Soc . 122,4990-4991 (2000); Gunanathan , C.等人 J.Am.Chem. Soc. 134,14349-14352(2012))。然而，運(yùn)種不常見(jiàn)的結(jié)果實(shí)際上因最初通過(guò)形 成金屬亞乙締基配合物B作為反應(yīng)中間體的重排導(dǎo)致。作為結(jié)果，它是烘部分自身-而不是 來(lái)自棚燒試劑的氨-終止于產(chǎn)物中的棚部分的對(duì)位上，正如明確地通過(guò)標(biāo)記研究所證實(shí)的。 就是由于運(yùn)一原因，所W該方法不會(huì)與內(nèi)烘類一起起作用，運(yùn)歸因于基本上不知曉反式-棚 氨化。唯一記錄的例外是在MeOH中使用二棚試劑(pin)B-B(pin) (pin = 4,4,5,5-四甲基-[I，3,2]二氧雜棚雜環(huán)戊烷基）與Na化BuXuCl和麟配體的組合的間接方法化等人， Chem.Commun.47,29A3-29A 5(2Oll))。當(dāng)應(yīng)用于ArC = CtBu型（Ar =芳基）大烘類時(shí)，相應(yīng)的 E-構(gòu)型締基棚酸醋類形成;然而，在尺寸上減少最小時(shí)，系統(tǒng)釋放和恢復(fù)至常見(jiàn)的順式-加 成路徑。然而，將運(yùn)種化學(xué)擴(kuò)展至棚氨化的首次嘗試顯然不成功。
[000引在本領(lǐng)域的狀態(tài)中，僅一些極為特異性的棚氨化方法構(gòu)成近年來(lái)專利申請(qǐng)的主 題。例如，US4731463設(shè)及松果體兒茶酪棚燒（1，3，2-苯并二氧雜棚雜環(huán)戊燒)在添加的有機(jī) 溶劑的存在下使締類或烘類棚氨化的方法，該反應(yīng)由具有下式之一的配位化合物催化：（I) 化Cl(C0)x[E(C6冊(cè)）3]3-x'，其中"E"是神或憐，且"X"等于0或 [化Cl(締）2]2'（111)
[(C6冊(cè))3P]3 SRu(CO)QH或（IV)[(C6冊(cè)）3P]3RuC12,特別適合的催化劑是，例如氯化 苯麟)錠(I)和氯化雙(環(huán)辛二締)錠(I)。
[0006] 此外，US2006142503描述了通過(guò)用棚燒源(每摩爾棚燒與0.5-1.8當(dāng)量的具有低于 250的分子量的締）的反應(yīng)產(chǎn)物處理、或通過(guò)用棚燒源在締的存在下處理異下締聚合物、使 具有末端締類不飽和態(tài)的異下締聚合物官能化的方法。
[0007] 本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)了首次廣泛適用的、官能團(tuán)耐受的和高度選擇性的內(nèi)烘類的 反式-棚氨化。因此，本發(fā)明設(shè)及用于內(nèi)烘類的高度立體選擇性反式-棚氨化的方法，包括下 列步驟:使式I的烘
[0009]與式XiX2BH的棚燒在釘催化劑的存在下反應(yīng)，得到式(II)的締：
[0011] 在式(I)的烘和式(II)的締中，分別地
[0012] Ri和R2可W相同或不同且可W各自選自：
[0013] a.優(yōu)選具有1-20個(gè)碳原子的直鏈或支鏈脂族控類或優(yōu)選具有3-20個(gè)碳原子的環(huán) 狀脂族控類，所述脂族控類任選地在鏈上包括雜原子和/或芳控類和/或雜芳控類和/或具 有一個(gè)或多個(gè)選自C1-C20-烷基、Cs-Cs-雜環(huán)烷基或C6-C20芳控、C5-C20雜芳控或芳基-(Ci-C6)-烷基、雜芳基-(Ci-Cs)-烷基或雜原子的取代基;或
[0014] b.具有5-20個(gè)碳原子的芳控類或具有1-20個(gè)碳原子的雜芳控類，所述芳控類或雜 芳控類各自任選地具有一個(gè)或多個(gè)選自C1-C2Q-烷基、Cs-Cs-雜環(huán)烷基或C6-C2Q芳控、C5-C20雜 芳控或芳基-(C廣Cs)-烷基、雜芳基-(Ci-Cs)-烷基、雜原子的取代基;或
[0015] Ri和R2-起形成具有4-30個(gè)碳原子的脂族控鏈，任選地在鏈中包括雜原子和/或芳 控類和/或任選地具有一個(gè)或多個(gè)選自C1-C20-烷基、Cs-Cs-雜環(huán)烷基或C6-C20芳控、C5-C20雜 芳控或芳基-(Ci-Cs)-烷基、雜芳基-(Ci-Cs)-烷基的取代基，所述脂族控鏈任選地被一個(gè)或 多個(gè)取代基取代，所述取代基選自雜取代基、直鏈、支鏈、環(huán)狀脂族C1-C2胞類、C6-C20芳控、 C5-C2Q雜芳控、芳基-(C廣Cs)-烷基或雜芳基-(Ci-Cs)-烷基或雜原子。
[0016] 優(yōu)選地，Ri和R2可W相同或不同且可W各自選自：具有1-20個(gè)碳原子的直鏈或支鏈 脂族控類，其任選地在鏈中包括雜原子和/或芳控類;或具有5-20個(gè)碳原子的芳控類，其任 選地具有一個(gè)或多個(gè)選自C1-C20-烷基、Cs-Cs-雜環(huán)烷基或C6-C20芳控、C5-C20雜芳控或芳基-(Ci-Cs)-烷基、雜芳基-(Ci-Cs)-烷基或雜原子的取代基;或
[0017] Ri和R2-起形成具有8-20個(gè)碳原子的脂族控鏈結(jié)構(gòu)，其任選地在鏈中包括雜原子 和/或芳控類和/或任選地具有一個(gè)或多個(gè)選自C1-C20-烷基、Cs-Cs-雜環(huán)烷基或C6-C20芳控、 C5-C20雜芳控或芳基-(Ci-Cs)-烷基、雜芳基-(Ci-Cs)-烷基的取代基，所述鏈結(jié)構(gòu)任選地被 一個(gè)或多個(gè)取代基取代，所述取代基選自雜取代基、直鏈、支鏈、環(huán)狀脂族C1-C20控類、C6-C20 芳控、C日-C20雜芳控、芳基-(Ci-Cs)-烷基或雜芳基-(Ci-Cs)-烷基。
[0018] Ri和R2應(yīng)當(dāng)優(yōu)選具有對(duì)釘配合物中的Ru-中屯、原子的親和力低于烘基部分，W避免 封閉其反應(yīng)位點(diǎn)。
[0019] 式XiX2BH的棚燒選自二烷基棚燒類或二(烷氧基）棚燒類，其中Xi和X2可W相同或 不同且可W各自選自優(yōu)選具有1-20、優(yōu)選1-16個(gè)碳原子的直鏈、支鏈或環(huán)狀脂族控類;或Xi 和X 2-起形成在鏈上具有2-20個(gè)碳原子、優(yōu)選2-10個(gè)碳原子的脂族控鏈，所述脂族控基或 鏈任選地通過(guò)-0-橋結(jié)合棚，且任選地在鏈上包括雜原子和/或任選地具有一個(gè)或多個(gè)選自 Cl-C2〇-烷基、C日-Cs-雜環(huán)烷基或〔6-〔2日芳巧、Cl-C20雜芳巧或芳基-(Cl-Cs)-烷基、雜芳基-(Cl-C6)-烷基的取代基，其具有相同或不同的具有2-12個(gè)碳原子或雜原子的烷基基團(tuán)。
[0020] 優(yōu)選地，Xi和X2各自通過(guò)-0-橋結(jié)合棚且與-0-橋一起形成具有2-12個(gè)碳原子的控 環(huán)，所述控環(huán)任選地被一個(gè)或多個(gè)取代基取代，所述取代基選自雜取代基、Ci-Cs直鏈、支鏈 或環(huán)狀脂族控類，所述控雜環(huán)結(jié)構(gòu)具有2-12個(gè)碳原子，W下式表示：
[0022] 更優(yōu)選地，式x￥BH的棚燒表示為該式，其中Xl和X2形成通過(guò)-0-橋結(jié)合至棚原子 的Ci-Cs-控鏈且被氨、甲基、乙基、丙基、下基或其異構(gòu)體取代。簡(jiǎn)單的實(shí)例是如下式表示的 pin-H：
[0024] 或其在鏈上具有3或4個(gè)碳原子且被氨或低級(jí)烷基取代的類似物。
[0025] 本發(fā)明方法中使用的催化劑是包含如下子結(jié)構(gòu)的環(huán)戊二締基-配位的釘配合物：
[0027] 其中Rcpi-Rc巧可W相同或不同且可W各自選自氨或優(yōu)選具有1-20個(gè)碳原子的直 鏈、支鏈或環(huán)狀脂族控類，其任選地在鏈中包括雜原子和/或芳控類和/或任選地具有一個(gè) 或多個(gè)選自C廣C20-烷基、雜環(huán)烷基、C5-C20芳控、C5-C20雜芳控或芳基-(打-Cs )-烷基、雜芳基-(Ci-Cs)-烷基或雜原子的取代基，且其中另外的配體與中屯、原子釘配位。所述配體L是本領(lǐng) 域中一般公知的且用于通過(guò)與Ru軌道共有電子穩(wěn)定Ru-配合物。因此，它們可W選自供電子 配體/取代基，例如氨、面素、C出CN、具有8-12個(gè)碳原子的環(huán)烷基二締。
[0028] 優(yōu)選的催化劑是[Cp*RuL3 ] X，其中Cp* = IlS-C日R日CP，其中Rcp各自是H或優(yōu)選C曲，且L 是相同或不同的配體/取代基，其選自供電子配體/取代基，例如氨、面素、C曲CN、具有8-12 個(gè)碳原子的環(huán)烷基二締或式[Cp*R地2]2的二聚體，其中Cp* = ri5-C5R5,其中R是H或C出。Ru-配 合物優(yōu)選是具有陰離子抗衡離子X(jué)的陽(yáng)離子配合物，所述陰離子抗衡離子X(jué)為弱配位的，例 如PFs-、SbFs-、BF4-、Cl化-、FsCCOO-、Tf 2N- (Tf = S氣甲橫酷基）、Tf 〇-、甲苯橫酷基、[B[ 3，5-(C 的）2C6 出]4]-、B(C6F5)4-)、A1(0C(C&)3)4-。
[0029] 本發(fā)明方法中使用的溶劑應(yīng)當(dāng)是低供體溶劑且可W選自脂族、脂環(huán)族溶劑、醋類、 酸類、酬類或其混合物，它們可W被一個(gè)或多個(gè)雜原子取代，例如己燒、CHCl3、CH2Cl2、 C曲CN、乙酸乙醋、丙酬、THF、乙酸或甲基叔下基酸，只要它們對(duì)催化反應(yīng)無(wú)害。如果式（I)的 烘自身是液體或液態(tài)，則可能無(wú)需單獨(dú)的溶劑。催化劑通常W與式（I)的烘〇，l-l〇mol-%、 優(yōu)選l-5mol-%的摩爾比使用。
[0030] 本發(fā)明的方法可W在-20°c-100°C、優(yōu)選在0° -30°c的環(huán)境溫度下進(jìn)行，且已經(jīng)在 正常壓力下進(jìn)行。如果需要，則反應(yīng)在保護(hù)氣氛(例如氣氣氣氛)中進(jìn)行。
[0031] 如本發(fā)明定義的雜取代基可W選自：
[003引-0-、=0、F、Cl、Br、I、CN、N02、一面代甲基、二面代甲基、S面代甲基、CF(CF3)2、 SFs、通過(guò)N原子鍵合的胺、-0-烷基(烷氧基）、-0-芳基、-O-SiRSg、S-RS、S (0) -RS、S (0) 2-RS、 0)2-RS、通過(guò)C或N原子鍵合的酷胺、甲酯基、C(0)-RS"rS3可W彼此獨(dú)立地相同或不同，且可W 各自為脂族、雜脂族、芳族或雜芳族基團(tuán)，其各自任選地進(jìn)一步被一個(gè)或多個(gè)雜取代基、月旨 族、雜脂族、芳族或雜芳族基團(tuán)取代。優(yōu)選地，所述雜取代基選自=0、F、Cl，Br，I，CN，M)2、一 面代甲基、二面代甲基、S面代甲基、CF(CF3)2、SFs、通過(guò)N原子鍵合的胺、-0-烷基（燒氧 基）、-0-芳基。
[0033] 更詳細(xì)地，C廣C20-烷基可W為直鏈或支鏈且具有1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、 13、14、15、16、17、18、19或20個(gè)碳原子。烷基可W為低級(jí)烷基，例如Ci-Cs-烷基，具體地為甲 基、乙基、丙基、異丙基、下基、異下基、仲-下基或叔下基，類似地為戊基、1-，2-或3-甲基丙 基、1,1-, 1,2-或2,2-二甲基丙基、1-乙基丙基、己基、1-, 2,3-或4-甲基戊基、1,1-, 1,2-, 1, 3- , 2,2-, 2,3-或3,3-二甲基下基、1-或2-乙基下基、1-乙基-1-甲基丙基、1-乙基-2-甲基丙 基、1,1,2-或1,2,2-二甲基丙基。取代的烷基基團(tuán)為二氣甲基、五氣乙基和1,1,1-二氣乙 基。
[0034] 環(huán)烷基可W優(yōu)選為C3-C10-環(huán)烷基，且可W為環(huán)丙基、環(huán)下基、環(huán)戊基、環(huán)己基或環(huán) 庚基。
[00對(duì)締基可W為C2-C2Q締基。烘基可W為C2-C2Q烘基。
[0036]面素為 F、Cl、B;r或 I。
[0037]烷氧基優(yōu)選為C2-C10烷氧基，例如甲氧基、乙氧基、丙氧基、異丙氧基、叔下氧基等。
[0038] 具有一個(gè)或多個(gè)選自N、0和S的雜原子的雜環(huán)烷基可W優(yōu)選為2，3-二氨-2-，-3-，- 4- 或-5-巧喃基、2，5-二氨-2-，-3-，-4-或-5-巧喃基、四氨-2-或-3-巧喃基、1，3-二氧戊環(huán)- 4- 基、四氨-2-或-3-嚷吩基、2，3-二氨-1-，-2-，-3-，-4-或-5-化咯基、2，5-二氨-1-，-2-，-3-，-4-