專利名稱：使用二硼酸制備有機硼酸衍生物的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及制備有機化合物的硼衍生物的方法，尤其是有機化合物的硼酸衍生物。
有機化合物的硼酸衍生物是特別有意義的，不僅可作為在有機化合物之間形成共價碳-碳鍵的中間方法，也可作為進一步化學處理和轉化的起點，或者為其它生物非活性化合物可賦予或提高生物活性。
雖然這些硼酸衍生物可由對硼酸酯化合物施加的常規(guī)水解或氫解工序來獲得，但在制備硼酸酯化合物中所應用的許多常規(guī)條件與攜帶敏感性官能團的化合物不相容。而且，在減少合成工序中所施用的化學處理的次數上具有實踐和商業(yè)的優(yōu)點，因此希望直接獲得硼酸衍生物。
現在令人驚奇地發(fā)現，二硼酸在8-11族金屬催化劑的存在下可在溫和的條件下與有機化合物反應，直接提供了硼酸衍生物，從而省去了水解或氫解步驟，以及可讓敏感性官能團存在。
因此，本發(fā)明提供了二硼酸在制備含有至少一個硼酸殘基的有機硼酸衍生物中的用途。
本發(fā)明進一步提供了制備有機硼酸衍生物的方法，包括將有硼反應活性部位的有機化合物與二硼酸在8-11族金屬催化劑的存在下反應。
二硼酸的使用提供了將硼酸殘基引入到有機化合物中的方便和有利手段，勝過了普通試劑。與由酯來制備硼酸的其它反應活性和敏感性試劑相比(它們要求嚴格控制的環(huán)境)，二硼酸在環(huán)境條件下對水和氧的穩(wěn)定性保證了使用的容易性。
在制備有機硼酸中，二硼酸的使用提供了幾個勝過二硼酸酯的優(yōu)點。首先，二硼酸本身容易由四(二甲氨基)二硼制備。第二，因為硼酸為主反應產物，不需要水解或氫解步驟。第三，通過省去水解或氫解步驟，在反應混合物中避免醇副產物的形成。
二硼酸可被脫水(T Wartik和E.F.Apple J Am.Chem.Soc.1955 776400；1958 80 6155)。
現在已經發(fā)現，二硼酸的脫水形式也可用于制備硼酸衍生物。該脫水形式的硼-硼鍵在回流加熱甲醇，乙醇，異丙醇或叔丁醇中是穩(wěn)定的，且不會被冷水裂開。該脫水形式在室溫下的甲醇中是可溶的，在加溫的乙醇或異丙醇中以及在82℃下的叔丁醇中可快速溶解。(A.L.McClosky，R.J.Brotherton & J.L.Boone，J Am Chem.Soc.196183 4750)。
這里使用的術語“二硼酸”指(HO)2B-B(OH)2或它的脫水產物；以及術語“硼酸殘基”指-B(OH)2基團。
術語“有機硼酸衍生物”指在取代位上有硼酸殘基的有機化合物。
這里使用的術語“硼反應活性部位”是指在分子內的任何碳原子，它在8-11族金屬催化劑的存在下可與二硼酸反應，以在該碳原子上提供硼酸殘基。硼反應活性部位的實例包括有鹵素或鹵素狀取代基的碳原子，參與碳碳雙或三鍵的碳原子，以及在烯丙位上有取代基離去基團的碳原子。
尤其，已經發(fā)現，當有鹵素或鹵素狀取代基的有機化合物與二硼酸在8-11族金屬催化劑和合適的堿的存在下反應時，在有機化合物上的鹵素或鹵素狀取代基可被硼酸殘基替代。
因此，在本發(fā)明中的一個實施方案中，提供了制備有機硼酸衍生物的方法，包括將在取代位上有鹵素或鹵素狀取代基的有機化合物與二硼酸在8-11族金屬催化劑和合適的堿的存在下反應，以使鹵素或鹵素狀取代基被硼酸殘基取代。
這里使用的術語“在取代位上有鹵素或鹵素狀取代基的有機化合物”指任何有機化合物，它在需要被硼酸殘基取代的位置上有碳-鹵素或碳-鹵素狀取代基鍵。有機化合物可為脂族，烯屬，炔屬，芳族，聚合物類，樹枝形，環(huán)狀或任何它們的結合形式?；衔锟蛇M一步包括附加的雜原子如硫，氧，氮，磷，硼，硅，砷，硒和碲。
這里使用的術語“芳族”和“芳族化合物”指包括或包含一個或多個芳環(huán)的任何化合物。芳環(huán)可為碳環(huán)，或雜環(huán)，以及可為單或多環(huán)體系。適合的環(huán)的實例包括但不限于苯，聯苯，三聯苯，四聯苯，萘，四氫化萘(tetradyronaphthalene)，1-芐基萘，蒽，二氫蒽，苯并蒽，二苯并蒽，苯蒽(phenanthracene)，苝，吡啶，4-苯基吡啶，3-苯基吡啶，噻吩，苯并噻吩，萘并噻吩，噻嗯，呋喃，芘，異苯并呋喃，色烯，呫噸，苯氧硫雜環(huán)己二烯(phenoxathiin)，吡咯，咪唑，吡唑，吡嗪，嘧啶，噠嗪，吲哚，中氮茚，異吲哚，嘌呤，喹啉，異喹啉，2，3-二氮雜萘，喹喔啉，喹唑啉，喹啉，蝶啶，咔唑，咔啉，菲啶，吖啶，菲咯啉，吩嗪，異噻唑，異噁唑，吩噁嗪等等，各自可被任意性取代。術語“芳族”和“芳族化合物”包括含有一個或多個芳環(huán)的分子，以及大分子，如聚合物，共聚物和樹枝狀聚合體。術語“假芳族”指為非嚴格芳族，但可通過π電子的離域作用被穩(wěn)定和以與芳環(huán)相似方式起作用的環(huán)體系。假芳環(huán)的實例包括但不限于呋喃，噻吩，吡咯等等。
這里使用的術語“烯屬化合物”和“烯屬有機化合物”指任何具有不屬于芳族或假芳族體系的一部分的至少一個碳碳雙鍵的有機化合物。烯屬化合物可選自任意性取代的直鏈，支鏈或環(huán)狀烯烴；以及分子，單體和大分子如聚合物和樹枝狀聚合體，它們包括至少一個碳碳雙鍵。適合的烯屬化合物的實例包括但不限于乙烯，丙烯，丁-1-烯，丁-2-烯，戊-1-烯，戊-2-烯，環(huán)戊烯，1-甲基戊-2-烯，己-1-烯，己-2-烯，己-3-烯，環(huán)己烯，庚-1-烯，庚-2-烯，庚-3-烯，辛-1-烯，辛-2-烯，環(huán)辛烯，壬-1-烯，壬-4-烯，癸-1-烯，癸-3-烯，丁-1，3-二烯，戊-1，4-二烯，環(huán)戊-1，4-二烯，己-1，4-二烯，環(huán)己-1，3-二烯，環(huán)己-1，4-二烯，環(huán)庚-1，3-二烯，環(huán)庚-1，3，5-三烯和環(huán)辛-1，3，5，7-四烯，各自可被任意性取代。優(yōu)選的直鏈，支鏈或環(huán)狀烯烴含有1-20個碳原子。
烯屬化合物可為α，β-不飽和羰基化合物，或共軛二烯。這里使用的術語“共軛二烯”指在Diels-Alder反應中能夠用作二烯的任何化合物。烯屬化合物也可為在烯丙位上有離去基團的有機化合物。
這里使用的術語“炔屬化合物”指有至少一個碳碳三鍵的任何化合物。炔屬化合物可選自任意性取代的直鏈，支鏈或環(huán)狀炔，以及包括至少一個碳碳三鍵的分子，單體和大分子如聚合物和樹枝狀聚合體。適合的炔屬化合物的實例包括但不限于乙炔，丙炔，丁-1-炔，丁-2-炔，戊-1-炔，戊-2-炔，己-1-炔，己-2-炔，己-3-炔，環(huán)己炔，庚-1-炔，庚-2-炔，庚-3-炔，環(huán)庚炔，辛-1-炔，辛-2-炔，辛-3-炔，辛-4-炔，環(huán)辛炔，壬炔，癸炔，1，3，5-辛三炔，2，4-己二炔，它們當中的每一個可任意性地被取代。優(yōu)選的直鏈，支鏈或環(huán)狀炔含有1-20個碳原子。
這里使用的術語“取代位”指在有機化合物上的，希望用硼酸殘基來取代的位置。各有機化合物可有一個或多個，優(yōu)選1-6個取代位。在芳族化合物中，優(yōu)選取代位直接在環(huán)上；在烯屬化合物中，優(yōu)選取代位在乙烯位置上。如果有機化合物為聚合物或樹枝狀聚合體，它可有許多取代位。
在本說明書中“任意性取代”指可被或不被一個或多個基團取代的基團，該取代基團選自烷基，烯基，炔基，芳基，鹵，鹵代烷基，鹵代烯基，鹵代炔基，鹵代芳基，羥基，烷氧基，鏈烯氧基，芳氧基，芐氧基，鹵代烷氧基，鹵代鏈烯氧基，鹵代芳氧基，異氰基，氰基，甲酰基，羧基，硝基，硝基烷基，硝基烯基，硝基炔基，硝基芳基，硝基雜環(huán)基，氨基，烷氨基，二烷氨基，鏈烯氨基，炔氨基，芳氨基，二芳氨基，芐氨基，亞氨基，烷基亞胺，烯基亞胺，炔基亞氨基，芳基亞氨基，芐基亞氨基，二芐基氨基，?；溝；?，炔酰基，芳酰基，酰氨基，二酰氨基，酰氧基，烷基磺酰氧基，芳基亞磺酰氧基，雜環(huán)基，雜環(huán)氧基，雜環(huán)氨基，鹵代雜環(huán)基，烷基亞磺?；?，芳基亞磺?；?，羰基烷氧基，羰基芳氧基巰基，烷基硫基，芐基硫基，酰基硫基，亞磺酰氨基，亞砜基(sulfanyl)，磺基和含磷基團。
在本發(fā)明的一個方面，有機化合物必須包括至少一個在取代位上的鹵素或鹵素狀取代基，以便能與二硼酸反應。術語“鹵素狀取代基”和“擬鹵化物”指任何取代基，如果存在于有機化合物上，可與二硼酸在鈀催化劑和堿的存在下反應，從而產生有機硼酸衍生物。優(yōu)選的鹵素取代基包括I，Br和Cl。氯代芳環(huán)化合物的反應活性可通過選擇鈀催化劑上的適當配位體來增加。鹵素狀取代基的實例包括三氟甲磺酸鹽和甲磺酸鹽，重氮鹽，磷酸鹽和在“鈀試劑和催化劑”中所述的那些(Innovations in Organic Synthesis by J.Tsuji.John Wiley&Sons，1995，ISBN 0-471-95483-7)。
這里使用的術語“離去基團”指可被硼酸殘基替代的化學基團。合適的離去基團對熟悉本專業(yè)的那些人員是清楚的，包括鹵素和鹵素狀取代基，以及酯基團。
本發(fā)明的方法尤其適合于制備含有能與有機金屬化合物(如Grignard(格利雅)試劑或烷基鋰)反應的取代基的有機硼酸衍生物，因此不適合使用標準Grignard方法反應，除非這些取代基首先被保護。一類反應活性取代基為含活性氫的取代基。這里使用的術語“含活性氫的取代基”指含有反應活性氫原子的取代基。這類取代基的實例包括但不限于羥基，氨基，亞氨基，炔基(acetyleno)，羧基(包括羧酸根(carboxylato))，氨基甲?；弱啺坊?carboximidyl)，磺基，亞磺?；?，亞磺酰亞胺基(sulfinimidyl)，亞磺基羥肟基(sulfinohydroximyl)，磺基亞胺基(sulfonimidyl)，磺基二亞胺基(sulfondiimidyl)，磺基羥肟基(sulfonohydroximyl)，磺內酰胺基，氧膦基，膦酰亞胺基(phosphinimidyl)，膦?；?，二羥基正膦基(dihydroxyphosphanyl)，羥基正膦基(hydroxyphosphanyl)，膦酰基(包括膦酸根(phosphonato))，氫羥基磷酰基，脲基甲?；?，胍基，脲乙?；?，脲基，和1，3-亞脲基。在這些取代基中，特別令人驚奇的是，反應能夠用羥基和氨基取代基進行，因為它們具有高反應活性。羧基，磺基等(即，酸性)取代基可需要附加的堿，其它反應活性取代基包括三甲基甲硅烷基。
在上述定義中，術語“烷基”(單獨或以復合詞使用，如“鏈烯氧基烷基”，“烷基硫基”，“烷氨基”和“二烷氨基”)指直鏈，支化或環(huán)狀烷基，優(yōu)選C1-20烷基或環(huán)烷基。直鏈或支化烷基的實例包括甲基，乙基，丙基，異丙基，丁基，異丁基，仲丁基，叔丁基，戊基，異戊基，仲戊基，1，2-二甲基丙基，1，1-二甲基-丙基，己基，4-甲基戊基，1-甲基戊基，2-甲基戊基，3-甲基戊基，1，1-二甲基丁基，2，2-二甲基丁基，3，3-二甲基丁基，1，2-二甲基丁基，1，3-二甲基丁基，1，2，2-三甲基丙基，1，1，2-三甲基丙基，庚基，5-甲氧基己基，1-甲基己基，2，2-二甲基戊基，3，3-二甲基戊基，4，4-二甲基戊基，1，2-二甲基戊基，1，3-二甲基戊基，1，4-二甲基戊基，1，2，3-三甲基丁基，1，1，2-三甲基丁基，1，1，3-三甲基丁基，辛基，6-甲基庚基，1-甲基庚基，1，1，3，3-四甲基丁基，壬基，1-，2-，3-，4-，5-，6-或7-甲基-辛基，1-，2-，3-，4-或5-乙基庚基，1-，2-或3-丙基己基，癸基，1-，2-，3-，4-，5-，6-，7-和8-甲基壬基，1-，2-，3-，4-，5-或6-乙基辛基，1-，2-，3-或4-丙基庚基，十一烷基，1-，2-，3-，4-，5-，6-，7-，8-或9-甲基癸基，1-，2-，3-，4-，5-，6-或7-乙基辛基，1-，2-，3-，4-或5-丙基辛基，1-，2-或3-丁基庚基，1-戊基己基，十二烷基，1-，2-，3-，4-，5-，6-，7-，8-，9-或10-甲基十一烷基，1-，2-，3-，4-，5-，6-，7-或8-乙基癸基，1-，2-，3-，4-，5-或6-丙基壬基，1-，2-，3-或4-丁基辛基，1-2-戊基庚基等。環(huán)狀烷基的實例包括單或多環(huán)烷基如環(huán)丙基，環(huán)丁基，環(huán)戊基，環(huán)己基，環(huán)庚基，環(huán)辛基，環(huán)壬基，環(huán)癸基等。
術語“烷氧基”指直鏈或支化烷氧基，優(yōu)選C1-20烷氧基。烷氧基的實例包括甲氧基，乙氧基，正丙氧基，異丙氧基和不同的丁氧基異構體。
術語“烯基”指從直鏈，支化或環(huán)狀烯烴所形成的基團，包括烯屬單，二或多不飽和的前面所定義的烷基或環(huán)烷基，優(yōu)選C2-20烯基。烯基的實例包括乙烯基，烯丙基，1-甲基乙烯基，丁烯基，異丁烯基，3-甲基-2-丁烯基，1-戊烯基，環(huán)戊烯基，1-甲基-環(huán)戊烯基，1-己烯基，3-己烯基，環(huán)己烯基，1-庚烯基，3-庚烯基，1-辛烯基，環(huán)辛烯基，1-壬烯基，2-壬烯基，3-壬烯基，1-癸烯基，3-癸烯基，1，3-丁二烯基，1，4-戊二烯基，1，3-環(huán)戊二烯基，1，3-己二烯基，1，4-己二烯基，1，3-環(huán)己二烯基，1，4-環(huán)己二烯基，1，3-環(huán)庚二烯基，1，3，5-環(huán)庚三烯基和1，3，5，7-環(huán)辛四烯基。
術語“炔基”指從直鏈，支化或環(huán)狀炔形成的基團，包括含有三鍵的前面定義的烷基和環(huán)烷基。優(yōu)選C2-20炔基。炔基的實例包括乙炔基，2，3-丙炔基和2，3-或3，4-丁炔基。
單獨或以復合詞如“酰氧基”、“酰硫基”、“酰氨基”或“二?；被笔褂玫男g語“?；北硎景被柞；艴；捅环Q作芳族酰基的含有芳族環(huán)的?；?，或被稱作雜環(huán)?；碾s環(huán)，優(yōu)選C1-20?；?。酰基的例子包括氨基甲?；?；直鏈或支化鏈烷?；缂柞；阴；?，丙酰基，丁酰基，2-甲基丙?；?，戊?；?，2，2-二甲基丙酰基，己酰基，庚?；?，辛酰基，壬?；?，癸?；?，十一烷?；?，十二烷?；?，十三烷?；?，十四烷酰基，十五烷酰基，十六烷?；?，十七烷?；送轷；?，十九烷酰基，和二十烷?；煌檠趸驶缂籽趸驶?，乙氧基羰基，叔丁氧基羰基，叔戊氧基羰基和庚氧基羰基；環(huán)烷基羰基如環(huán)丙基羰基，環(huán)丁基羰基，環(huán)戊基羰基和環(huán)己基羰基；烷基磺?；缂谆酋；鸵一酋；煌檠趸酋；缂籽趸酋；鸵已趸酋；环减；绫郊柞；?，甲苯?；洼良柞；环纪轷；绫交溚轷；?例如苯基乙?；交；?，苯基丁?；?，苯基異丁酰基，苯基戊酰基和苯基己?；?和萘基鏈烷?；?例如萘基乙酰基，萘基丙?；洼粱□；?；芳鏈烯?；绫交溝；?例如苯基丙烯?；?，苯基丁烯?；交谆；交煜；捅交合；?和萘基鏈烯?；?例如萘基丙烯?；粱∠；洼粱煜；?；芳烷氧基羰基如苯基烷氧基羰基(例如芐基氧基羰基)；芳氧基羰基如苯氧基羰基和萘氧基羰基；芳氧基鏈烷酰基如苯氧基乙?；捅窖趸；?；芳基氨基甲酰基如苯基氨基甲?；环剂蚧被柞；绫交虼被柞；?；芳基乙醛酰基如苯基乙醛?；洼粱胰；?；芳基磺?；绫交酋；洼粱酋；?；雜環(huán)羰基；雜環(huán)鏈烷?；玎绶曰阴；?，噻吩基丙?；绶曰□；绶曰祯；?，噻吩基己?；?，噻唑基乙酰基，噻二唑基乙酰基和四唑基乙?；?；雜環(huán)鏈烯酰基如雜環(huán)丙烯?；?，雜環(huán)丁烯酰基，雜環(huán)戊烯酰基和雜環(huán)己烯?；缓碗s環(huán)乙醛?；玎邕蚧胰；袜绶曰胰；?。
本身使用或作為基團如“雜環(huán)鏈烯?；?、“雜環(huán)氧基”或“鹵雜環(huán)基”的一部分使用的術語“雜環(huán)”、“雜環(huán)基”和“雜環(huán)屬”是指含有選自N，S，O和P的一個或多個雜原子且任選被取代的芳族、假芳族和非芳族環(huán)或環(huán)體系。該環(huán)或環(huán)體系優(yōu)選具有3-20個碳原子。環(huán)或環(huán)體系選自有關“芳族化合物”的定義所描述的那些。
本身使用或作為基團如“鹵代芳基”和“芳氧基羰基”的一部分使用的術語“芳基”是指由碳原子(優(yōu)選3-20個碳原子)組成的芳族和假芳族環(huán)或環(huán)體系。環(huán)或環(huán)體系可任選被取代并可選自有關“芳族化合物”的定義所描述的那些。
現在還發(fā)現，在8-11族金屬催化劑存在下，二硼酸可加成在烯屬或炔屬化合物的碳-碳雙鍵或三鍵上，使得硼酸殘基被引入到雙鍵或三鍵各自的每一碳原子上，使得雙鍵變單鍵和三鍵變雙鍵。對于兩個或更多個共軛雙鍵的情況，硼酸殘基可被引入到參與共軛化的遠側碳原子上，導致共軛的損失。對于α，β-不飽和羰基化合物的情況，單硼酸殘基被引入到β-碳，損失了α，β-不飽和作用。
這里有關參與共軛化的碳原子所使用的術語“遠側”是指在碳原子的共軛鏈的每一端上的碳原子。例如在1，3-丁二烯中的遠側碳原子是碳原子1和4。
這里使用的表達短語“共軛的損失”是指共軛體系的雙鍵轉化成單鍵。這導致共軛的完全損失或共軛的部分損失。在一些情況下，在共軛損失之后可能會有一些重排。
因此，在本發(fā)明的另一個實施方案中，提供了制備有機硼酸衍生物的方法，它包括將具有至少一個碳-碳雙鍵的烯屬有機化合物或具有至少一個碳-碳三鍵的炔屬化合物與二硼酸在8-11族金屬催化劑存在下反應，使得硼酸殘基被引入到雙鍵或三鍵各自的一個或兩個碳原子上。
這里所使用的術語“8-11族金屬催化劑”是指包括在Chemical andEngineering News，63(5)，27，1985中描述的元素周期表8-11族的金屬的催化劑。
8-11族金屬催化劑的例子包括鉑金屬，與下面將要詳細描述的鈀配合物類似的Pt(O)配合物，或容易再還原成Pt(O)狀態(tài)的配合物。其它例子包括鐵，鈷，鎳，銅，釕，銠，鈀，銀，鋨，銥，鉑，金以及這些金屬的類似配合物。具有易達到的低氧化態(tài)的金屬和配合物是特別合適的。優(yōu)選的催化劑是容易氧化加成和還原消除的那些。據此，本技術領域中那些熟練人員將能夠容易地選擇合適的催化劑。
當8-11族金屬催化劑是鈀催化劑時，它可以是鈀配合物。合適鈀催化劑的例子包括但不限于PdCl2，Pd(OAc)2，PdCl2(dppf)CH2Cl2，Pd(PPh3)4和相關的催化劑，它們是膦配位體[如(Ph2P(CH2)nPPh2)，其中n為2-4，P(o-甲苯基)3，P(i-Pr)3，P(環(huán)己基)3，P(o-MeOPh)3，P(p-MeOPh)3，dppp，dppb，TDMPP，TTMPP，TMPP，TMSPP和相關水溶性膦]，相關配位體(如三芳基砷，三芳基銻，三芳基鉍)，亞磷酸鹽配位體[如P(OEt)3，P(O-p-甲苯基)3，P(O-o-甲苯基)3和P(O-iPr)3]以及其它合適的配位體[包括含有配位于鈀原子上的P和/或N原子的那些配位體(例如吡啶，烷基和芳基取代吡啶，2，2’-聯吡啶，烷基取代2，2’-聯吡啶和大體積的仲或叔胺)]的配合物；和在有或沒有配位體的情況下其它簡單鈀鹽。鈀催化劑包括擔載或束縛在固體載體上的鈀和鈀配合物，如鈀/碳，以及鈀黑，鈀集塊，含有其它金屬的鈀集塊，和處于多孔玻璃中的鈀，如J.Li，A.W-H.Mau和C.R.Strauss，ChemicalCommunications，1997年，1275頁中所述。相同或不同的鈀催化劑可用于催化該方法中的不同步驟。鈀催化劑也可選自US專利5,686,608中所述的那些。在某些反應中，通過使用具有改變了的堿度和/或空間松密度的配位體時具備一些優(yōu)點。
優(yōu)選的催化劑是以上所述的鈀和鉑催化劑。當反應牽涉到具有鹵素或鹵素狀取代基的有機化合物時，鈀催化劑是尤其優(yōu)選的。當有機化合物是烯屬或炔屬化合物時，鉑催化劑是特別優(yōu)選的。
還發(fā)現，當含有碳-碳雙鍵和在烯丙基位有離去基團的有機化合物與二硼酸在8-11族金屬催化劑存在下反應時，離去基團能夠被硼酸殘基替代。優(yōu)選該離去基團是酯基。
因此，在另一實施方案中，提供了制備有機硼酸衍生物的方法，它包括在8-11族金屬催化劑存在下將在烯丙位取代位具有離去基團的烯屬化合物與二硼酸反應，從而使離去基團被硼酸殘基替代。
該反應可在合適的堿存在下進行。
該方法可在任何合適的溶劑或溶劑混合物中進行。該溶劑的例子包括低級脂族羧酸的酰胺和低級脂族仲胺，DMSO，芳族烴，硝基甲烷，乙腈，芐腈，醚，聚醚，環(huán)醚，低級芳族醚，低級醇，和該醇與低級脂族羧酸的酯，吡啶，烷基吡啶，環(huán)狀和低級仲胺和叔胺，和其混合物，包括它們與其它溶劑的混合物。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方案中，該方法是在質子溶劑中進行。合適的質子溶劑的例子包括水和低級醇。最優(yōu)選該溶劑是水，乙醇，甲醇，異丙醇或其混合物，其中包括它們與其它溶劑的混合物。
完成本發(fā)明方法的各步驟所使用的溫度將取決于多個因素，其中包括所需反應速率，溶解性和在所選擇溶劑中反應物的反應活性，溶劑的沸點等。反應的溫度一般是在-100-250℃范圍內。在一個優(yōu)選的實施方案中，該方法是在-20-80℃和優(yōu)選在15-40℃范圍內進行。
這里所使用的術語“合適的堿”是指一種堿性化合物，當在反應混合物中存在時它能夠催化、促進或協(xié)助反應物之間的反應。該堿適合于催化單個步驟，或一個以上的步驟，這取決于反應的所需結果。例如，選擇一種催化有機化合物和二硼酸之間反應的堿，但堿性足夠的強以進一步催化有機二硼酸衍生物與附加有機化合物或其它有機化合物之間的反應。還優(yōu)選的是，所選擇的堿應該可溶于在其中添加它的溶劑中。適合催化有機化合物與二硼酸之間的反應的堿的例子包括，Li、Na、K、Rb、Cs、銨和2族金屬Mg、Ca & Ba的羧酸鹽(例如乙酸鉀)、氟化物、氫氧化物、氰化物和碳酸鹽，堿金屬(Li、Na、K、Rb、Cs)磷酸鹽和磷酸酯(例如C6H5OP(O)(ONa)2和相關的芳基和烷基化合物)以及它們的醇鹽和酚鹽，氫氧化鉈，烷基銨的氫氧化物和氟化物。這些堿中的一些可與相轉移試劑如四烷基銨鹽或冠醚一起使用。
有可能使用較強的堿如碳酸鉀在較低反應溫度如-20℃-25℃下來催化在取代位具有鹵素或鹵素狀取代基的有機化合物與二硼酸之間的反應。當需要偶聯產物時，這可通過選擇合適的溫度來實現。合適的溫度將取決于所使用的具體的溶劑，堿和有機化合物。還有可能使用強堿來控制反應條件以形成對稱偶聯產物。在一些情況下，有必要提高反應介質的溫度促使偶聯反應的發(fā)生。利用單種堿來進行取代階段和偶聯步驟可為許多偶聯產物提供非常方便的路徑。
這里所使用的術語“乙烯取代位”是指烯屬化合物上需要被硼酸殘基取代的并處在屬于烯屬碳-碳雙鍵的一部分的碳原子上的位置。各烯屬化合物可具有一個以上雙鍵，所以具有2個以上乙烯偶聯位。
這里所使用的術語“烯丙位取代位”是指烯屬化合物上需要被硼酸殘基取代的并處在這樣一種碳原子上的位置，該碳原子直接緊靠著屬于烯屬碳-碳雙鍵的一部分的那一碳原子。
本發(fā)明還提供制備有機硼酸衍生物的方法，包括在8-11族金屬催化劑和合適堿存在下讓二硼酸與具有鹵素或鹵素狀取代基和含活性氫的取代基的有機化合物反應，以使鹵素或鹵素狀取代基被硼酸殘基取代。
在本發(fā)明的另一方面，提供了制備有機硼酸衍生物的方法，包括在質子溶劑中在8-11族金屬催化劑和合適堿存在下將二硼酸與具有鹵素或鹵素狀取代基的有機化合物反應，以使鹵素或鹵素狀取代基被硼酸殘基取代。
在本發(fā)明的另一方面，提供了制備有機硼酸衍生物的方法，包括在8-11族金屬催化劑存在下，將二硼酸與分別具有至少一個碳-碳雙鍵或至少一個碳-碳三鍵和含活性氫的取代基的烯屬或炔屬化合物反應，以使硼酸殘基被引入到各自雙鍵或三鍵的一個或兩個碳原子上。
在本發(fā)明的另一方面，提供了制備有機硼酸衍生物的方法，它包括在質子溶劑中在8-11族金屬催化劑存在下將二硼酸與分別具有至少一個碳-碳雙鍵或至少一個碳-碳三鍵的烯屬或炔屬化合物反應，以使硼酸殘基被引入到各自雙鍵或三鍵的一個或兩個碳原子上。
在另一方面，提供了制備有機硼酸衍生物的方法，包括在質子溶劑中在8-11族金屬催化劑存在下將在烯丙位取代位具有離去基團的烯屬化合物與二硼酸反應，以使離去基團被硼酸殘基替代。
在再一方面，提供了制備有機硼酸衍生物的方法，包括在8-11族金屬催化劑存在下將在烯丙位取代位上有離去基團并具有含活性氫的取代基的烯屬化合物與二硼酸反應，以使離去基團被硼酸殘基取代。
本發(fā)明的方法提供了獲取有機硼酸衍生物的路徑，該衍生物不能通過使用普通方法容易地獲得。這些有機硼酸衍生物中的一些是新型的并代表了本發(fā)明的其它方面。
下表1和2示出了可根據本發(fā)明方法獲得的一些新型和已知的有機硼酸衍生物的結構。
表1由二硼方法制備的已知硼酸
表2由二硼方法制備的新型硼酸
化合物編號 化合物名稱1 1，3-苯并間二氧雜環(huán)戊烯-5-硼酸2 1，2，2-三苯基亞乙基硼酸3 4-甲氧基苯基硼酸4 4-(2-羥乙基)苯基硼酸5 4-(氨基羰基)苯基硼酸6 苯基硼酸7 4’-苯甲酰基[1，1’-聯苯]-4-硼酸8 2-甲氧基-5-(甲氧基羰基)苯基硼酸91-氧代-2，3-二氫化茚-5-硼酸10 4-(2-羥基乙氧基)苯基硼酸11 3-苯氧基苯基硼酸12 4-溴-3-甲基苯基硼酸13 3，3-二甲基-6-氧代環(huán)己烯-1-硼酸14 3-氧代-1-苯基丁-1-硼酸15 2，6-二甲氧基吡啶-3-硼酸因此，本發(fā)明提供了具有下式的有機硼酸衍生物R-B(OH)2其中R是具有可與有機金屬化合物反應的取代基的有機化合物的殘基。
根據本發(fā)明制備的有機硼酸衍生物代表了本發(fā)明的又一方面并提供了由碳-碳雙鍵或碳-雜原子鍵來偶聯有機化合物的合適中間體。有機硼酸衍生物也可通過與合適的醇或胺(尤其二醇和二胺)反應被轉化成相應的酯或酰胺。令人驚奇地是，現已發(fā)現，在與二硼酸的反應的初始階段中合適醇的存在有利于形成所希望的酯產物(例如形成較少的二聚體)。因此，在合適醇存在下進行反應能夠為獲取有機硼酸酯提供“一步”途徑。此外，醇的使用能夠用來改進二硼試劑在一些溶劑體系中的溶解性。優(yōu)選地，合適醇是二醇。如果為反應所選擇的溶劑是醇或胺，則在一些情況下也有可能調節(jié)反應條件，以使得就地產生硼酸酯/酰胺。
因此，在另一方面，本發(fā)明提供了以共價鍵方式使有機化合物偶聯的方法，它包括將按前面所述制備的有機硼酸衍生物與在偶聯位具有鹵素或鹵素狀取代基的有機化合物在8-11族金屬催化劑和合適堿存在下反應。
根據本發(fā)明的另一方面，提供了制備有機硼酸酯的一步方法，它包括在一定反應條件下在8-11族金屬催化劑和合適醇存在下將具有硼反應活性部位的有機化合物與二硼酸反應，該反應條件應該使得由二硼酸與有機化合物的反應所形成的有機硼酸衍生物與該合適的醇反應而形成所述有機硼酸酯。
在再一方面，提供了以共價鍵方式使有機化合物偶聯的一步方法，包括讓(i)攜帶鹵素或鹵素狀取代基的有機化合物；或(ii)烯屬有機化合物；或(iii)炔屬化合物與前面所定義的二硼酸反應而形成有機硼酸衍生物，并且在8-11族金屬催化劑和合適堿存在下讓該有機硼酸衍生物就地與在偶聯位置有鹵素或鹵素狀取代基的有機化合物反應，從而在該偶聯位置和有機硼酸衍生物的碳原子(硼酸殘基與之相連)之間形成直接的鍵。這一程序使得能夠制備出對稱和不對稱偶聯產物。
這里所使用的術語“偶聯位置”是指有機化合物上的需要偶聯到另一有機化合物上的位置。各有機化合物可具有一個或多個，優(yōu)選1-6個偶聯位置。
根據本發(fā)明的方法適用于固體聚合物載體或樹脂珠粒上的化學制備，按照在相結合的化學方法和在化學實驗室中所使用的常規(guī)化學方法同樣的方式。因此，在偶聯位置具有鹵素或鹵素狀取代基(以化學鍵連接于聚合物表面)的合適有機化合物可與有機硼酸衍生物中間體在鈀催化劑和合適堿存在下反應而形成了連接于聚合物表面的偶聯產物。然后可從表面上洗掉多余的反應試劑和副產物，僅僅在表面上留下反應產物。偶聯產物然后可通過化學鍵的適當劈裂而與聚合物表面分離開。也可使用另一種策略使得該方法成為可能讓連接于聚合物表面的(i)具有鹵素或鹵素狀取代基的有機化合物或(ii)烯屬有機化合物，或(iii)炔屬化合物與前面所述的二硼酸反應而形成以化學鍵連接于聚合物表面的有機硼酸衍生物。該衍生物然后可與在偶聯位置具有鹵素或鹵素狀取代基的有機化合物在鈀催化劑和合適堿存在下反應來制備以化學鍵連接于聚合物的偶聯產物。通過適當的洗滌可除去多余的反應試劑和副產物，通過以化學法劈裂與聚合物的連接可分離出偶聯產物。
根據本發(fā)明，還有可能直接將聚合物(例如聚苯乙烯)的表面用鹵素或鹵素狀取代基加以官能化，然后通過在鈀催化劑和合適堿存在下由官能化聚合物與二硼酸反應來將該官能化表面轉化成硼酸殘基表面。硼酸殘基表面然后可與具有鹵素或鹵素狀取代基的任何合適有機化合物反應。如果有機化合物含有其它官能團，例如羧酸酯，則它們可用作連接基以進一步在聚合物表面上延伸化學反應。
這里所使用的術語“連接基”是指將有機基團相互連接的那些原子的任何鏈。連接基的例子包括聚合物鏈，任選被取代的亞烷基和任何其它合適的二價基團。
還有可能通過具有一個以上的鹵素或鹵素狀取代基的有機環(huán)化合物的反應來制備聚合物。該有機化合物可與二硼酸在鈀催化劑和合適堿存在下反應形成具有一個以上硼酸殘基的有機硼酸衍生物。這些衍生物可與有機硼酸衍生物或具有一個以上鹵素或鹵素狀取代基的有機化合物反應而形成聚合物。如果有機化合物具有三個或三個以上可與二硼酸反應的鹵素或鹵素狀取代基，則有可能根據本發(fā)明的方法制備出樹枝形分子。還有可能形成從具有一個以上硼酸殘基的烯屬有機化合物和炔屬化合物制備的有機硼酸衍生物的聚合物。
偶聯的有機化合物可以是單獨的分子或者可以連接在一起，以使在與二硼酸反應后形成的有機硼酸衍生物能夠在處于分子中其它位置的偶聯位置發(fā)生反應，從而提供分子內反應，如閉環(huán)反應。本發(fā)明的方法類似地可在攜帶鹵素或鹵素狀取代基的不同區(qū)域(region)之間發(fā)生分子內連接。
本發(fā)明的方法也可用于制備活性中間體，它能夠參與其它的反應或重排。這些反應活性中間體可以是有機硼酸衍生物或偶聯產物。例如，芳基硼酸衍生物可參與芳基硼化合物的一個或多個由鈀催化的反應，按Miyaura和Suzuki在Chem.Rev.，1995，95，2457-2483中所述。
本發(fā)明的方法使得能夠讓有機化合物在溫和條件下鍵接，并且避免了昂貴的、很難除去的試劑和/或毒性試劑和溶劑的使用。在這方面，硼和硼化合物一般是非毒性的。為了對反應步驟的改進控制，該反應也可以在較便宜的溶劑如甲醇和乙醇中進行，設想有可能以工業(yè)規(guī)模進行該反應。該方法也可使含有活性氫取代基的有機化合物發(fā)生鍵接，在反應過程中無需保護那些取代基。
下面的實施例被提供來說明本發(fā)明的一些優(yōu)選的實施方案。然而，應該理解的是，下面的敘述不應該代替前面所述的本發(fā)明的概括性。
實施例制備1-二硼酸的制備1a)雙(二甲基氨基)氯化硼15升的用氮氣保護而免于受大氣濕度影響的試驗廠規(guī)模反應器裝有石油溶劑油(b.p.30-40°，81)，并使用外部干冰/丙酮浴冷卻到大約-60°。將二甲胺(2929g，64.83摩爾)注入攪拌的液體和氣體狀態(tài)冷溶劑中，溶液再次冷卻到-60°。也用氮氣保護的10升容器在干冰/丙酮浴中被冷卻，同樣裝入石油溶劑油(51)。三氯化硼(2000g，17.07摩爾)溶解在冷溶劑中，裝有特氟隆輸送管的容器浸沒于反應器中的胺溶液之下，以及三氯化硼溶液被緩慢泵抽到二甲胺溶液中。該反應伴有巨大放熱，必需極為小心，以防止溫度突升，以及輸送管不被鹽酸胺堵塞。盡管用干冰冷浴，控制加料以使反應保持在大約-20°；加料經歷大約3小時。在上升到室溫的同時，攪拌容器一夜。
停止攪拌器，快速打開反應器，以及將特氟隆管插入蓋裝置和內端裝有氣體分配管(pyrex 3830/02M)作為過濾器，過濾器和管盡可能深地推進沉降鹽酸胺物料中。封閉反應器，氮壓力(至多30kPa)用來將產物溶液泵出到受保護的接受器中。結晶鹽酸胺沒有堵塞小面積的用作過濾器的氣體管。當全部液體被萃取時，過濾器管從固體物料中拔出，將另外的石油溶劑油(101)加到容器中，小心地攪拌內容物，使進入緩和的回流狀態(tài)保持5分鐘以萃取任何殘余的產物。如果必要去改變接受器或使裝置上升到大氣壓，然后第三次重復過濾和反萃取過程，以及使用液體原料和氮保護措施將合并的萃取物在良好密封的旋轉蒸發(fā)器中蒸發(fā)。然后在減壓下分餾出不大揮發(fā)的殘余物，在45-48°和2.5kPa下沸騰的餾分被收集作為產物(1835g，13.65摩爾，70％)。nmr質子信號在δ2.52[((CH3)2N)3B]，δ2.71[((CH3)2N)2BCl]和/或δ2.93[((CH3)2NBCl2]下的積分結果用于測定產物的組成，以及決定在還原步驟之前(以下)是否應加入其它二甲胺或三氯化硼。
b)四(二甲氨基)二硼具有多孔頂板的、在油浴中的5升法蘭式燒瓶反應器裝有油封高剪切頂置攪拌器，抑制“固體”式攪拌的擋板型葉片，通過冷凝器頂部的T形管來實施的對內容物的氬氣保護系統(tǒng)，熱電偶探頭和500ml的均壓滴液漏斗。將鈉(252g，10.95摩爾)和二甲苯(21)加到燒瓶中，以及內容物由油浴加熱到120°。在鈉已經完全溶化后攪拌器達到大約800rpm，并在反應過程中保持在該速度。鈉在快速攪拌的液體中(經大約20分鐘)已經變成精細的灰色懸浮體之后，在氬的壓力下通過特氟隆管泵抽將滴液漏斗裝上雙(二甲氨基)氯化硼(總量，1415g，10.53摩爾)批料。反應混合物在大約125°(輕微的二甲苯回流)下，將雙(二甲氨基)氯化硼緩慢滴加到反應器中，觀察熱電偶和回流速度發(fā)現大約500ml/小時的添加速度是令人滿意的。當產物濃度增加時，回流溫度緩慢上升，混合物溫度為135°時，任何鹵化物反應物的添加都會引起即時顯著放熱。在添加停止后，混合物在回流狀態(tài)加熱另外1小時，然后使它冷卻到室溫(一夜)，并撤走攪拌器。
清液層被泵入(氬)到連接于142mm壓力過濾器(Sartorius)的打開的壓力容器中，壓力容器被密封，以及用氬氣加壓到100kPa。產物溶液過濾到用氬氣保護的5升蒸餾燒瓶中。反應容器中的沉淀用二甲苯(500ml)洗滌2次，使其沉降，同樣地過濾上清液。合并的濾液在減壓下分餾，初始在2.5kP下，直到全部的二甲苯被蒸餾掉(b.p.40-43°)，當產物被蒸餾時壓力逐漸下降到0.3kPa。在65-67°和0.3kPa下沸騰的餾分被收集作為純四(二甲氨基)二硼(540g，2.73摩爾，51.8％)。
c)四羥基二硼(二硼酸)
在冰浴中的冰冷水(20ml)中攪拌四(二甲氨基)二硼(10.64g，53.7毫摩爾)，標準濃縮鹽酸(17.5ml的12.78摩爾濃度，223毫摩爾。4.16X二硼反應物)由注射泵經50分鐘加到攪拌溶液中。在完成添加之后，混合物在冰中攪拌15分鐘，過濾出固體，用冰冷的稀釋鹽酸(10ml，0.064M)洗滌，以及風干從而得到白色固體(3.43g，70％)。
參考McCloskey，A.L.，Brotherton，R.J.，and Boone，J.L.，J.Amer.Chem.Soc.，1961，83，4750。
制備2-大規(guī)模制備四羥基二硼(二硼酸)在冰浴中的冰冷水(40ml)中攪拌四(二甲氨基)二硼(44g，0.223摩爾)，再將標準濃鹽酸(73ml的12.78摩爾，0.932摩爾鹽酸，4.18X二硼反應物)由注射泵以50ml/小時加到攪拌溶液中?；旌衔餃囟染徛仙?4°，冷卻可通過將乙醇加到冰浴中來增強以增加反應混合物和冷浴(冷浴到-10°)之間的溫度差。在添加完成后在冰浴中攪拌混合物15分鐘，過濾出固體，用冰冷稀釋鹽酸(40ml的0.064M)洗滌，以及風干從而得到白色固體(15.47g，78％)。使用該物質無需進一步純化。
實施例1MeOH作為溶劑
在氮氛圍下的Schlenk管中，將四羥基二硼(104mg；1.16mmol)，[1，1’-雙(二苯基膦基)二茂鐵]二氯鈀(II)二氯甲烷加合物(PdCl2(dppf).CH2Cl2)(26mg；0.032mmol)，KOAc(302mg；3.08mmol)和1-碘-3，4-亞甲二氧基苯(251mg；1.01mmol)在干燥MeOH(5ml)中的混合物加以密封，并在40℃下攪拌3小時。將少量的反應混合物加到水中，萃取到二氯甲烷中，然后在Mg2SO4上干燥。反應溶液通過HPLC(Waters 600E)在下列條件下進行分析Zorbax ODS，4.6mm×25cm柱，λ＝230nm，2ml/min，使用20％CH3CN∶80％H2O至90％CH3CN∶10％H2O經25分鐘。在5.82分鐘的主峰由LC/MS確認為1，3-苯并間二氧雜環(huán)戊烯-5-硼酸。將可信的1，3-苯并間二氧雜環(huán)戊烯-5-硼酸加到反應溶液中，以及在同樣條件下由HPLC進行的分析提供了進一步的證據，表明形成了所希望的芳基硼酸。
反應溶液也在下列條件下進行分析Alltima C18，5微米，4.6mm×15cm柱，λ＝230nm，使用20％CH3CN∶80％ H2O至100％ CH3CN經15分鐘。在將一些可信物質加到反應溶液中和在同樣條件下由HPLC進行分析后，在3.33分鐘的主峰被確認為1，3-苯并間二氧雜環(huán)戊烯-5-硼酸。
實施例2EtOH作為溶劑
在氮氛圍下的Schlenk管中，將四羥基二硼(148mg；1.65mmol)，PdCl2(dppf).CH2Cl2(28mg；0.035mmol)，KOAc(313mg；3.19mmol)和1-碘-3，4-亞甲二氧基苯(252mg；1.02mmol)在干燥EtOH(5ml)中的混合物加以密封，并在40℃下攪拌18小時。少量反應混合物用CH3CN/H2O稀釋，通過玻璃纖維過濾紙過濾，以及由HPLC(Waters 600E)在以下條件下進行分析Zorbax ODS，4.6mm×25cm柱，λ＝230nm，2ml/min，使用20％CH3CN∶80％H2O至90％CH3CN∶10％H2O經25分鐘。在5.26分鐘觀測到主峰。將可信的1，3-苯并間二氧雜環(huán)戊烯-5-硼酸加到反應溶液中，以及在同樣條件下由HPLC進行的分析證實已經形成了所希望的芳基硼酸。
實施例3i-PrOH作為溶劑
在氮氛圍下的Schlenk管中，將四羥基二硼(158mg；1.76mmol)，PdCl2(dppf).CH2Cl2(26mg；0.032mmol)，KOAc(310mg；3.16mmol)和1-碘-3，4-亞甲二氧基苯(254mg；1.02mmol)在干燥i-PrOH(5ml)中的混合物在氮氣下加以密封，并在40℃下攪拌18小時。少量反應混合物用CH3CN/H2O稀釋，通過玻璃纖維過濾紙過濾，以及由HPLC(Waters 600E)在以下條件下進行分析Zorbax ODS，4.6mm×25cm柱，λ＝230nm，2ml/min，使用20％CH3CN∶80％H2O至90％CH3CN∶10％H2O經25分鐘。在6.78分鐘的主峰在將可信的物質加到反應溶液中和在同樣條件下由HPLC進行的分析后被確認為1，3-苯并間二氧雜環(huán)戊烯-5-硼酸。
實施例4DMSO作為溶劑
在氮氛圍下的Schlenk管中，將四羥基二硼(152mg；1.70mmol)，PdCl2(dppf).CH2Cl2(27mg；0.033mmol)，KOAc(300mg；3.06mmol)和1-碘-3，4-亞甲二氧基苯(249mg；1.00mmol)在干燥DMSO(5ml)中的混合物加以密封，并在40℃下攪拌18小時。少量反應混合物用CH3CN/H2O稀釋，通過玻璃纖維過濾紙過濾，以及由HPLC(Waters 600E)在以下條件下進行分析Zorbax ODS，4.6mm×25cm柱，λ＝230nm，2ml/min，使用20％CH3CN∶80％H2O至90％CH3CN∶10％H2O經25分鐘。在6.58分鐘的主峰在將可信的物質加到反應溶液中和在同樣條件下由HPLC進行的分析后被確認為1，3-苯并間二氧雜環(huán)戊烯-5-硼酸。
實施例5DMF作為溶劑
在氮氛圍下的Schlenk管中，將四羥基二硼(131mg；1.46mmol)，PdCl2(dppf).CH2Cl2(27mg；0.033mmol)，KOAc(286mg；2.91mmol)和1-碘-3，4-亞甲二氧基苯(243mg；0.980mmol)在干燥DMF(5ml)中的混合物加以密封，并在40℃下攪拌2.5天。少量反應混合物用CH3CN/H2O稀釋，通過玻璃纖維過濾紙過濾，以及由HPLC(Waters 600E)在以下條件下進行分析Alltima C18，5微米，4.6mm×25cm柱，λ＝230nm，2ml/分鐘，使用20％CH3CN∶80％H2O至100％CH3CN經15分鐘。在將可信的物質加入到反應溶液中和在同樣條件下由HPLC進行分析后，在2.78分鐘的主峰被確認為1，3-苯并間二氧雜環(huán)戊烯-5-硼酸。
實施例6H2O作為溶劑
在氮氛圍下的Schlenk管中，將四羥基二硼(123mg；1.37mmol)，PdCl2(dppf).CH2Cl2(23mg；0.028mmol)，KOAc(271mg；2.76mmol)和1-碘-3，4-亞甲二氧基苯(222mg；0.887mmol)在脫氣水(5ml)中的混合物加以密封，并在40℃下攪拌18小時。少量反應混合物用CH3CN/H2O稀釋，通過玻璃纖維過濾紙過濾，以及由HPLC(Waters 600E)在以下條件下進行分析Alltima C18，5微米，4.6mm×25cm柱，λ＝230nm，2ml/分鐘，使用20％CH3CN∶80％H2O至100％CH3CN經15分鐘。在將可信的物質加到反應溶液中和在同樣條件下由HPLC進行分析后，在3.18分鐘的主峰被確認為1，3-苯并間二氧雜環(huán)戊烯-5-硼酸。
官能團實施例實施例7
在氮氛圍下的Schlenk管中，將四羥基二硼(99mg；1.10mmol)，PdCl2(dppf).CH2Cl2)(26mg；0.032mmol)，KOAc(288mg；2.93mmol)和4-碘苯甲醚(231mg；0.987mmol)在干燥MeOH(5ml)中的混合物加以密封，并在40℃下攪拌18小時。將少量的反應混合物加到水中，萃取到二氯甲烷中，然后在MgSO4上干燥。反應溶液用CH3CN稀釋，通過玻璃纖維過濾紙過濾，以及由HPLC(Waters 600E)在下列條件下進行分析Zorbax ODS，4.6mm×25cm柱，λ＝230nm，2ml/min，使用20％CH3CN∶80％H2O至90％CH3CN∶10％H2O經25分鐘。在6.79分鐘觀測到的主峰(84％)由LC/MS確認為4-甲氧基苯基硼酸。將可信的4-甲氧基苯基硼酸加到反應溶液中，以及在同樣條件下由HPLC進行的分析提供了進一步的證據，表明形成了所希望的芳基硼酸。
實施例8
在氮氛圍下的Schlenk管中，將四羥基二硼(120mg；1.34mmol)，PdCl2(dppf).CH2Cl2(26mg；0.032mmol)，KOAc(268mg；2.73mmol)和4-溴苯基乙醇(177mg；0.880mmol)在干燥DMSO(5ml)中的混合物加以密封，并在40℃下攪拌18小時。將少量的反應混合物加到水中，萃取到二氯甲烷中，然后在MgSO4上干燥。反應溶液用CH3CN稀釋，通過玻璃纖維過濾紙過濾，以及由HPLC(Waters 600E)在下列條件下進行分析Zorbax ODS，4.6mm×25cm柱，λ＝230nm，2ml/min，使用20％CH3CN∶80％H2O至290％CH3CN∶10％H2O經25分鐘。在2.49分鐘觀測到的新峰由LC/MS確認為芳基硼酸。
實施例9
在氮氛圍下的Schlenk管中，將四羥基二硼(126mg；1.41mmol)，PdCl2(dppf).CH2Cl2(24mg；0.029mmol)，KOAc(276mg；2.81mmol)和4-碘苯甲酰胺(219mg；0.886mmol)在干燥DMSO(5ml)中的混合物加以密封，并在40℃下攪拌18小時。將少量的反應混合物用CH3CN/H2O稀釋，通過玻璃纖維過濾紙過濾，以及由HPLC(Waters 600E)在下列條件下進行分析Zorbax ODS，4.6mm×25cm柱，λ＝230nm，2ml/min，使用20％CH3CN∶80％H2O至90％CH3CN∶10％H2O經25分鐘。在2.81分鐘觀測到的新峰由LC/MS確認為芳基硼酸。
實施例10
在氮氛圍下的Schlenk管中，將四羥基二硼(117mg；1.31mmol)，PdCl2(dppf).CH2Cl2(22mg；0.027mmol)，KOAc(275mg；2.80mmol)和4-苯甲酰基-4’-溴聯苯(303mg；0.899mmol)在干燥DMSO(5ml)中的混合物在氮氣下加以密封，并在40℃下攪拌18小時。將少量的反應混合物用CH3CN/H2O稀釋，通過玻璃纖維過濾紙過濾，以及由HPLC(Waters600E)在下列條件下進行分析Alltima C18，5微米，4.6mm×15cm柱，λ＝230nm，2ml/分鐘，使用20％CH3CN∶80％H2O至90％CH3CN∶10％H2O經25分鐘。在13.08分鐘觀測到主峰，并由LC/MS確認為芳基硼酸。
實施例11
在氮氛圍下的Schlenk管中，將四羥基二硼(120mg；1.34mmol)，PdCl2(dppf).CH2Cl2(24mg；0.029mmol)，KOAc(272mg；2.77mmol)和3-碘-4-甲氧基苯甲酸甲酯(262mg；0.897mmol)在干燥DMSO(5ml)中的混合物加以密封，并在40℃下攪拌18小時。將少量的反應混合物用CH3CN/H2O稀釋，通過玻璃纖維過濾紙過濾，以及由HPLC(Waters 600E)在下列條件下進行分析Zorbax ODS，4.6mm×25cm柱，λ＝230nm，2ml/min，使用20％CH3CN∶80％H2O至90％CH3CN∶10％H2O經25分鐘。在5.65分鐘觀測到新峰，并由LC/MS確認為所希望的芳基硼酸。
實施例12
在氮氛圍下的Schlenk管中，將四羥基二硼(123mg；1.37mmol)，PdCl2(dppf).CH2Cl2(23mg；0.028mmol)，KOAc(269mg；2.74mmol)和5-溴-2，3-二氫-1-茚酮(187mg；0.866mmol)在干燥DMSO(5ml)中的混合物加以密封，并在40℃下攪拌18小時。將少量的反應混合物用CH3CN/H2O稀釋，通過玻璃纖維過濾紙過濾，以及由HPLC(Waters 600E)在下列條件下進行分析Zorbax ODS，4.6mm×25cm柱，λ＝230nm，2ml/min，使用20％CH3CN∶80％H2O至90％CH3CN∶10％H2O經25分鐘。在3.54分鐘觀測到新峰，并由LC/MS確認為所希望的芳基硼酸。
實施例13
在氮氛圍下的Schlenk管中，將四羥基二硼(130mg；1.45mmol)，PdCl2(dppf).CH2Cl2(25mg；0.031mmol)，KOAc(295mg；3.01mmol)和2-(4-溴苯氧基)乙醇(214mg；0.986mmol)在干燥MeOH(5ml)中的混合物加以密封，并在40℃下攪拌18小時。將少量的反應混合物用CH3CN/H2O稀釋，通過玻璃纖維過濾紙過濾，以及由HPLC(Waters 600E)在下列條件下進行分析Alltima C18，5微米，4.6mm×25cm柱，λ＝230nm，2ml/分鐘，使用20％CH3CN∶80％H2O至100％CH3CN經15分鐘。在1.36分鐘觀測到新峰，并由LC/MS確認為所希望的芳基硼酸。
實施例14
在氮氛圍下的Schlenk管中，將四羥基二硼(128mg；1.43mmol)，PdCl2(dppf).CH2Cl2(24mg；0.029mmol)，KOAc(294mg；3.00mmol)和5-溴二苯基醚(244mg；0.983mmol)在干燥MeOH(5ml)中的混合物加以密封，并在40℃下攪拌18小時。將少量的反應混合物用CH3CN/H2O稀釋，通過玻璃纖維過濾紙過濾，以及由HPLC(Waters 600E)在下列條件下進行分析Alltima C18，5微米，4.6mm×25cm柱，λ＝230nm，2ml/分鐘，使用20％CH3CN∶80％H2O至100％CH3CN經15分鐘。在8.65分鐘觀測到新峰，并由LC/MS確認為芳基硼酸。
實施例15
在氮氛圍下的Schlenk管中，將四羥基二硼(134mg；1.49mmol)，PdCl2(dppf).CH2Cl2(24mg；0.029mmol)，KOAc(291mg；2.96mmol)和2，5-二溴甲苯(244mg；0.976mmol)在干燥MeOH(5ml)中的混合物在氮氣下加以密封，并在40℃下攪拌18小時。將少量的反應混合物用CH3CN/H2O稀釋，通過玻璃纖維過濾紙過濾。由LC/MS檢測到了所希望的芳基硼酸。
將少量的反應混合物加到水中，萃取到乙醚中，然后在MgSO4上干燥。將過量的頻哪醇加到萃取物中，并通過GC來分析溶液。檢測到新峰，并由GC/MS確認為相應的芳基硼酸鹽。
實施例16
在氮氛圍下的Schlenk管中，將四羥基二硼(124mg；1.38mmol)，PdCl2(dppf).CH2Cl2(24mg；0.029mmol)，KOAc(267mg；2.72mmol)和三氟甲烷磺酸苯酯(204mg；0.902mmol)在干燥MeOH(5ml)中的混合物加以密封，并在40℃下攪拌18小時。將少量的反應混合物用CH3CN/H2O稀釋，通過玻璃纖維過濾紙過濾，以及由HPLC(Waters 600E)在下列條件下進行分析Alltima C18，5微米，4.6mm×25cm柱，λ＝230nm，2ml/分鐘，使用20％CH3CN∶80％H2O至100％CH3CN經15分鐘。在將可信的物質加到反應溶液中和在相同條件下通過HPLC進行分析之后，在1.87分鐘的峰被確認為苯基硼酸。
實施例17
在裝有磁力攪拌器和用氬氣吹掃過的干燥Schlenk管中，加入3-碘-2，6-二甲氧基吡啶(494mg，2毫摩爾)，四羥基二硼(177mg)，乙酸鉀(326mg，3.3毫摩爾)和[1，2-雙(二苯基膦基)二茂鐵]二氯鈀(II)(57mg，0.07毫摩爾)，接著加入干燥甲醇(10ml)，密封燒瓶，搖晃，然后在油浴中在50℃下攪拌一整夜。將少量的反應混合物用CH3CN/H2O稀釋，通過玻璃纖維過濾紙過濾。2，6-二甲氧基-吡啶-3-硼酸作為產物通過LC/MS得到證實。
烯烴實施例實施例18MeOH作為溶劑
在氮氛圍下的Schlenk管中，將四羥基二硼(82mg；0.91mmol)，PdCl2(dppf).CH2Cl2(19mg；0.023mmol)，KOAc(219mg；2.23mmol)和溴三苯乙烯(247mg；0.737mmol)在干燥MeOH(5ml)中的混合物加以密封，并在40℃下攪拌18小時。將少量的反應混合物加到水中，萃取到二氯甲烷中，然后在MgSO4上干燥。反應溶液用CH3CN稀釋，通過玻璃纖維過濾紙過濾，以及由HPLC(Waters 600E)在下列條件下進行分析Zorbax ODS，4.6mm×25cm柱，λ＝230nm，2ml/min，使用80％CH3CN∶20％H2O。在1.96分鐘觀測到的新峰由LC/MS確認為1，2，2-三苯基乙烯基硼酸。
反應溶液也在以下條件下進行分析Alltima C18，5微米，4.6mm×15cm柱，λ＝230nm，2ml/分鐘，使用20％CH3CN∶80％H2O至100％CH3CN經15分鐘。在這些條件下1，2，2-三苯基乙烯基硼酸出現在9.93分鐘。
實施例19DMF作為溶劑
在氮氛圍下的Schlenk管中，將四羥基二硼(135mg；1.51mmol)，PdCl2(dppf).CH2Cl2(26mg；0.032mmol)，KOAc(290mg；2.95mmol)和溴三苯乙烯(323mg；0.963mmol)在干燥DMF(5ml)中的混合物加以密封，并在40℃下攪拌2.5天。將少量的反應混合物加到水中，萃取到二氯甲烷中，然后在MgSO4上干燥。該反應溶液用CH3CN稀釋，通過玻璃纖維過濾紙過濾。由HPLC(Waters 600E)在下列條件下確認為1，2，2-三苯基乙烯基硼酸Alltima C18，5微米，4.6mm×25cm柱，λ＝230nm，2ml/分鐘，使用80％CH3CN∶20％H2O至100％CH3CN經15分鐘。
實施例20EtOH作為溶劑
在氮氛圍下的Schlenk管中，將四羥基二硼(120mg；1.33mmol)，PdCl2(dppf).CH2Cl2(23mg；0.028mmol)，KOAc(267mg；2.72mmol)和溴三苯乙烯(295mg；0.880mmol)在干燥EtOH(5ml)中的混合物在氮氣中加以密封，并在40℃下攪拌18小時。將少量的反應混合物加到水中，萃取到二氯甲烷中，然后在MgSO4上干燥。反應溶液用CH3CN稀釋，通過玻璃纖維過濾紙過濾。由HPLC(Waters 600E)在下列條件下確認為1，2，2-三苯基乙烯基硼酸Alltima C18，5微米，4.6mm×25cm柱，λ＝230nm，2ml/分鐘，使用80％CH3CN∶20％H2O至100％CH3CN經15分鐘。
實施例21i-PrOH作為溶劑
在氮氛圍下的Schlenk管中，將四羥基二硼(127mg；1.42mmol)，PdCl2(dppf).CH2Cl2(22mg；0.027mmol)，KOAc(273mg；2.78mmol)和溴三苯乙烯(296mg；0.883mmol)在干燥i-PrOH(5ml)中的混合物加以密封，并在40℃下攪拌18小時。反應混合物的樣品用CH3CN稀釋，通過玻璃纖維過濾紙過濾。1，2，2-三苯基乙烯基硼酸由HPLC(Waters 600E)在下列條件下被確認Alltima C18，5微米，4.6mm×25cm柱，λ＝230nm，2ml/分鐘，使用80％CH3CN∶20％H2O至100％CH3CN經15分鐘。
實施例22H2O作為溶劑
在氮氛圍下的Schlenk管中，將四羥基二硼(127mg；1.42mmol)，PdCl2(dppf).CH2Cl2(25mg；0.031mmol)，KOAc(273mg；2.78mmol)和溴三苯乙烯(296mg；0.883mmol)在脫氣水(5ml)中的混合物加以密封，并在40℃下攪拌18小時。將少量的反應混合物加到水中，萃取到二氯甲烷中，然后在MgSO4上干燥。該反應溶液用CH3CN稀釋，通過玻璃纖維過濾紙過濾。1，2，2-三苯基乙烯基硼酸由HPLC(Waters 600E)在下列條件下被確認Alltima C18，5微米，4.6mm×25cm柱，λ＝230nm，2ml/分鐘，使用80％CH3CN∶20％H2O至100％CH3CN經15分鐘。
實施例23
在氮氛圍下的Schlenk管中，將四羥基二硼(131mg；1.46mmol)，PdCl2(dppf).CH2Cl2(26mg；0.032mmol)，K2CO3(401mg；2.90mmol)和4，4-二甲基-2-碘-2-環(huán)己烯酮(240mg；0.960mmol)在干燥MeOH中的混合物加以密封，并在室溫下(23-25℃)攪拌2.5天。在加入過量頻哪醇前，少量反應混合物用MeOH稀釋和通過GC分析。在加入頻哪醇之后的GC分析顯示了一個新峰，它被證實為相應的乙烯基硼酸鹽，如此提供了最初形成了乙烯基硼酸的證據。
實施例24烯酮類反應
在氮氛圍下的Schlenk管中，將四羥基二硼(121mg；1.35mmol)，Pt(PPh3)4(42mg；0.034mmol)和反式-4-苯基-3-丁烯-2-酮(127mg；0.869mmol)在干燥DMF(5ml)中的溶液加以密封，并在40℃下攪拌18小時。在添加過量的頻哪醇之前，少量的反應混合物用MeOH稀釋和由GC進行分析。在頻哪醇加入后，GC分析顯示了一個新峰，它被證實為相應的乙烯基硼酸鹽，如此提供了最初形成了乙烯基硼酸的證據。
實施例25使用一種堿的一步法合成
在氮氛圍下的Schlenk管中，將四羥基二硼(119mg)，PdCl2(dppf).CH2Cl2(23mg；0.028mmol)，K2CO3(389mg；2.81mmol)和1-碘-3，4-亞甲基二氧基苯(229mg；0.923mmol)在干燥MeOH(5ml)中的混合物在氮氣下加以密封，并在25℃下攪拌。6小時后，將少量反應混合物加到水中，萃取到二氯甲烷中，然后在MgSO4上干燥。GC分析顯示反應已經完成。加入水(1ml)，反應混合物在40℃下加熱2.5小時。在冷卻到室溫(23℃)后，加入4-碘苯乙酮(226mg；0.919mmol)，反應混合物在室溫下攪拌。在18小時后，GC分析顯示了兩個主峰，并由GC/MS證實為不對稱的聯芳基和未反應的4-碘苯乙酮。
實施例26催化劑的變化在硼酸類轉化為它們的頻哪醇酯衍生物后，在本實施例中的反應溶液通過gc(火焰電離檢測器(fid)檢測)來分析。這是通過將大約0.3ml的反應溶液與頻哪醇(80-90mg，在0.25ml乙醚中)反應30-60分鐘來進行的。然后，該溶液用更多的乙醚處理，再用水萃取3次，以及在注入GC或GC/MS前醚溶液(1-1.5ml)用MgSO4干燥。反應溶液的抽樣也進行HPLC分析(使用純的、過濾反應溶液)；芳基硼酸的存在通過加入真實樣品而得到證實。
下式化合物的形成
鈀催化劑1.在氮氣下的反應管中，134mg(1.5mmol)四羥基二硼，26mg的PdCl2(dppf).CH2Cl2和415mg(3mmol)的K2CO3用273mg(1.10mmol)的1-碘-3，4-亞甲基二氧基苯在5ml干燥甲醇中的溶液在25℃和攪拌下來進行處理。在68小時后通過GC對反應溶液所作的分析中，1-碘-3，4-亞甲基二氧基苯已經被全部消耗，所需的芳基硼酸形成了。這通過HPLC得到證實。在GC中也發(fā)現了一些雙(頻哪醇化)二硼，表明了反應溶液還含有一些四羥基二硼。在GC分析(未經校正的面積)的基礎上，所形成的聯芳基的量是小的(1，3-苯并間二氧雜環(huán)戊烯-5-硼酸與聯芳基的比率為大約100∶8)。
2.在氮氣下的反應管中，135mg(1.5mmol)四羥基二硼，24mg的PdCl2[(C6H5)2PCH2CH2P(C6H5)2]和412mg(3mmol)的K2CO3用244mg(0.98mmol)的1-碘-3，4-亞甲基二氧基苯在5ml干燥甲醇中的溶液在25℃和攪拌下來進行處理。在68小時后通過GC對反應溶液所作的分析中，一些1-碘-3，4-亞甲基二氧基苯和四羥基二硼(由雙(頻哪醇化)二硼衍生物證實)與一些1，3-苯并間二氧雜環(huán)戊烯-5-硼酸一起存在于反應溶液中，由HPLC以及在GC中證實為頻哪醇酯。沒有發(fā)現聯芳基，但一些1-碘-3，4-亞甲基二氧基苯脫鹵為1，3-苯并間二氧雜環(huán)戊烯。
3.在氮氣下的反應管中，134mg(1.5mmol)四羥基二硼，25mg的PdCl2[(C6H5)2P(CH2)4P(C6H5)2]和413mg(3mmol)的K2CO3用256mg(1.03mmol)的1-碘-3，4-亞甲基二氧基苯在5ml干燥甲醇中的溶液在25℃和攪拌下來進行處理。在68小時后通過GC對反應溶液所作的分析中，一些1-碘-3，4-亞甲基二氧基苯和四羥基二硼(由雙(頻哪醇化)二硼衍生物證實)存在于反應溶液中。主產物為1，3-苯并間二氧雜環(huán)戊烯-5-硼酸，通過HPLC以及在GC和GC/MS中作為頻哪醇酯被證實。已經形成了一些聯芳基，也發(fā)現一些1-碘-3，4-亞甲基二氧基苯脫鹵為1，3-苯并間二氧雜環(huán)戊烯。
4.在氮氣下的反應管中，134mg(1.5mmol)四羥基二硼，25mg的PdCl2[(C6H5)2P(CH2)5P(C6H5)2]和408mg(3mmol)的K2CO3用243mg(0.98mmol)的1-碘-3，4-亞甲基二氧基苯在5ml干燥甲醇中的溶液在25℃和攪拌下來進行處理。在68小時后通過GC對反應溶液所作的分析中，一些1-碘-3，4-亞甲基二氧基苯和四羥基二硼(由雙(頻哪醇化)二硼衍生物證實)存在于反應溶液中。主產物為1，3-苯并間二氧雜環(huán)戊烯-5-硼酸，直接通過HPLC以及在GC和GC/MS中作為頻哪醇酯被證實。已經形成了一些聯芳基，也發(fā)現一些1-碘-3，4-亞甲基二氧基苯脫鹵為1，3-苯并間二氧雜環(huán)戊烯。
5.在氮氣下的反應管中，134mg(1.5mmol)四羥基二硼，52mg的Pd/C(10％ Pd)和422mg(3mmol)的K2CO3用256mg(1.03mmol)的1-碘-3，4-亞甲基二氧基苯在5ml干燥甲醇中的溶液在25℃和攪拌下來進行處理。在18小時后通過GC對反應溶液所作的分析中，主產物為1，3-苯并間二氧雜環(huán)戊烯-5-硼酸(經頻哪醇酯衍生物證實)和聯芳基。也發(fā)現了1-碘-3，4-亞甲基二氧基苯脫鹵為1，3-苯并間二氧雜環(huán)戊烯。在反應溶液中沒有發(fā)現碘或二硼化合物。
6.在氮氣下的反應管中，132mg(1.5mmol)四羥基二硼，27mg的Pd(CH3CO2)2和420mg(3mmol)的K2CO3用250mg(1.01mmol)的1-碘-3，4-亞甲基二氧基苯在5ml干燥甲醇中的溶液在25℃和攪拌下來進行處理。在18小時后通過GC對反應溶液所作的分析中，主產物為1，3-苯并間二氧雜環(huán)戊烯-5-硼酸(經頻哪醇酯衍生物證實)和一些聯芳基(3-苯并間二氧雜環(huán)戊烯-5-硼酸頻哪醇酯衍生物與聯芳基的比率為3.9∶1(對于fid響應信號未加修正))。也發(fā)現了1-碘-3，4-亞甲基二氧基苯脫鹵為1，3-苯并間二氧雜環(huán)戊烯。在反應溶液中沒有發(fā)現碘或二硼化合物。
鉑催化劑在氮氣下的反應管中，134mg(1.5mmol)四羥基二硼，24mg的PtCl2[P(C6H5)3]2和412mg(3mmol)的K2CO3用250mg(1.01mmol)的1-碘-3，4-亞甲基二氧基苯在5ml干燥甲醇中的溶液在25℃和攪拌下來進行處理。在18小時后通過GC對反應溶液所作的分析中，形成了一些1，3-苯并間二氧雜環(huán)戊烯-5-硼酸(證實為頻哪醇酯衍生物)。在反應溶液中，通過GC沒有發(fā)現聯芳基，卻發(fā)現了1-碘-3，4-亞甲基二氧基苯和二硼化合物。
鎳催化劑在氮氣下的反應管中，134mg(1.5mmol)四羥基二硼，27mg的NiCl2(dppf)和417mg(3mmol)的K2CO3用252mg(1.02mmol)的1-碘-3，4-亞甲基二氧基苯在5ml干燥甲醇中的溶液在25℃和攪拌下來進行處理。在18小時后通過GC對反應溶液所作的分析中，主產物為1，3-苯并間二氧雜環(huán)戊烯-5-硼酸(證實為頻哪醇酯衍生物)。沒有形成聯芳基。在反應混合物中，小量二硼化合物保持未反應，還發(fā)現了一些1，3-苯并間二氧雜環(huán)戊烯。
鈷催化劑在氮氣下的反應管中，135mg(1.5mmol)四羥基二硼，27mg的CoCl2(dppf)和284mg(2mmol)的K2CO3用261mg(1.05mmol)的1-碘-3，4-亞甲基二氧基苯在5ml干燥甲醇中的溶液在25℃和攪拌下來進行處理。在22小時后通過GC對反應溶液所作的分析中，形成了一些1，3-苯并間二氧雜環(huán)戊烯-5-硼酸(證實為頻哪醇酯衍生物)。在反應溶液中，通過GC沒有檢測到聯芳基，但檢測到了1-碘-3，4-亞甲基二氧基苯，二硼化合物和小量的1，3-苯并間二氧雜環(huán)戊烯。
實施例27使用其它堿形成下式化合物
如實施例26所述那樣，在硼酸類轉化為它們的頻哪醇酯衍生物后，在本實施例中的反應溶液通過GC進行分析(fid檢測)。
K3PO4用作堿在氮氣下的反應管中，136mg(1.5mmol)四羥基二硼，26mg的PdCl2(dppf).CH2Cl2和340mg(1.5mmol)的K3PO4用259mg(1.04mmol)的1-碘-3，4-亞甲基二氧基苯在5ml干燥甲醇中的溶液在25℃下攪拌處理17小時。通過GC對反應溶液進行分析，發(fā)現主產物為1，3-苯并間二氧雜環(huán)戊烯-5-硼酸(在GC中經它的頻哪醇酯衍生物來證實)。除了起始原料以外，在GC中僅有兩個其它峰，都為主產物峰面積的大約4％，根據保留時間確定為1，3-苯并間二氧雜環(huán)戊烯和聯芳基。
C6H5OP(O)(ONa)2.H2O用作堿在氮氣下的反應管中，136mg(1.5mmol)四羥基二硼，25mg的PdCl2(dppf).CH2Cl2和472mg(2mmol)的C6H5OP(O)(ONa)2.H2O用249mg(1.00mmol)的1-碘-3，4-亞甲基二氧基苯在5ml干燥甲醇中的溶液在25℃攪拌下處理17小時。通過GC對反應溶液進行分析，發(fā)現主產物為1，3-苯并間二氧雜環(huán)戊烯-5-硼酸(在GC中經它的頻哪醇酯衍生物來證實)。所形成的聯芳基的量是小的，它的峰面積僅為1，3-苯并間二氧雜環(huán)戊烯-5-硼酸的頻哪醇酯衍生物所應有面積的1.5％。也檢測到小量的1，3-苯并間二氧雜環(huán)戊烯。
實施例28
芳基硼酸的酯衍生物在單容器反應中的形成。在氮氣下的反應管中，133mg(1.5mmol)四羥基二硼，364mg(3mmol)的頻哪醇，25mg的PdCl2(dppf).CH2Cl2和283mg(2mmol)的K2CO3用249mg(1.00mmol)的1-碘-3，4-亞甲基二氧基苯在5ml干燥甲醇中的溶液在25℃攪拌下處理17小時。在萃取到乙醚中和用水洗滌后，反應溶液的GC正好含有3個面積大于1％的峰，根據保留時間它們被確認為所需的芳基硼酸酯(面積67％)，雙(頻哪醇化)二硼(面積24％)和1，3-苯并間二氧雜環(huán)戊烯(面積5％)。應用同樣的GC樣品如實施例26所述那樣處理(即添加頻哪醇)，雙(頻哪醇化)二硼的峰面積增加到27％，但1，3-苯并間二氧雜環(huán)戊烯與芳基硼酸酯的峰面積的比率在實驗誤差內保持恒定。
實施例29
在氮氛圍下的Schlenk管中，放入二硼酸(四羥基二硼)(0.135g；1.506mmol)，二苯乙炔(0.196g；1.100mmol)和四-三苯基膦合鉑(0.037g；0.030mmol)。在氬氣下加入無水乙醇(5ml，在4A分子篩上干燥)，再將管在70℃下加熱并攪拌86小時。加入頻哪醇使硼酸轉化為相應的酯；GC分析顯示了有未反應的二苯乙炔存在，單硼酸酯和二硼酸酯的存在(均由GC保留時間得到證實)。
相應的反應通過使用等量的其它催化劑來進行，它們也形成了單和二硼酸化合物(由GC證實)。用于該反應的其它催化劑包括四(三苯基膦)合鉑，順式二氯雙(三苯基膦)合鉑，三(二亞芐基丙酮)合二鈀，溴三(三苯基膦)合金，氯三(三苯基膦)合銠，二氯(dppf)化鈀和雙(二亞芐基丙酮)合鉑。
實施例30由乙酸肉桂酯形成下式化合物
在氮氣下的反應管中，134mg(1.5mmol)的四羥基二硼和25mg的Pd[P(C6H5)3]4用184mg(1.04mmol)乙酸肉桂酯在5ml干燥DMSO中的溶液在50℃攪拌下處理2小時。準備反應溶液的等分試樣以用于如實施例26所述的GC分析。肉桂基硼酸在反應溶液中的存在通過它的頻哪醇酯衍生物的GC/MS得到證實。
反應也可使用PdCl2(dppf).CH2Cl2作為催化劑在甲醇中來進行。
在氮氣下的反應管中，134mg(1.5mmol)的四羥基二硼和25mg的PdCl2(dppf).CH2Cl2用178mg(1.01mmol)乙酸肉桂酯在5ml干燥甲醇中的溶液在50℃攪拌下處理24小時。反應溶液的等分試樣(被準備來用于如實施例26所述的GC分析)的GC在比乙酸肉桂酯更長的保留時間中僅有一個峰。該峰的保留時間由GC/MS確認。
實施例31
二硼酸(0.90g；1mmol)，1-溴-3，4-(亞甲基二氧)苯(0.400g；2mmol)，PdCl2(dppf).CH2Cl2(40g)和Cs2CO3(1.2g；3.7mmol)在甲醇(10ml)中的溶液被放入氮氛圍下，并在60℃下加熱和攪拌。2小時后，反應混合物的GC分析表明已經形成了作為主要成分的產物(83％)，確定為芳基硼酸的一種中間產物(7.7％)，以及構成剩余物的起始1-溴-3，4-(亞甲基二氧)苯(9.2％)。
這些實施例證實了二硼酸能夠用于合成有機硼酸，以及這些化合物可進一步就地反應而形成新的碳-碳鍵。
縱觀本說明書和以下的權利要求書，除非上下文中另有要求，詞語“包括”或變換形式如“包含”，都理解成指包括所述的整數或整數組，但不排除任何其它整數或整數組。
那些熟悉本專業(yè)的人員將能領會到，這里所述的本發(fā)明可方便地變動和修改，除了那些具體描述的以外。應該理解的是，本發(fā)明包括所有這些變動和修改。本發(fā)明也包括在本說明書中單獨或集中所涉及或表示的全部步驟，特征，組合物或化合物，以及上述步驟或特征的任何兩種或多種的任何和所有結合。
權利要求
1.二硼酸在制備含有至少一個硼酸殘基的有機硼酸衍生物中的用途。
2.制備有機硼酸衍生物的方法，包括將有硼反應活性部位的有機化合物與二硼酸在8-11族金屬催化劑的存在下反應。
3.制備有機硼酸衍生物的方法，包括將在取代位上有鹵素或鹵素狀取代基的有機化合物與二硼酸在8-11族金屬催化劑和合適的堿的存在下反應，以使鹵素或鹵素狀取代基被硼酸殘基取代。
4.根據權利要求3的方法，其中有機化合物為脂族類。
5.根據權利要求3的方法，其中有機化合物為烯屬類。
6.根據權利要求5的方法，其中鹵素或鹵素狀取代基是在乙烯位上。
7.根據權利要求3的方法，其中有機化合物為芳族化合物。
8.根據權利要求7的方法，其中芳族化合物為雜環(huán)類。
9.根據權利要求3-8中任一項的方法，其中8-11族金屬催化劑為鈀，鉑，鎳或鈷催化劑。
10.根據權利要求9的方法，其中催化劑為鈀催化劑。
11.制備有機硼酸衍生物的方法，包括將有至少一個碳碳雙鍵的烯屬有機化合物，或有至少一個碳碳三鍵的炔屬化合物與二硼酸在8-11族金屬催化劑的存在下反應，以使在各自雙或三鍵的一個或兩個碳原子上引入硼酸殘基。
12.根據權利要求11的方法，包括將有至少一個碳碳雙鍵的烯屬有機化合物與二硼酸在8-11族金屬催化劑的存在下反應，以使在雙鍵的各碳原子上引入硼酸殘基。
13.根據權利要求11的方法，包括將有兩個或更多個共軛雙鍵的烯屬有機化合物與二硼酸在8-11族金屬催化劑的存在下反應，以使在參與共軛的遠側碳原子上引入硼酸殘基，導致失去共軛。
14.根據權利要求11的方法，包括將α，β-不飽和羰基化合物與二硼酸在8-11族金屬的存在下反應，以使在β-碳上引入硼酸殘基，并且失去α，β-不飽和。
15.根據權利要求11的方法，包括將有至少一個碳碳三鍵的炔屬化合物與二硼酸在8-11族金屬催化劑的存在下反應，以使在三鍵的各碳原子上引入硼酸殘基，使三鍵變成雙鍵。
16.根據權利要求11-13中任一項的方法，其中8-11族金屬催化劑為鈀，鉑，金，銠或鎳催化劑。
17.根據權利要求14的方法，其中催化劑為鉑催化劑。
18.制備有機硼酸衍生物的方法，包括將在烯丙位取代位上有離去基團的烯屬化合物與二硼酸在8-11族金屬催化劑的存在下反應，以使離去基團被硼酸殘基替代。
19.根據權利要求18的方法，其中離去基團為酯基團。
20.制備有機硼酸衍生物的方法，包括將二硼酸與有至少一個碳碳雙鍵的烯屬有機化合物，或有至少一個碳碳三鍵的炔屬化合物在8-11族金屬催化劑的存在下在質子溶劑中反應，以使在各自雙或三鍵的碳原子中的一個或兩個上引入硼酸殘基。
21.制備有機硼酸衍生物的方法，包括將在烯丙位取代位上有離去基團的烯屬化合物與二硼酸在8-11族金屬催化劑的存在下在質子溶劑中反應，以使離去基團被硼酸殘基替代。
22.制備有機硼酸衍生物的方法，包括將有鹵素或鹵素狀取代基的有機化合物與二硼酸在8-11族金屬催化劑和合適的堿的存在下在質子溶劑中反應，以使鹵素或鹵素狀取代基被硼酸殘基替代。
23.制備有機硼酸衍生物的方法，包括將二硼酸與具有至少一個碳碳雙鍵和含活性氫的取代基的烯屬有機化合物，或者有至少一個碳碳三鍵和含活性氫的取代基的炔屬化合物在8-11族金屬催化劑的存在下反應，以使在各自雙或三鍵的碳原子中的一個或兩個上引入硼酸殘基。
24.制備有機硼酸衍生物的方法，包括將在烯丙位取代位上有離去基團并具有含活性氫的取代基的烯屬化合物與二硼酸在8-11族金屬催化劑的存在下反應，以使離去基團被硼酸殘基取代。
25.根據權利要求24的方法，其中離去基團為酯基團。
26.制備有機硼酸衍生物的方法，包括將具有鹵素或鹵素狀取代基和含活性氫的取代基的有機化合物與二硼酸在8-11族金屬催化劑和合適的堿的存在下反應，以使鹵素或鹵素狀取代基被硼酸殘基取代。
27.根據權利要求2-24中任一項制備的有機硼酸衍生物。
28.以共價鍵偶聯有機化合物的方法，包括將根據權利要求25的有機硼酸衍生物與在偶聯位上有鹵素或鹵素狀取代基的有機化合物在8-11族金屬催化劑和合適的堿的存在下反應。
29.以共價鍵偶聯有機化合物的一步方法，包括將(i)有鹵素或鹵素狀取代基的有機化合物，(ii)烯屬化合物，或(iii)炔屬化合物，與二硼酸在足以形成有機硼酸衍生物的條件下反應，將有機硼酸衍生物就地與在偶聯位上具有鹵素或鹵素狀取代基的有機化合物在8-11族金屬催化劑和合適的堿的存在下反應，從而在偶聯位和有機硼酸衍生物上與硼酸殘基連接的碳原子之間形成直接的鍵。
30.根據權利要求2-19中任一項的方法，其中該方法在質子溶劑中進行。
31.根據權利要求2-19中任一項的方法，其中有機化合物有一個或多個取代基，它們可與有機金屬化合物反應。
32.根據權利要求18-26中任一項的方法，其中8-11族金屬催化劑為鈀或鉑催化劑。
33.根據權利要求18-21，或23-25中任一項的方法，其中8-11族金屬催化劑為鉑催化劑。
34.根據權利要求22或26中任一項的方法，其中8-11族金屬催化劑為鈀催化劑。
35.根據權利要求2-34中任一項的方法，其中反應在-20℃和80℃之間的溫度下進行。
36.根據權利要求35的方法，其中反應在15和40℃之間的溫度下進行。
37.根據權利要求3-10，22或26中任一項的方法，其中合適的堿選自Li，Na，K，Rb，Cs，銨和2族金屬Mg，Ca，&Ba的氰化物和碳酸鹽，堿金屬磷酸鹽和磷酸酯和它們的醇鹽和酚鹽，氫氧化鉈，烷基銨氫氧化物和氟化物。
38.根據權利要求2-26中任一項的方法，其中有機化合物化學鍵接到固體載體上。
39.根據權利要求2-26中任一項的方法，其中有機硼酸衍生物為聚合物。
40.根據權利要求39的方法制備的官能化聚合物。
41.下式的有機硼酸衍生物R-B(OH)2其中R是有可與有機金屬化合物反應的取代基的有機化合物的殘基。
42.選自以下的有機硼酸衍生物1，3-苯并間二氧雜環(huán)戊烯-5-硼酸1，2，2-三苯基亞乙基硼酸4-甲氧基苯基硼酸4-(2-羥乙基)苯基硼酸4-(氨基羰基)苯基硼酸苯基硼酸4’-苯甲酰基[1，1’-聯苯]-4-硼酸2-甲氧基-5-(甲氧基羰基)苯基硼酸1-氧代-2，3-二氫化茚-5-硼酸4-(2-羥基乙氧基)苯基硼酸3-苯氧基苯基硼酸4-溴-3-甲基苯基硼酸3，3-二甲基-6-氧代環(huán)己烯-1-硼酸3-氧代-1-苯基丁基-1-硼酸，和2，6-二甲氧基吡啶-3-硼酸
43.根據權利要求29的一步方法，其中烯屬化合物在烯丙位有離去基團，以使在有機硼酸衍生物形成的過程中，離去基團被硼酸殘基取代。
44.制備有機硼酸酯的一步方法，包括將有機化合物與二硼酸在8-11族金屬催化劑和適當的醇的存在下反應。
45.根據權利要求44的方法，其中上述適當的醇為二醇。
全文摘要
本發(fā)明涉及制備有機硼酸衍生物的方法,包括將有機化合物與二硼酸在8—11族金屬催化劑的存在下進行反應。
文檔編號C07F5/02GK1275984SQ98810110
公開日2000年12月6日 申請日期1998年9月8日 優(yōu)先權日1997年9月8日
發(fā)明者S·M·馬庫西奧, M·羅多普洛斯, H·威格爾德 申請人:聯邦科學和工業(yè)研究組織