五分钟完成Suzuki反应

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Suzuki反应有机合成中应用极为广泛,反应成功率非常高,深受有机化学家的欢迎。如果说Suzuki反应存在痛点的话,那么发生在某些底物上的脱硼副反应可以算是一个。对于该问题,文献报道可使用硼酸等价物氟硼酸钾盐、MIDA硼酸酯、硼酸三醇酯等现场缓慢释放出硼酸来缓解,或者使用合适的配体或二次转金属试剂促使偶联的反应速率远远大于脱硼的反应速率 (可见3月13日公众号推文),而更可靠的方法是使用无机碱参与的无水条件,彻底避免接触到质子源。但是无机碱在反应体系中往往溶解性不佳,会带来非均相反应的其他问题。

Scott E. Denmark等人研究发现:使用在有机溶剂中溶解性好的TMSOK做碱,Suzuki反应可在无水的条件下均相进行,反应时间可短至5分钟,而且反应收率优秀,可避免脱硼副产物。优化后的具体条件为:Pd-P(t-Bu)₃-G3(2 mol%)、TMSOK (1.4 eq.)、新戊基硼酸酯(1.2 eq.)、THF做溶剂,室温反应(ACS Catal202010, 73 − 80)。

新戊基硼酸酯(R-Bneop)的芳环中有供电子基时,反应只需5分钟即可完成(10da – 10ga);有强吸电子基时,也只是需要15分钟(10ca – 10la);容易脱硼的杂芳环硼酸酯,如呋喃、噻吩、吡咯2位硼酸酯在5-15分钟内也能够高收率的得到产物(10oa – 10qa);同样易脱硼的2-吡啶频哪醇硼酸酯虽然反应没有这么快,但反应收率仍然不错(10ma10na)。新戊基硼酸酯的邻位有一个取代基时,反应不受影响(10ra – 10ta),两侧均有取代基时,位阻较大,反应收率下降。烯基的硼酸酯反应同样又快又好(10va)。

芳基卤代物中,碱性条件下较敏感的乙酯(10ad10ap)、甲基酮(10ae)、TBS保护的酚(10an)和氰基(10ar)等基团不受影响;带有吸电子基或供电子基的芳基卤化物或者杂芳基卤代物的反应收率都不错(10aj-10ai10al10am);大位阻芳基卤代物的反应时间稍长(10ac10ao);芳基氯代物包括苄氯的反应收率也很好,没有发生TMSOK与苄氯的取代反应(10aq-10as)。

把新戊基硼酸酯与TMSOK-THF的无水反应条件应用于其它Suzuki反应体系的中,能够显著缩短反应时间或者提高反应收率。

TMSOK在有机溶剂中良好的溶解性以及新戊基硼酸酯较强的转金属能力,是该条件能够快速发生反应的关键。TMSOK (CAS: 10519-96-7)便宜易得,新戊基硼酸酯可用硼酸与新戊醇 (CAS: 126-30-7)发生脱水反应高收率制得,而且多为稳定性良好的固体。

参考文献:

Connor P. Delaney, Vincent M. Kassel, and Scott E. Denmark*. Potassium Trimethylsilanolate Enables Rapid, Homogeneous Suzuki−Miyaura Cross-Coupling of Boronic EstersACS Catal202010, 73 − 80.



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