手性硼酸酯(二异菘莰基硼酸甲酯)介导的不对称烯丙化反应
松田诚一
NKU
在下松田诚一 2021-7-28原创 化学工作者的日常
中文摘要
(-)-二异菘莰基硼酸甲酯介导的不对称烯丙化反应
Abstract
Asymmetric allylation mediated by(-)-B-methoxydiisopinocampheylborane
关键词
有机合成不对称烯丙化手性硼试剂
(-)-B-METHOXYDIISOPINOCAMPHEYLBORANEAsymmetric allylation

先上老婆镇楼

QQ图片20200814010620.jpg

这是课题里一个片段的第一步反应:

ca96b48b8ed4912eca736960f1385e2.png

(绘图软件:chemdraw)

来一篇古早的参考文献

attachment icon Chiral Synthesis via Organoboranes. 7 . Diastereoselective and .pdf 644.07KB PDF 2次下载 预览

反应机理:

step1:

1b3be15beff5d579bdcf1097de8135f.png

step2:

e02be0eae030405940c9fc455162af2.png


step3:

333c22895fc513801bdc5a0b2b2d504.png    

step4:动力学介导的闭环过渡态

0(0W{NT$(F4HO8$(8})0F(7.png

(图片来源如下)

attachment icon Homoallylic Alcohols.pdf 1.21MB PDF 1次下载 预览

7O5BXE%34X])VKAKC7Z$16C.png

这是首次报道时的文献给出的过渡态模型

(图片来源如下)

attachment icon Chiral Synthesis via Organoboranes. 7 . Diastereoselective and .pdf 644.07KB PDF 2次下载 预览

step5:

e714811aa320fb341c0ed0337fc3b62.png

投料比如下:


S.m.1.00 e.q.
t-BuOK(1.5M in THF)2.85 e.q.
n-BuLi(2.5M in Hexane)2.80 e.q.
二异菘莰基硼酸甲酯3.00 e.q.
trans-2-butene(2.85M in THF【dry&anaerobic】)
3.50 e.q.
BF3#Et2O2.85 e.q.
NaOH(1M aq.)5.00 e.q.
H2O2(30% w/w)10.00 e.q.

实验步骤:


搭好装置置换氩气,加入溶剂无水THF

因为这次投料量少,就直接注射器抽了。

IMG20201226154300.jpg

IMG20201226154308.jpg

加入叔丁醇钾的THF溶液

这玩意是个部分混悬的溶液溶的不是太好,注意用之前要超声并且充分摇匀快速抽取

避免取得量不足

加入后少量THF冲洗恒压漏斗

IMG20201226155550.jpg

IMG20201226155645.jpg

将装置至于-80℃冷浴中,待温度降至-50℃后加入(反)2-丁烯溶液

进一步冷却,待温度降至-78缓慢滴加丁基锂。缓慢滴加避免温度陡然升高

加毕THF冲洗


看看咱自制的trans-2-butene(2.85M in THF【dry&anaerobic】)

IMG20201226160805.jpg

IMG20201226160801.jpg

杜瓦冷阱液化丁烯然后溶于四氢呋喃

手套箱里封装,测定体积和增重确定浓度。搞的有模有样和市售商品试剂不分伯仲 sticker

IMG20201226162016.jpg

n-BuLi特写

IMG20201226163751.jpg

为了避免事故发生,取用易燃试剂一定要长针头至少10cm以上20cm长粗细合适的长针头最好

IMG20201226163510.jpg

残余的丁基锂用普通四氢呋喃处理,会被里面溶解的水和氧缓慢的淬灭

不会像水一样剧烈反应放热并且产生固体物质堵塞针头

淬灭完后用氯化铵溶液冲洗针头然后酒精洗涤后用二氯或者乙酯清洗收好

IMG20201226163656.jpg

在-78℃搅拌1h后升温至-45℃度然后搅拌35min

IMG20201226170550.jpg

此时完成攫氢,烯丙基阴离子共轭体系显现出黄色

IMG20201226170558.jpg

体系恢复-78℃后,称取二异菘莰基硼酸甲酯(这个化合物应该是白色固体,但是由于过度粘稠内部包含少量乙醚和正戊烷所以没有结晶,并不影响使用。自制的试剂也不拿出去卖就不追求卖相了,不然彻底脱溶结晶极为麻烦。这里已经是油泵拉干大部分溶剂了放在-25度冰箱可以结晶但是室温融化,核磁检验溶剂峰面积很小所以就不平衡蒸发脱溶了)置于一小瓶子内,加入少量THF稀释,滴加入体系。加毕后少量四氢呋喃冲洗

IMG20201226172456.jpg IMG20201226173339.jpg

加入后明显黄色变浅

IMG20201226180931.jpg

-78℃搅拌45min,后缓慢加入三氟化硼乙醚络合物

此时放热较为剧烈应极其缓慢滴加,加毕冲洗

IMG20201226192217.jpg IMG20201226192223.jpg

加入三氟化硼后体系黄色彻底消失,变为浑浊白色

主要是因为有盐产生析出细密的颗粒显得发白

无视冷阱酒精上面漂的固体,那是加液氮控温冻出来的真~固体酒精

IMG20201226192656.jpg

搅拌2h后,向恒压漏斗中加入经过THF稀释的底物

IMG20201226195609.jpg

由于这步手性调控是动力学控制,故应保持足够的低温

不然选择性会很差,没有经验的新手第一次做这个反应甚至会得到d.r.=1:1

要严格控温极为缓慢的滴加,必要时加入液氮降温

IMG20201226200624.jpg

温度有点高,拿液氮砸一下。保证温度维持在-80℃左右

IMG20201226202112.jpg

反应4h,TLC检测反应结束

配制氢氧化钠溶液

IMG20201226230833.jpg

IMG20201227114310.jpg


IMG20201227114803.jpg

将氢氧化钠溶液 过氧化氢 分别加入体系后

缓慢恢复室温,加入少量乙醚稀释(当然不加也行这没什么意义),剧烈搅拌

IMG20201227115950.jpg

开过氧化氢盖子的时候记得戴手套

不然就会这样,高浓度过氧化氢请小心使用

IMG20201227120349.jpg

加入氢氧化钠溶液 过氧化氢后的体系

IMG20201227120628.jpg

回流1h

IMG20201227121053.jpg

过氧化氢受热后分解放出氧气

IMG20201227121158.jpg

水解完毕,有少量固体产生。加少量水溶解

IMG20201227132444.jpg

然后分液,EA萃取水相x3

合并有机相,无水硫酸镁干燥

IMG20201227193424.jpg

TLC (Hexane:  Ethyl  acetate, 5:1  v/v):  Rf =  0.70.

旋干溶剂后柱层析粗分掉大部分异菘蒎醇,然后再次进行柱层析分离得到纯品

IMG_20190124_163746.jpg

纯化后H1-NMR,C13-NMR如下

U5HRMAI6HW)@)T0[2@QV0FH.png

R}86(GI07$X(2(WS~O)`~0N.png


1H  NMR (300 MHz, CDCl3): δ 7.36 (dd, J = 5.8, 2.1 Hz, 5H), 5.97 5.72 (m, 1H), 5.21 5.04 (m, 2H), 4.57 (d, J = 2.3 Hz, 2H), 3.73 (dt, J = 12.6, 5.7 Hz, 2H), 2.74 (td, J = 6.1, 1.8 Hz, 1H), 2.31 2.18 (m,
1H),  2.06 (s, 1H),  1.78  (dt, J =  7.6,  3.8  Hz, 2H),  1.12 1.03 (m, 3H). 

13C  NMR (75  MHz, CDCl3): δ 140.39, 137.94, 128.35, 127.60, 115.42, 74.09, 73.25, 69.10, 43.94, 33.54, 15.75. 




[修改于 5 个月前 - 2021-08-27 18:36:36]

+1  学术分    哈哈哈哈哈士奇   2021-08-28   实验过程详尽,表征良好
来自:数理化 / 化学
3
 
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