苯基三氟硼酸鉀
苯基化試劑（五）
01 基本信息 【英文名稱】 Potassium phenyl trifluoroborate 【分子式】 C6H5BF3K 【分子量】 184.00 【CAS 登錄號(hào)】 [153766-81-5] 【結(jié)構(gòu)式】 【物理性質(zhì)】 白色固體，mp 250 oC (分解)。溶于丙酮，微溶于乙腈。 【制備和商品】 國(guó)內(nèi)外試劑公司均有售。可由苯硼酸與 KHF2 反應(yīng)制得 (式 1)[2]。2012 年，Lloyd-Jones 等人使用 KF 和酒石酸代替KHF2，發(fā)展了一種制備該試劑的簡(jiǎn)便方法 (式2)[3]。純化方法：將其溶于熱的丙酮，然后用乙醚沉淀得到，或用乙腈重結(jié)晶。 【注意事項(xiàng)】 該試劑在空氣中穩(wěn)定，具有腐蝕性。 02 各類反應(yīng) 苯基三氟硼酸鉀是一種穩(wěn)定的晶體，與苯硼酸的使用方式相似。與其它有機(jī)硼試劑相比，苯基三氟硼酸鉀具有容易制備、穩(wěn)定以及更高的反應(yīng)性等優(yōu)點(diǎn)。 Pd 催化的交叉偶聯(lián)反應(yīng) 在鈀試劑催化下，苯基三氟硼酸鉀可以與許多親電試劑發(fā)生交叉偶聯(lián)反應(yīng)。例如，使用 Pd(OAc)2 為催化劑，芳基重氮鹽與苯基三氟硼酸鉀在室溫即可完成反應(yīng) (式 3)[4]。該反應(yīng)不需加入堿，如果使用苯環(huán)上帶有較大位阻的芳基三氟硼酸鉀，在體系中加入膦配體有助于提高反應(yīng)產(chǎn)率。使用氫氧化鋁負(fù)載的納米鈀催化劑也可使該反應(yīng)順利進(jìn)行[5]。 二芳基碘鹽同樣可以作為親電試劑與苯基三氟硼酸鉀反應(yīng)。如式 4 所示[6] ： 在Pd(OAc)2 的催化下，該反應(yīng)可以得到幾乎定量的產(chǎn)率。 在堿的存在下，以 Pd(OAc)2 為催化劑，芳基溴代物、缺電子的芳基三氟磺酸酯以及活化的雜環(huán)溴代物、氯代物同樣可以在不加入配體的情況下與苯基三氟硼酸鉀進(jìn)行偶聯(lián) (式5)[7]。對(duì)于水溶性的鹵代物，反應(yīng)可以在水溶液中進(jìn)行。對(duì)于位阻較大的富電子的芳基溴代物，需要在體系中加入三苯基膦。非活化的芳基和芳雜環(huán)三氟硼酸鹽需要使用配合物PdCl2(dppf)·CH2Cl2 作為催化劑 (式 6)[8]。這些反應(yīng)中都不需隔絕空氣。 在 Buchwald’s SPhos 配體的存在下，芳基氯代物也可以與芳基或雜芳環(huán)三氟硼酸鹽以高產(chǎn)率完成偶聯(lián)反應(yīng) (式 7)[9]。如式 8 所示[10]：3,5-二氯-4-氰基噻唑與苯基三氟硼酸鉀的偶聯(lián)反應(yīng)選擇性地發(fā)生在 5-位上。 在體系中加入 Ag2O 和配體可使親核性較弱的芳基三氟硼酸鉀與芳基碘代物反應(yīng)，得到令人滿意的產(chǎn)率 (式 9)[11]。在類似的條件下，苯基三氟硼酸鉀與苯甲酰氯的反應(yīng)也可順利進(jìn)行 (式 10)[12]。 在大位阻和富電子膦配體的作用下，芳基三氟甲磺酸酯也可作為親電試劑與苯基三氟硼酸鉀反應(yīng) (式 11)[13]。 Rh 催化的加成反應(yīng) 在Rh(Ⅰ) 催化劑的作用下，芳基三氟硼酸鉀可與烯酮、脫氫氨基酸酯、α,β-不飽和酰胺以及α,β-不飽和酯等化合物發(fā)生 1,4-加成反應(yīng)。該類反應(yīng)需在含水體系中才能轉(zhuǎn)化完全。許多情況下，與使用芳硼酸的反應(yīng)相比，使用芳基三氟硼酸鉀的反應(yīng)能夠獲得更高的產(chǎn)率。如式 12 所示[14]：苯基三氟硼酸鉀與甲基乙烯基酮的反應(yīng)能夠得到91% 的產(chǎn)率，而當(dāng)使用苯硼酸時(shí)，產(chǎn)率僅有82%。如式 13 所示[15]：在手性配體 (R)-BINAP 的作用下，苯基三氟硼酸鉀與環(huán)己烯酮的反應(yīng)，得到幾乎定量的產(chǎn)率和 ee 值。在類似的條件下，苯基三氟硼酸鉀與脫氫氨基酸酯、α,β-不飽和酰胺以及α,β-不飽和酯等化合物的反應(yīng)均可得到較好的產(chǎn)率和 ee 值 (式14～式16)[16~18]。 在 Rh(Ⅰ) 催化劑的作用下，芳基三氟硼酸鉀可與芳醛發(fā)生 1,2-加成反應(yīng)。如式 17 所示[14]：當(dāng)使用 Rh(acac)2(CO)2 為催化劑，dppf為配體時(shí)，苯基三氟硼酸鉀與苯甲醛反應(yīng)生成二苯甲醇。但當(dāng)使用 [Ru(CH2CH2)2Cl]2 為催化劑，P(t-Bu)3 為配體時(shí)，所生成的芳醇隨即被氧化得到芳酮 (式 18)[19]。 Cu 催化的加成反應(yīng) 在 Cu 催化劑的作用下，芳基三氟硼酸鉀可與一級(jí)或二級(jí)脂肪醇在中性條件下反應(yīng)生成醚 (式 19)[20]。如果換用芳硼酸進(jìn)行反應(yīng)，則所得產(chǎn)率會(huì)下降。在類似的條件下，芳基三氟硼酸鉀也可與一級(jí)、二級(jí)脂肪胺或苯胺反應(yīng) (式 20)[21]。在該反應(yīng)中同樣不需要加入配體和堿。與醇的反應(yīng)不同，在與胺的反應(yīng)中，有時(shí)換用芳硼酸會(huì)提高反應(yīng)的產(chǎn)率。 參 考 文 獻(xiàn) [1] Hiers, G. S. Org. Synth. 1927, 7, 80. [2] Osakama, K.; Nakajima, M. Org. Lett. 2016, 18, 236. [3] Chen, C.; Tang, G.; He, F.; et al. Org. Lett. 2016, 18, 1690. [4] López, F.; Harutyunyan, S. R.; Minnaard, A. J.; Feringa, B.L. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 12784. [5] Hua, X.; Masson-Makdissi, J.; Sullivan, R. J.; Newman, S.G. Org. Lett. 2016, 18, 5312. [6] Iglesias, M. J.; Prieto, A.; Nicasio, M. C. Org. Lett. 2012, 14,4318. [7] Ghorai, S. K.; Jin, M.; Hatakeyama, T.; Nakamura, M. Org.Lett. 2012, 14, 1066. [8] Mao, J.; Liu, F.; Wang, M.; et al. J. Am. Chem. Soc. 2014,136, 17662. [9] Zhang, M.-M.; Gong, J.; Song, R.-J.; Li, J.-H. Eur. J. Org.Chem. 2014, 6769. [10] Gu, Q.; Al Mamari, H. H.; Graczyk, K.; et al. Angew.Chem. Int. Ed. 2014, 53, 3868. [11] Zhu, Y.; Xiong, T.; Han, W.; Shi, Y. Org. Lett. 2014, 16,6144. [12] Ghaleshahi, H. G.; Antonacci, G.; Madsen, R. Eur. J. Org.Chem. 2017, 1331. [13] Ilies, L.; Yoshida, T.; Nakamura, E. Synlett 2014, 25, 527. [14] Xue, F.; Zhao, J.; Hor, T. S. A.; Hayashi, T. J. Am. Chem.Soc. 2015, 137, 3189. [15] Denson, D. D.; Smith, C. F.; Tamborski, C. J. FluorineChem. 1974, 3, 247. [劉楚龍，清華大學(xué)化學(xué)系；HYF]
