2-吡啶硼酸不稳定的原因

2023/11/15 10:50:16 作者:小满

2-吡啶硼酸是一种重要的医药中间体,可作为甾族化合物、磺胺类、抗组胺类及螺环酰胺类等药物的合成原料。

常见的不稳定硼酸

尽管硼酸在SMC中具有广泛的应用,但一些硼酸由于稳定性差导致其在储存上的困难以及SMC条件下反应的不成功。

在原位脱硼化反应方面,最著名的不稳定芳基硼酸就是杂芳基硼酸(特别是2-杂芳基硼酸)和多氟苯硼酸。

更多硼酸稳定性数据和相关结构请参考:Suzuki偶联系列[9]:Suzuki杂质谱之硼酸(酯)脱硼质子化——硼酸(酯)的稳定性,脱硼机理与影响因素研究。

其中,2-吡啶基硼试剂的交叉偶联尤其具有挑战性。许多使用2-吡啶基硼亲核试剂的报告显示,仅能得到中低产率。且底物范围有限,通常需要对底物进行特异性优化,并经常使用有机锂试剂制备相应的硼试剂。

2-吡啶硼酸

因此,有大量的研究来建立更加有效的SMC偶联条件,并研究新的、更稳定的2-吡啶基硼亲核试剂。因此,2-吡啶硼试剂是否能成功偶联已成为SMC反应的一个基本判断标准。(这个在前面几期硼试剂掩蔽缓释系列中就可以看出,很多硼试剂都是以2-吡啶基试剂作为研究例子。)

2-吡啶硼酸不稳定的原因

在设计解决2-吡啶硼酸的SMC偶联问题时,理解这些物种原位脱硼倾向的内在原因是关键。

早期的一些研究结果虽然没有具体解释2-吡啶硼酸的稳定性内在原因,但说明了稳定性与pH有关。

Lloyd-Jones研究小组报道了2-吡啶硼酸不稳定性的开创性工作。

高pH值并没有促进2-吡啶硼酸的脱硼化速率。相反,2-吡啶硼酸在高pH (pH>10) 下比在弱酸碱性条件下 (pH 4-8) 更稳定。

根据Lloyd-Jones的研究结果,2-吡啶硼酸之所以不稳定,是因为2-吡啶硼酸可以通过两性离子中间体进行脱硼分解,且该反应在pH 4~8之间的反应速率最大(下图)。

2-吡啶硼酸

碱性N原子强烈促进了两性离子中间体的裂解,在C-B键裂解过程中稳定了B(OH)3离去基团。在较高的pH值下,这种相互作用减弱,导致脱硼化速度较慢。这种稳定作用的存在部分解释了为什么2-吡啶硼酸特别容易发生脱硼化。

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