【有机】Green Chem.：三乙基硼氢化锂介导的羰基化合物的硼氢化反应

近年来，不饱和化合物的硼氢化反应引起了众多科学家的研究兴趣。多种过渡金属配合物以及s区、p区和f区元素物种已被证明是羰基化合物、腈和亚胺硼氢化的高效催化剂。Okuda等人在这个领域做出了开拓性的工作，他们开发的碱金属配合物[(L)M][HBPh]₃（L=N(CH₂CH₂NMe₂)₃）可高效催化醛和酮的硼氢化反应。另外，市售的NaOH粉末、氢化钠、正丁基锂等碱金属试剂也被报道可以介导不饱和化合物的硼氢化反应，但由于反应条件不够温和应用起来仍有很大的局限性。

（来源：Green Chem.）

波兰波兹南密茨凯维奇大学Krzysztof Kuciński教授曾报道了醛在无催化剂和无溶剂条件下的硼氢化反应。虽然这种方法很绿色，但仍然需要较高的温度以确保醛在短时间发生转化，而且该条件对酮类完全无效，即使在高温下也只能得到痕量的目标硼酸酯。近日，该小组在前期工作基础上，利用廉价易得的三乙基硼氢化锂（LiHBEt₃）为催化剂，在环境温度和空气气氛下实现了氢硼烷与羰基化合物的硼氢化反应（Fig. 1）。相关研究成果发表在Green Chem.上（DOI: 10.1039/C9GC00216B）。

首先，作者使用市售的碱金属三乙基硼氢化物（M=Li，Na，K）作为催化剂，在无溶剂条件下探索了苯乙酮1a与频哪醇硼烷2的硼氢化反应条件（Table 1）。实验结果表明，三乙基硼氢化锂（Table 1，entry 3）是最活跃的催化剂。其它三乙基硼氢化物在该过程中表现出较低的催化活性。对照实验证实，反应也可以在THF中进行。NMR光谱分析结果表明，所有反应都有副产物二硼烷的形成（约5-8％）。虽然完全除去氧气和水后，反应副产物在整体上减少，但这将需要额外的惰性气氛。通过蒸馏进行副产物的分离也非常困难。因此，作者决定将产物硼酸酯直接通过一锅水解转化为相应的醇。

（来源：Green Chem.）

优化反应条件后，作者评估了LiHBEt₃催化羰基化合物硼氢化的底物范围（Table 2）。在硼氢化步骤之后，作者在反应体系中加入1 M的NaOH溶液以水解得到相应的醇。含给电子基团或吸电子基团的酮和醛可以平稳地进行反应。在固体基质的情况下，作者使用THF作为溶剂。含潜在反应性官能团（1g，1h，1y）的衍生物也可以化学选择性地转化为所需的醇（3g，3h，3y）。苯乙酮1a与频哪醇硼烷2的反应能够在克级规模上很好地进行，以97％的产率得到1-苯乙醇（3a，1.46 g）。

（来源：Green Chem.）

接下来，作者进行了分子内竞争实验（Scheme 2）。4-乙酰基苯甲醛（1z）在醛上选择性地进行硼氢化，而酮官能团保留。这表明，即使在酮基存在下，该催化体系也允许醛发生化学选择性转化。

（来源：Green Chem.）

最后，作者提出了反应的可能机制（Fig. 2）：首先，LiHBEt₃作为催化剂与羰基进行加成生成一种中间体；随后，获得的中间体与频哪醇硼烷反应形成相应的硼醚；最终，硼醚在碱性条件下发生水解得到醇。

（来源：Green Chem.）

结语：波兹南密茨凯维奇大学Krzysztof Kuciński等人开发了三乙基硼氢化锂（LiHBEt₃）催化羰基化合物发生硼氢化反应的绿色方法。该方法反应条件温和（空气气氛），具有广泛的官能团耐受性，而且对醛具有高选择性。该研究突出了LiHBEt₃应用于化学合成的巨大潜力。