硼氢化钠还原(张亚民)

Page1硼氢化钠还原张亚民Page2硼氢化钠的应用特点•1.廉价•2.安全,后处理简单,可以用于工业化生产•3.适用范围广泛,不同条件下可以还原多种基团•4.选择性较好•5.新的配合体系不断被发现,发展前景广阔Page3硼氢化钠的应用•硼氢化钠还原醛酮:溶剂:醇或者水•还原酸酐:MeOOMeOOHNaBH4methanol,0OCNHOOOOBocNaBH4water,0-5OCNHOHBoc低温下选择性较好,硝基等基团不受影响Page4NaBH4的立体选择性OOOOHOCoNONArArORROCobaltcomplex,7NaBH4,ethanolCobaltcomplex,7•NaBH4与手性试剂1:手性金属试剂,价格高,不容易买到2：手性季氨盐3：一些糖,氨基酸等也被报道用于提高产物的e.e值Page5OOHTHPOHOHTHPOHOHOHTHPOHOH+93%NaBH4,CeClMeOH,0oCn-BuOOn-BuOHn-BuOHOONaBH4,MClMeOH,0oC+majorminor2:原子半径较大的金属盐,参与还原α,β-环氧酮。比较常用的有CsCl,LaCl。Page6提高反应活性的配合体系•硼氢化钠和Lewis酸•硼氢化钠和质子酸•硼氢化钠和碘•硼氢化钠和金属盐•其他配合体系不同体系反应机理完全不同.Page7硼氢化钠和Lewis酸•1.AlCl3,机理和应用NaBH4+AlCl3B2H6+AlH3+NaCl产物有乙硼烷和氢化铝,活性类似LiAlH4,可以替代Page8AlCl3•反应实例R(RCH2CH2)3B+AlH3原子不经济ROOR1ROH还原羧酸衍生物RNOR1RNR2R1R2RCNRNH2还原氰基其他应用:如脱卤,脱苄,还原肟等等.Page9硼氢化钠和Lewis酸•1.BF3,机理和应用3NaBH4+4BF32B2H6+3NaBF4产物是硼烷,可以替代硼烷直接应用原子经济产物单一,处理方便,安全性高,避免了应用剧毒的硼烷Page10BF3•反应实例,活性没有AlCl3高R(RCH2CH2)3BROOR1ROH还原羧酸衍生物RNOR1RNR2R1R2RCNRNH2还原氰基Page11硼氢化钠和质子酸•机理和应用RCOOH+2NaBH4RCOOBH3Na+2H2(RCOO)2BH2Na+NaBH4RCOOBH2+RCOONaRCH2OBRCH2OH50%50%22Page12硼氢化钠和质子酸•机理和应用F3CCOOH+NaBH4F3CCOOBH3Na+H2RCOOHRCOOBH2+CF3COONa+H2RCH2OBRCH2OH浓硫酸也可以发生类似反应Page13硼氢化钠和碘•机理•应用范围和BF3一样,还原能力类似于硼烷,易消除的羟基不受影响。昀经典的应用就是氨基醇的制备。2NaBH4+I2B2H6+H2+2NaINaBH4I2RCOOHNH2RCH2OHNH2NaBH4I2RCOOHHNRCH2OHHNOR1R1Page14硼氢化钠和碘•应用示例COOMeCOOHCOOMeCH2OHNaBH4I20-25OC选择性还原酸,酯基不受影响还原酯需要加热还原酰胺也需要加热Page15其他金属盐•反应机理不尽相同:主要有下列几类:1:本身是Lewis酸:ZnCl2,CoCl2,TiCl4,SnCl4,活性较高;2:碱土金属盐碱金属等可以置换钠离子得到其他硼氢化金属盐,活性得到提高或降低,LiCl,CaCl2;3:CuSO4,BiCl3可用于还原硝基;4:过渡金属盐被硼氢化钠还原后催化氢化.5:相转移催化剂Page16其他金属盐ZnCl2+2NaBH4ZnBH4+2NaCl1:本身是弱Lewis酸:ZnCl2,CoCl2,TiCl4,SnCl4等ZnBH4的还原能力和NaBH4相当，但碱性较小，适用于对碱敏感的底物CoCl2产生硼烷,活性较高;Page17其他金属盐MCl+2NaBH4MBH4+NaCl2:碱土金属盐碱金属等可以置换钠离子得到其他硼氢化金属盐,活性得到提高或降低,LiCl,CaCl2;活性次序：LiBH4NaBH4Ca(BH4)2≈KBH4这里CaCl2参与的还原得到很好的1，2还原的产物Page18其他金属盐•应用示例ArORArRPdCl2MeOHPhPhPhPh+PhPh91%tracePdCl2PEG/CH2Cl2NHONH2NiClPage19还原胺化•反应机理:R1R2O+HNR3R4R1R2OHNR3R4R1R2NR3R4R1R2NR3R4H1:还原剂需要有选择性,能优先还原亚胺盐而不是还原醛酮.Page20还原胺化•反应实例:NaBH(OAc)3O+HNNNaBH(OAc)3/AcOHCH2Cl2Rt.24hNOBoc+FNH2NNHBocFBzNaBH3CNCH3COOHCH2Cl2Page21还原胺化•反应实例:NaBH4/Mg(ClO4)2OTBSO+NH2ROTBSNHRHHMg(ClO4)2NaBH4反应底物和金属形成刚性的络合环状结构Page22还原胺化•反应实例:Ti(O-i-Pr)4钛酸四异丙酯代替酸,对酸敏感的底物可以应用.对底物含有缩醛，甲基酮，甲基叔丁基硅醚可以适用。Page23总结NaBH4AlCl3BF3I2CoCl2LiBH4NaBH4CuSO4R-COCl++++++?(R-CO)2O++++++?R-COOH+++?+-+-?R-COOEt+++++_?R-COONR1R2++++__?R-CN++++__?R-XR-H+_____?R-NO2+_____++:可以发生反应-:不能发生反应?:不确定Page24谢谢