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4-(2,2,2-三氟乙氧基)苯硼酸皮纳科酯指南

4,4,5,5-四甲基-2-(4-(2,2,2-三氟乙氧基)苯基)-1,3,2-二氧杂硼烷是一种稳定的结晶型芳基硼酸频哪醇酯,含有对位三氟乙氧基取代基,广泛用作钯催化铃木-宫浦及相关交叉偶联反应中的亲核偶联试剂,用于合成含氟联芳基药效团。

IUPAC名称
2-[4-(2,2,2-三氟乙氧基)苯基]-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼烷
功能类别
芳基硼酸频哪醇酯(宫浦硼酸酯)
关键取代基
对位三氟乙氧基(–OCH₂CF₃),可引入代谢稳定性并调控亲脂性
主要应用
与芳基/杂芳基卤化物进行铃木-宫浦交叉偶联,合成含氟联芳基化合物
储存条件
储存于阴凉干燥处,避免潮湿和光照,建议在惰性气氛下保存
硼官能团
频哪醇保护的硼酸酯;比相应的游离硼酸具有更好的空气和湿度稳定性

化学性质与结构

4,4,5,5-四甲基-2-(4-(2,2,2-三氟乙氧基)苯基)-1,3,2-二氧杂硼烷属于芳基硼酸频哪醇酯类化合物,其中硼原子与带有对位三氟乙氧基(–OCH₂CF₃)取代基的苯环共价相连,同时受频哪醇(2,3-二甲基-2,3-丁二醇)的保护。频哪醇酯结构相比母体芳基硼酸具有显著增强的水解稳定性,使该化合物在标准实验室条件下更易于操作、称量和储存。

三氟乙氧基是甲氧基的生物电子等排体,但具有不同的电子和理化性质:三个氟原子具有强吸电子效应,使醚氧的供电能力减弱,苯环呈现中等程度的缺电子特征。这种电子效应既影响钯催化偶联中的转金属化动力学,也影响由该构建模块衍生产物的生物学特性。

合成应用与反应方案

铃木-宫浦交叉偶联:该硼酸酯最常作为有机硼亲核试剂用于与芳基、杂芳基或乙烯基卤化物及拟卤化物(三氟甲磺酸酯、甲苯磺酸酯)的铃木-宫浦反应。标准条件采用钯源(如Pd(PPh₃)₄、Pd(dppf)Cl₂或Pd₂(dba)₃与膦配体组合)、无机碱(K₂CO₃、Cs₂CO₃或K₃PO₄)以及质子性或混合水/有机溶剂体系(DMF/H₂O、二氧六环/H₂O或EtOH/H₂O),反应温度60–100 °C。频哪醇酯在偶联反应的碱性水溶液条件下原位水解为活性硼酸。

Chan-Lam偶联:在铜介导的氧化条件下,该芳基硼酸酯可用于N-、O-或S-芳基化反应,无需钯即可通过温和的过渡金属催化途径制备二芳基醚、N-芳基胺及相关结构。

含氟联芳基合成:–OCH₂CF₃基团是药物化学中重要的药效团元素。利用该构建模块进行偶联反应所得产物通常表现出更好的代谢稳定性(与甲氧基类似物相比,对CYP介导的O-去烷基化具有更强的抗性)、不同的logP值以及改变的氢键受体特征,这些性质被广泛应用于以CNS疾病、肿瘤学和感染性疾病为靶点的药物发现项目。

操作、储存与安全注意事项

物理操作:作为频哪醇保护的硼酸酯,该化合物对空气和湿度的稳定性显著优于相应的游离硼酸。尽管如此,长时间暴露于潮湿条件下仍可能导致酯键缓慢水解,释放频哪醇和硼酸。对于对敏感反应有高纯度要求的操作,建议在惰性气氛(氮气或氩气)下,采用标准Schlenk技术或手套箱操作。

储存:储存于密封容器中,置于阴凉干燥处,避免直接光照和潮湿环境。为长期保持纯度和反应活性,建议在惰性气氛下冷藏保存(2–8 °C)。使用前请查阅随批次提供的分析证书(CoA),确认纯度和熔点数据。

安全:使用前请查阅安全数据表(SDS)。此类有机硼酸酯通常急性毒性较低,但操作时应始终佩戴标准实验室个人防护装备(手套、实验服、护目镜)。避免吸入粉尘或蒸气。皮肤或眼睛接触后应立即用水充分冲洗,若刺激症状持续,应及时就医。

在药物化学与新药发现中的作用

三氟乙氧基(–OCH₂CF₃)片段作为调节先导化合物ADMET(吸收、分布、代谢、排泄和毒性)特征的策略,在现代药物发现中备受关注。与常见的甲氧基(–OCH₃)相比,–OCH₂CF₃基团对细胞色素P450酶(尤其是CYP3A4介导的去甲基化/去烷基化途径)的氧化代谢具有显著更强的抵抗性,从而延长候选药物的体内半衰期。

此外,以–OCH₂CF₃替换–OCH₃通常会提高分子的亲脂性(更高的logP),同时降低醚氧的碱性,这可以在靶标依赖的方式下对血脑屏障穿透性、血浆蛋白结合率和水溶性产生有益影响。作为即用型频哪醇硼酸酯构建模块,该化合物可实现快速文库合成和并行药物化学工作流程,加速含氟苯基醚药效团构效关系(SAR)的探索。

常见问题

在铃木-宫浦偶联反应中,使用该硼酸酯推荐采用哪种碱和溶剂体系?

常用碱包括K₂CO₃、Cs₂CO₃和K₃PO₄(2–3当量)。适宜的溶剂体系为二氧六环/水、DMF/水或乙醇/水的混合溶剂(通常体积比为4:1至9:1)。水相组分对于促进频哪醇酯的原位水解、生成转金属化所需的活性硼酸根阴离子至关重要。

三氟乙氧基在标准交叉偶联条件下能否保持稳定?

是的。–OCH₂CF₃醚键在铃木-宫浦反应典型的温和碱性和中等温度条件(60–100 °C)下化学稳定性良好。它不易受到某些其他含氟醚片段可能发生的亲核取代或水解影响,是交叉偶联工作流程中可靠的结构元素。

如何储存该硼酸酯以长期保持纯度?

将化合物储存于密封小瓶中,在惰性气氛(氮气或氩气)保护下,置于2–8 °C干燥避光环境中。避免反复冻融和暴露于环境湿度。始终通过分析证书核实纯度,如有疑虑,在用于敏感应用前应通过¹H NMR或HPLC重新确认。

该化合物是否可用于Chan-Lam偶联反应以形成C–O或C–N键?

是的,包括该化合物在内的芳基硼酸频哪醇酯可参与铜催化的Chan-Lam偶联反应,用于O-和N-芳基化。典型条件为以Cu(OAc)₂作为氧化剂,以Et₃N或吡啶作为碱,在DCM或DMF中于室温下在空气中进行。产率和选择性取决于底物,可能需要优化条件。

参考文献

  1. Miyaura, N.; Suzuki, A. Palladium-Catalyzed Cross-Coupling Reactions of Organoboron Compounds. Chem. Rev. 1995, 95, 2457–2483. doi:10.1021/cr00039a007
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产品仅供科研与开发使用,不用于人体、动物、诊断或治疗。

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Da — 若无特别说明,分子量单位默认为道尔顿。   Mw — 重均分子量。   Mn — 数均分子量。

产品仅供科研与开发使用,不用于人体、动物、诊断或治疗。

引用本文

阿拉丁科学.《4-(2,2,2-三氟乙氧基)苯硼酸皮纳科酯指南》. 阿拉丁知识库,更新于 2026年9月28日。 https://www.aladdin-e.com/zh_cn/faqs/4-2-2-2-trifluoroethoxy-phenylboronic-acid-pinacol-ester-guide.html
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