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在铃木偶联反应中使用芳基硼酸酯 T692847

4,4,5,5-四甲基-2-(4-(2,2,2-三氟乙氧基)苯基)-1,3,2-二氧硼杂环戊烷是一种含氟芳基频哪醇硼酸酯,可作为多功能亲电硼结构砌块,广泛用于钯催化的铃木–宫浦交叉偶联反应及医药和合成化学中的相关转化。

化学名称
4,4,5,5-四甲基-2-(4-(2,2,2-三氟乙氧基)苯基)-1,3,2-二氧硼杂环戊烷
产品编号
T692847
化合物类别
芳基硼酸频哪醇酯(Aryl Bpin)
关键官能团
频哪醇硼酸酯;对位苯基上的2,2,2-三氟乙氧基取代基
主要应用
铃木–宫浦交叉偶联反应底物;含氟芳烃合成
储存建议
在惰性气氛(N₂或Ar)下储存,低温干燥,避免受潮

化学特性与结构

4,4,5,5-四甲基-2-(4-(2,2,2-三氟乙氧基)苯基)-1,3,2-二氧硼杂环戊烷(货号:T692847)属于芳基硼酸频哪醇酯(Bpin)类化合物,其中硼原子以环状酯的形式被频哪醇(2,3-二甲基-2,3-丁二醇)保护。苯环上含有对位三氟乙氧基(–OCH₂CF₃)取代基,为芳香体系引入了强吸电子、代谢稳定的含氟醚基团。

频哪醇酯结构相比对应的游离硼酸具有更好的空气和水分稳定性,同时在标准铃木偶联水性碱条件下仍可顺利水解,原位生成活性硼酸。–OCH₂CF₃基团在药物化学中被广泛应用,可调节亲脂性、改善膜通透性,并相对于简单甲氧基或乙氧基类似物提高代谢稳定性。

操作、储存与安全指南

个人防护装备(PPE):始终佩戴适当的实验室个人防护装备,包括丁腈手套、安全眼镜或护目镜及实验服。称量或转移化合物时请在通风良好的通风橱中操作。

储存:将T692847在惰性气氛(氮气或氩气)下储存于密封容器中,置于阴凉干燥处,避光防潮。硼酸酯在长期暴露于大气湿气中会缓慢水解;因此,称量操作时应尽量缩短暴露时间,并及时重新密封容器。

稳定性:作为频哪醇硼酸酯,T692847比相应的硼酸具有更好的台面稳定性。尽管如此,建议在用于敏感反应之前通过11B NMR或HPLC评估纯度,特别是开封后已储存较长时间的情况下。

废弃处置:按照有机硼化合物适用的地方、区域和国家法规处置废弃物。请参阅产品附带的安全数据表(SDS)以获取完整的危害和处置信息。

实验方案:铃木–宫浦交叉偶联

以下是以T692847作为芳基硼酸酯偶联底物进行铃木–宫浦交叉偶联反应的通用指南。研究人员应针对其具体底物和规模对条件进行优化。

  1. 装置:向干燥的惰性气氛Schlenk瓶或密封小瓶中加入芳基卤化物底物(1.0当量)、T692847(1.1–1.5当量)、钯催化剂(如Pd(PPh₃)₄或Pd(dppf)Cl₂,1–5 mol%)和碱(如K₂CO₃、Cs₂CO₃或K₃PO₄,2–3当量)。
  2. 溶剂:使用脱气混合溶剂体系,如DMF/H₂O(4:1)、二氧六环/H₂O(4:1)或甲苯/EtOH/H₂O(2:1:1)。脱气对于防止催化剂氧化至关重要;进行三次冻-抽-融循环或用惰性气体鼓泡至少20分钟。
  3. 反应:在惰性气氛下于80–100 °C搅拌混合物,直至通过TLC或LC-MS观察到完全转化(通常为2–16小时,取决于底物)。
  4. 后处理:冷却至室温。用乙酸乙酯稀释,依次用水和饱和食盐水洗涤,用MgSO₄或Na₂SO₄干燥,过滤,并在减压下浓缩。
  5. 纯化:通过快速柱色谱(硅胶)或重结晶对粗产品进行纯化。通过¹H NMR、¹⁹F NMR和HRMS验证含氟联芳基产物。

注意:2,2,2-三氟乙氧基在上述碱性水性条件下是稳定的,无需特殊保护。

在药物化学与合成化学中的应用

T692847是合成含氟联芳基化合物的重要结构砌块,此类化合物在药物发现项目中频繁出现。三氟乙氧基药效团存在于多种已获批药物和临床候选药物中,与非氟代类似物相比,其赋予了理想的理化性质,包括降低碱性、提高芳香环代谢稳定性以及调节log P值。

典型应用包括:

  • 药物发现:将4-(2,2,2-三氟乙氧基)苯基片段引入先导化合物,以改善ADMET性质。
  • 材料科学:合成含氟液晶或有机半导体,其中含CF₃的醚基提供特定的介电或电子性质。
  • 方法学研究:在交叉偶联反应开发中对新型钯或镍催化剂及配体体系进行基准测试。

铃木–宫浦偶联的模块化特性意味着T692847可与多种芳基、杂芳基、乙烯基和烷基卤化物或拟卤化物偶联伙伴配合使用,从而实现快速文库合成。

质量控制与分析表征

为确保反应结果的重现性,在使用前请验证T692847的纯度和完整性:

  • ¹H NMR:确认芳香质子模式(对位取代苯基,AA'BB'体系)、频哪醇甲基单峰(约1.33 ppm)以及特征性OCH₂CF₃四重峰(约4.3 ppm)。
  • ¹¹B NMR:δ约30 ppm处的单峰是三配位频哪醇硼酸酯的特征信号;δ 0–5 ppm附近无峰可排除显著的硼酸污染。
  • ¹⁹F NMR:–OCH₂CF₃基团在δ约–74 ppm处显示为三重峰(以CFCl₃为参考);单一清晰信号确认三氟乙氧基的完整性。
  • HPLC:反相HPLC(C18,UV 254 nm)可评估化学纯度;合成应用要求纯度≥95%。
  • HRMS:高分辨质谱(ESI或APCI)应确认分子式;注意硼酸酯在ESI条件下可能部分水解为游离硼酸,因此可能观察到两种物种。

常见问题

铃木偶联中使用T692847时推荐哪种钯催化剂?

常用催化剂包括Pd(PPh₃)₄(无氧条件)和Pd(dppf)Cl₂(适用于更具挑战性的底物)。最优选择取决于偶联伙伴;富电子芳基氯化物可能需要更活泼的第二代或第三代钯预催化剂,如Pd-PEPPSI或SPhos Pd G3。

2,2,2-三氟乙氧基在铃木偶联条件下是否稳定?

是的。–OCH₂CF₃基团是简单的脂肪族醚,在铃木–宫浦偶联中通常采用的温和碱性水性条件下(K₂CO₃或Cs₂CO₃,水/有机溶剂,80–100 °C)化学性质惰性,该取代基无需特殊保护基策略。

应如何储存T692847以防止其降解?

将T692847密封于惰性气体(N₂或Ar)中,储存在阴凉干燥处。尽管频哪醇酯比游离硼酸对水分的抵抗力更强,但长期暴露于大气湿度或热环境中可能导致缓慢水解或原脱硼反应。若容器已多次开启,使用前请通过¹¹B NMR检查纯度。

T692847是否可用于铃木偶联以外的反应?

是的。芳基频哪醇硼酸酯是用途广泛的中间体。T692847可参与Chan–Lam偶联(铜催化的C–N、C–O键形成)、Matteson同系化、氧化为相应苯酚,以及各种无过渡金属的C–B官能化反应。Bpin基团还可通过水解转化为硼酸,或通过与KHF₂处理转化为三氟硼酸盐。

哪种分析方法可确认使用该硼酸酯的铃木偶联反应成功?

成功的偶联反应可通过以下方式确认:¹¹B NMR中Bpin信号(约30 ppm)的消失,以及通过¹H NMR、¹⁹F NMR(–74 ppm附近保留–OCH₂CF₃三重峰)和HRMS观察到联芳基产物的出现。同时强烈建议在反应过程中进行LC-MS监测以高效优化条件。

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
  2. Hall, D. G. (Ed.) Boronic Acids: Preparation and Applications in Organic Synthesis, Medicine and Materials, 2nd ed.; Wiley-VCH: Weinheim, 2011.
  3. Gillis, E. P.; Burke, M. D. Multistep Synthesis of Complex Boronic Acids from Simple MIDA Boronates. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 6716–6717. doi:10.1021/ja070394d
  4. Meanwell, N. A. Synopsis of some recent tactical application of bioisosteres in drug design. J. Med. Chem. 2011, 54, 2529–2591. doi:10.1021/jm1013898

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.《在铃木偶联反应中使用芳基硼酸酯 T692847》. 阿拉丁知识库,更新于 2026年9月28日。 https://www.aladdin-e.com/zh_cn/faqs/tetramethyl-trifluoroethoxyphenyl-dioxaborolane-suzuki-coupling-guideline.html
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