专利名称：有机硼衍生物及偶联有机化合物的方法
技术领域：
本发明涉及共价偶联有机化合物的方法，特别是经由有机硼中间体将烯属或炔属化合物共价偶联至其它有机化合物的方法，本发明还涉及有机硼中间体的制备方法。
对合成有机化学家来讲，在烯属或炔属化合物与其他有机化合物之间(包括分子间和分子内)形成共价键的方法具有特别重要的意义。人们已知多种这类反应，并且每一种都要求特殊的反应条件、溶剂、催化剂，活化基团等。一些可用于烯属部分的已知种类偶联反应包括Michael反应以及下列文献中所述的反应配位有机分子合成中的过渡金属(L.S.Hegedus，大学科学教材(University Science Books)，1994，ISBN 0-935702-28-8)；钯催化有机反应手册(J.Malleron.J.Fiaud和J.Legros，科学出版社(Academic Press)，1997，ISBN 0-12-466615-9)；钯试剂与催化剂(J.Tsuji有机合成改进方法(Innovations in Organic Synthesis)，John Wiley&Sons，1995，ISBN 0-471-95483-7)；以及N.Miyuara和A.Suzuki，化学评论(Chem.Rev.)，1995，95，2457-2483。
已知钯、其配合物及其盐催化剂可用于活化供偶联反应用的C-H键。有关这一方面的情况，链烯烃或链炔烃与芳基或乙烯基卤在钯衍生物存在下进行的Heck反应是广泛研究的主题。但Heck反应的工业化进展并没有象所预期的那样迅速。其它第8-11族金属催化剂如铂也已用于活化这类碳键。
成功的Heck反应在很大程度上与所用底物和反应条件有关。例如当链烯烃内存在有两个B-氢时，反应一般形成(E)-链烯烃，但这些(E)-链烯烃中常常混杂有相应的(Z)-链烯烃。
尽管烯烃硼酸酯(链烯基硼酸酯)可以与不同有机分子反应，通过形成新的碳-碳键产生偶联产物(例如参见上述文献)，但由于通常用于制备链烯基硼酸酯的炔烃硼氢化反应缺乏区域化学性和/或化学选择性(例如还原多个不同官能团)(参见N.Miyuara和A.Suzuki，化学评论，1995，95，2457-2483)，因而这种制备链烯基硼酸酯的方法存在着局限性。
因此，需要提供由链烯烃和链炔烃合成有机硼酸酯的改进和/或替代方法。
现已发现，有用的有机硼化合物可以在温和条件以及各种取代基存在下由链烯烃和链炔烃合成。这一方法克服或至少减轻了使用标准硼氢化方法中所遇到的一种或多种限制。有机硼衍生物与有机化合物的偶联可以在第8-11族金属催化剂和合适的碱存在下实现。
为此，本发明提供一种共价偶联有机化合物的方法，该方法包括在第8-11族金属催化剂存在下使具有至少一个碳-碳双键的烯属有机化合物或具有至少一个碳-碳三键的炔属化合物与二硼(diboron)衍生物反应，使有机硼酸酯残基引入相应双键或三键的一个或两个碳原子上。在该方法中，三键变为双键，或双键变为单键。可存在其它三键或双键，并且根据使用的反应条件，这些三键或双键还可与或不与二硼衍生物反应。
二硼衍生物可以是二硼酸(diboronic acid)的酯或其它稳定衍生物。合适酯的实例包括式(RO)2B-B(OR)2所示的那些，其中R为任选取代的烷基或任选取代的芳基或者-B(OR)2代表下式环状基团 其中R′为任选取代的亚烷基、亚芳基或为包含连接的脂族或芳族部分的其它二价基团。优选的二硼衍生物包括4，4，4′，4′，5，5，5′，5′-八甲基-2，2′-双-1，3，2-二氧杂硼杂戊环(dioxaborolane)[双(频哪醇基(pinacolato))二硼或二硼酸的频哪醇酯]，2，2′-双-1，3，2-二氧杂硼杂戊环[双(乙二醇基(ethanediolato)二硼)、2，2′-双-1，3，2-二氧杂硼杂己环(dioxaborinane)[双(正丙二醇基(n-propanediolato)二硼)、5，5，5′，5′-四甲基-2，2′-双-1，3，2-二氧杂硼杂己环[双(新戊二醇基(neopentanediolato)二硼)、(4R，4′R，5R，5′R)-四甲基-2，2′-双-1，3，2-二氧杂硼杂戊环、1，1，2，2-四(2-甲氧基乙氧基)乙硼烷、双((1S，2S，3R，5S)-(+)-蒎烷二醇基(pinanediolato)二硼(B-B)、(4R，4′R)-二苯基-2，2′-双-1，3，2-二氧杂硼杂戊环、(+/-)-4，4′-双[(4-甲氧基苯氧基)甲基]-2，2′-双-1，3，2-二氧杂硼杂戊环、2，2′-双-(3aR，7aS)六氢-1，3，2-苯并二氧杂硼杂环戊烯(benzodioxaborole)、(4R，4′R，5R，5′R)-2，2′-双-1，3，2-二氧杂硼杂戊环-4，4′，5，5′-四羧酸四异丙基酯、(3aR，3′aR，6aS，6′aS)-二-四氢-3aH-环戊二烯并[d]-2，2′-双-1，3，2-二氧杂硼杂戊环、(3R，6S，3′R，6′S)-二-四氢呋喃并[3，4-d]-2，2′-双-1，3，2-二氧杂硼杂戊环、(+/-)-4，4′-双-(甲氧基甲基)-2，2′-双-1，3，2-二氧杂硼杂戊环、2，2′-双-1，3，2-二氧杂硼杂庚环(dioxaborepane)、5，5’-二羟甲基-5，5′-二甲基-2，2′-双-1，3，2-二氧杂硼杂己环、双(1R，2R，3S，5R)-(-)-蒎烷二醇基)二硼(B-B)、2，2′-双-4H-1，3，2-苯并二氧杂硼杂己环(benzodioxaborinine)、(+/-)-4，4′-双-(苯氧基甲基)-2，2′-1，3，2-二氧杂硼杂戊环、(+/-)-4，4，4′，4′，6，6′-六甲基-2，2′-双-1，3，2-二氧杂硼杂己环、5，5，5′，5′-四乙基-2，2′-双-1，3，2-二氧杂硼杂己环、4′，4′，5′，5′-四甲基-2，2′-双-1，3，2-二氧杂硼杂戊环、(+/-)-4，4′-二甲基-2，2′-双-1，3，2-二氧杂硼杂己环、(+/-)-5，5′-二甲基-2，2′-双-1，3，2-二氧杂硼杂己环、双-(二萘并[2，1-d1，2-f])-2，2′-双-1，3，2-二氧杂硼杂庚环(dioxaborepine)、6，6′-二乙基-2，2′-双-1，3，6，2-二氧杂氮杂硼杂癸环(dioxazaborocane)、6，6′-二甲基-2，2′-双-1，3，6，2-二氧杂氮杂硼杂癸环、5，5，5′，5′-四苯基-2，2′-双-1，3，2-二氧杂硼杂己环、4，4，4′，4′，7，7，7′，7′-八甲基-2，2′-双-1，3，2-二氧杂硼杂庚环、1，1，2，2-四(新戊氧基)乙硼烷、(4S，4′S，5S，5′S)-四甲基-2，2′-双-1，3，2-二氧杂硼杂戊环、(4R，4′R，5R，5′R)-2，2′-双-1，3，2-二氧杂硼杂戊环-4，4′，5′，5′-四羧酸四丁基酯、(4R，4′R，5R，5′R)-N4，N4，N4′，N4′，N5，N5，N5′，N5′-八甲基-2，2′-双-1，3，2-二氧杂硼杂戊环-4，4′，5，5′-四羧酰胺、4，4，4′，4′-四甲基-2，2′-双-1，3，2-二氧杂硼杂己环、4，4，4′，4′，6，6，6′，6′-八甲基-2，2′-双-1，3，2-二氧杂硼杂己环、3，3′-双-1，5-二氢-2，4，3-苯并二氧杂硼杂庚环、(+/-)-4，4，4′，4′，5，5′-六甲基-2，2′-双-1，3，2-二氧杂硼杂戊环、4，4，4′，4′-四甲基-2，2′-双-1，3，2-二氧杂硼杂戊环、5，5，5′，5′-四甲基-2，2′-双-1，3，2-二氧杂硼杂己环、4，4′，5，5′-四苯基-1，3，2-二氧杂硼杂戊环、4，4′-二苯基-1，3，2-二氧杂硼杂戊环和4，4′，6，6′-四(叔丁基)-1，3，2-苯并二氧杂硼杂环戊烯。
一些二硼衍生物比起另一些可能更容易进行后续水解反应，因而可以使用较温和的反应条件。而且，正确选择所用的二硼衍生物还便于控制所形成的反应产物。二硼酯衍生物可以按照Brotherton等人的方法制备[R.J.Brotherton，A.L.McCloskey，L.L.Peterson和H.Steinberg，美国化学会会志(J.Am.Chem.Soc.)，82，6242(196)；R.J.Brotherton，A.L.McCloskey，J.L.Boone和H.M.Manasevit，美国化学会会志.82.6245(1960)]。在这一方法中，B(NMe2)3[由BCl3与NHMe2反应制得]通过与化学计量的BBr3反应转化为BrB(NMe2)2，进而在回流的甲苯中用金属钠还原，得到二硼化合物[B(NMe2)2]2，待蒸馏纯化之后，该化合物可以与醇(例如，频哪醇)在化学计量HCl存在下反应，从而得到所需的酯产物。双(新戊二醇基)二硼见Nguyen等人所述[Nguyen，P.，Lesley，G.，Taylor，N.J.，Marder，T.B.，Pickett，N/L/，Clegg，W.，Elsegood，M.R.J.和Norman，N.C.，元机化学(Inorganic Chem.)，1994，33，4623-24]。制备二硼衍生物的其它方法对本领域技术人员而言也是已知的。
这里使用的术语“有机硼酸酯残基”是指通过使二硼衍生物的硼-硼键开裂形成的含单硼残基。有机硼酸酯残基的例子是上面定义的式-B(OR)2的基团。
这里使用的术语“有机硼衍生物”和“有机硼中间体”是指在取代位置具有至少一个有机硼酸酯残基的有机化合物。
根据本发明的另一实施方案，提供一种共价偶联有机化合物的方法，包括在第8-11族金属催化剂存在下使具有至少一个碳-碳双键的烯属化合物或具有至少一个碳-碳三键的炔属化合物与二硼衍生物反应形成在相应双键或三键的至少一个碳原子上具有有机硼酸酯残基的有机硼中间体，和将该有机硼中间体与在偶联位置具有卤素或类似卤素的取代基的有机化合物在第8-11族金属催化剂和合适碱存在下反应，使烯属或炔属化合物通过在具有有机硼酸酯残基的碳原子与偶联位置之间的直接键偶联至有机化合物上。
应理解，烯属或炔属化合物和有机化合物可以为一种和相同的化合物，这样该偶联反应为分子内偶联反应。
尤其方便的是，在一个反应釜中实施此方法而无需分离有机硼中间体，然而已发现，未反应二硼衍生物的存在会干扰偶联步骤，导致形成不需要的副产品。
因此，在本发明另一实施方案中，提供一种共价偶联有机化合物的方法，包括在第8-11族金属催化剂存在下使具有至少一个碳-碳双键的烯属化合物或具有至少一个碳-碳三键的炔属化合物与二硼衍生物反应形成在相应双键或三键的至少一个碳原子上具有有机硼酸酯残基的有机硼中间体，加入水或水和合适的碱使过量二硼衍生物分解，和将该有机硼中间体与在偶联位置具有卤素或类似卤素的取代基的有机化合物在第8-11族金属催化剂和合适碱存在下反应，使烯属或炔属化合物通过在具有有机硼酸酯残基的碳原子与偶联位置之间的直接键偶联至有机化合物上。
该反应优选在一个反应釜中进行，尽管在最后偶联步骤之前可分离出有机硼中间体。若反应在一个反应釜中进行，则加入的用于分解二硼衍生物的碱优选适合催化偶联反应。在此情况下，不需要将更强的碱与有机化合物一起加入偶联反应中。
在另一实施方案中，在形成有机硼中间体后，通过将反应混合物的温度升至足以发生所述偶联反应的温度，实现有机硼中间体与有机化合物偶联。在该实施方案中，不必加入更强的碱催化偶联反应。
当需要除去过量的二硼衍生物但使用水或水和碱(因取代基的敏感性或其它因素)有害时，过量的二硼衍生物可通过加入温和氧化剂分解，接着形成有机硼中间体。
为此，在另一实施方案中，提供一种共价偶联有机化合物的方法，包括在第8-11族金属催化剂存在下使具有至少一个碳-碳双键的烯属化合物或具有至少一个碳-碳三键的炔属化合物与二硼衍生物反应形成在相应双键或三键的至少一个碳原子上具有有机硼酸酯残基的有机硼中间体，加入温和氧化剂分解过量的二硼衍生物，和将该有机硼中间体与在偶联位置具有卤素或类似卤素的取代基的有机化合物在第8-11族金属催化剂和合适碱存在下反应，使烯属或炔属化合物通过在具有有机硼酸酯残基的碳原子与偶联位置之间的直接键偶联至有机化合物上。
温和氧化剂为可使二硼衍生物的B-B键断裂但强度不足以使有机硼中间体的碳-硼键断裂的任何化合物。合适的温和氧化剂为N-氯代丁二酰亚胺、氧气(dioxygen gas)、氯胺-T、氯胺-B、1-氯三唑、1，3-二氯-5，5-二甲基乙内酰脲、三氯异氰脲酸和二氯异氰脲酸钾盐。
氧化剂如过氧化氢、臭氧、溴、过氧化氢叔丁基、过硫酸钾、次氯酸钠和过酸对于用于本发明方法太强；使用强氧化剂不形成本发明的一部分。
本文所用的术语“烯属”和“烯属化合物”是指具有至少一个不为芳香体系的一部分的碳-碳双键的任何有机化合物。烯属化合物可选自任选取代的直链、支链或环状烯烃；以及包括至少一个碳-碳双键的分子、单体和大分子(如聚合物和树枝形聚合物(dendrimer))。合适的烯属化合物的实例包括但不限于乙烯，丙烯，丁-1-烯，丁-2-烯，戊-1-烯，戊-2-烯，环戊烯，1-甲基戊-2-烯，己-1-烯，己-2-烯，己-3-烯，环己烯，庚-1-烯，庚-2-烯，庚-3-烯，辛-1-烯，辛-2-烯，环辛烯，壬-1-烯，壬-4-烯，癸-1-烯，癸-3-烯，丁-1，3-二烯，戊-1，4-二烯，环戊-1，4-二烯，己-1，二烯，环己-1，3-二烯，环己-1，4-二烯，环庚-1，3，5-三烯和环辛-1，3，5，7-四烯，它们各自可任选被取代。优选含有2-20个碳原子的直链、支链或环状烯烃。
烯属化合物可为α，β-不饱和羰基化合物如α，β-不饱和酯、醛、酮、腈、或共轭二烯烃如1，3-环戊二烯。这里使用的术语“共轭二烯烃”是指能够在Diels-Alder反应中起到二烯烃作用的任何化合物。烯属化合物也可为在烯丙基位置具有一个离去基团的有机化合物或具有相邻双键如1，2-二烯烃的化合物。
这里使用的术语“炔属化合物”是指具有至少一个碳-碳三键的任何化合物。炔属化合物可选自任选取代的直链、支链或环状炔烃；以及包括至少一个碳-碳三键的分子、单体和大分子(如聚合物和树枝形聚合物)。合适的炔属化合物的实例包括但不限于乙炔，丙炔，丁-1-炔，丁-2-炔，戊-1-炔，戊-2-炔，己-1-炔，己-2-炔，己-3-炔，环己炔，庚-1-炔，庚-2-炔，庚-3-炔，环庚炔，辛-1-炔，辛-2-炔，辛-3-炔，辛-4-炔，环辛炔，壬炔，癸炔，1，3，5-三辛炔，2，4-二己炔，它们各自可任选被取代。优选含有1-20个碳原子的直链、支链或环状炔烃。
烯属或炔属化合物可具有两个或多个双键或三键，或可具有双键和三键的组合。通过选取合适条件，可以获得其中一个或多个这些双键保持完整的有机硼衍生物。例如，当化合物具有双键和三键时，选取合适催化剂可导致其中仅三键已与二硼衍生物反应的产品。选取另一些条件和/或催化剂可对双键导致优先的反应。类似地，可选取二硼化合物与不饱和化合物的摩尔比以得到特别合适的产品。如上所述，存在的碱还会影响反应的结果。还发现在最初反应之后加热反应混合物可产生一定的加氢脱硼化反应(hydrodeboration)，由此改变由该反应获得的产品，或不同产品的比例。例如，可以将一些或所有二硼化产品转化为相应的单硼化产品。
本文所用的术语“偶联位置上带有卤素或类卤素的取代基的有机化合物”是指在需要与有机硼化合物偶联的位置上具有碳-卤素或碳-类似卤素的取代基键的任何有机化合物。所述有机化合物可以是脂族、烯属、烯丙基类、炔类、芳族、聚合或树枝形的化合物。该化合物可以是上述烯属或炔属化合物或这种化合物的一部分。有机化合物可以具有一个或多个(优选1-6个)位于偶联位置上的卤素或类似卤素的取代基。
本文所用的术语“芳族”和“芳族化合物”是指包含一个或多个芳族或假芳族环或由其组成的任何化合物或部分。所述环可以是碳环或为杂环，并且可以是单环或多环体系。合适的环的实例包括但不限于苯，联苯，三联苯，四联苯，萘，四氢化萘，1-苄基萘，蒽，二氢化蒽，苯并蒽，二苯并蒽，菲(phenanthracene)，苝，吡啶，4-苯基吡啶，3-苯基吡啶，噻吩，苯并噻吩，萘并噻吩，噻蒽，呋喃，芘，异苯并呋喃，苯并吡喃，呫吨，夹氧硫蒽(phenoxathiin)，吡咯，咪唑，吡唑，吡嗪，嘧啶，哒嗪，吲哚，中氮茚，异吲哚，嘌呤，喹啉，异喹啉，2，3-二氮杂萘，喹喔啉，喹唑啉，蝶啶，咔唑，咔啉，菲啶，吖啶，菲咯啉，吩嗪，异噻唑，异噁唑，吩噁嗪等，它们中的每一个都可以被任选取代。术语“芳族”或“芳族化合物”包括包含一个或多个芳环或假芳族环或由其组成的分子和大分子(如聚合物、共聚物以及树枝形聚合物)。术语“假芳族”是指严格来讲不具有芳香性、但被离域π电子稳定且具有与芳环类似性质的环系。假芳环的实例包括但不限于呋喃，噻吩，吡咯等。
本文所用的术语“偶联位置”是指有机化合物上需要与其它有机化合物偶联的位置。烯属化合物或有机化合物各自可具有一个或多个，优选1-6个偶联位置。
这里使用的术语“取代位置”是指有机化合物上的一个位置，在该位置上需要用有机硼酸酯残基取代。各有机化合物可具有一个或多个，优选1至6个取代位置。若有机化合物为聚合物或树枝状聚合物，则可具有很多取代位置。
在本说明书中，“任选取代”是指基团可以或不可以被一个或多个选自如下的基团进一步取代烷基，链烯基，炔基，芳基，卤素，卤代烷基，卤代链烯基，卤代炔基，卤代芳基，羟基，烷氧基，链烯氧基，芳氧基，苄氧基，卤代烷氧基，卤代链烯氧基，卤代芳氧基，异氰基，氰基，甲酰基，羧基，硝基，硝基烷基，硝基链烯基，硝基炔基，硝基芳基，硝基杂环基，氨基，烷基氨基，二烷基氨基，链烯基氨基，炔基氨基，芳基氨基，二芳基氨基，苄基氨基，亚氨基，烷基亚氨基，链烯基亚氨基，炔基亚氨基，芳基亚氨基，苄基亚氨基，二苄基氨基，酰基，链烯基酰基，炔基酰基，芳基酰基，酰基氨基，二酰基氨基，酰氧基，烷基磺酰氧基，芳基亚磺酰氧基，杂环基，杂环氧基，杂环氨基，卤代杂环基，烷基亚磺酰基，芳基亚磺酰基，烷氧基羰基，芳氧基羰基，巯基，烷硫基，苄硫基，酰硫基，磺酰氨基，硫基，磺基和含磷基团，烷氧基甲硅烷基，甲硅烷基，烷基甲硅烷基，烷基烷氧基甲硅烷基，苯氧基甲硅烷基，烷基苯氧基甲硅烷基，烷氧基苯氧基甲硅烷基和芳基苯氧基甲硅烷基。任选的取代基应不明显降低与其连接的化合物的反应性。
与有机硼中间体反应的有机化合物必须包含至少一个位于偶联位置上的卤素或类似卤素的取代基以便与有机硼中间体反应。优选的卤素取代基包括I、Br和Cl。氯取代芳环化合物的反应性可通过选择适宜的第8-11族金属催化剂上的配位体而提高。术语“类似卤素的取代基”和“假卤化物”是指这类取代基，它们如果存在于有机化合物上，则能够与有机硼中间体进行取代反应，得到偶联产物。类似卤素的取代基的实例包括三氟甲磺酸酯和甲磺酸酯，重氮盐，磷酸酯以及《钯试剂与催化剂》中所述的那些(J.Tsuji的有机合成改进方法。John Wiley&Sons，1995，ISBN 0-471-95483-7)。
本发明基于如下发现在第8-11族金属催化剂存在下，二硼衍生物可加到烯属或炔属化合物的碳-碳双键或三键上，从而在相应双键或三键的各碳原子上引入有机硼酸酯残基，这样使双键变为单键，三键变为双键。对于两个或更多个共轭双键，可将有机硼酸酯残基引入参与共轭的末端碳原子上，由此导致共轭丧失。对于α，β-不饱和羰基化合物，形成的末端二硼酸酯不稳定，且分离出的产品在β-碳原子上具有一个有机硼酸酯残基，且丧失α，β-不饱和度。
这里使用的涉及参与共轭的碳原子的术语“末端”是指在碳原子的共轭链的各末端的碳原子。例如，在1，3-丁二烯中的末端碳原子为碳原子1和4。
这里使用的术语“丧失共轭”是指共轭体系的双键转化为单键。这会导致共轭完全或部分丧失。在某些情况下，丧失共轭后会发生某些重排。
本发明方法特别适合于偶联含有对有机金属化合物如格利雅试剂或烷基锂呈反应性的取代基的烯属化合物或炔属化合物，这样的取代基不适合应用标准格利雅方法的反应，除非先将这些取代基加以保护。一类这种反应性取代基是含活性氢的取代基。这里所用的术语“含活性氢的取代基”是指含有反应性氢原子的取代基。这类取代基的实例包括但不限于羟基，氨基，亚氨基，羧基(包括羧酸根合)，氨基甲酰基，亚氨羧基(carboximidyl)，磺基，亚磺酰基，亚氨亚磺酰基(sulfinimidyl)，肟亚磺酰基(sulfinohydroximyl)，亚氨磺酰基(sulfonimidyl)，二亚氨磺酰基(sulfondiimidyl)，肟磺酰基(sulfonohydroximyl)，氨磺酰基(sultamyl)，氧膦基，亚氨膦基(phosphinimidyl)，膦酰基，二羟基磷烷基(dihydroxyphosphanyl)，羟基磷烷基(hydroxyphosphanyl)，phosphono(包括phosphonato)，氢羟基磷酰基(hydrohydroxyphosphoryl)，脲羰基，胍基，脲基乙酰基(hydantoyl)，脲基和1，3-亚脲基。这些取代基中，特别令人惊奇的是反应可用高反应性的羟基以及伯和仲胺取代基进行。羧基、磺基等(即酸性)取代基可能需要附加碱。其它反应性取代基包括三甲基甲硅烷基。
根据本发明此方面，提供一种制备有机硼衍生物的方法，包括在第8-11族金属催化剂存在下使二硼衍生物与分别具有至少一个碳-碳双键或至少一个碳-碳三键和对有机金属化合物呈反应性的取代基的烯属化合物或炔属化合物反应，这样使有机硼酸酯残基引入相应双键或三键的一个或两个碳原子上。反应性取代基优选为含活性氢的取代基。
本发明另一实施方案基于如下发现当含有碳-碳双键和位于烯丙基位置的离去基团的烯属化合物与二硼衍生物在第8-11族金属催化剂存在下反应时，离去基团可被有机硼酸酯残基取代。离去基团优选为酯基。
因此，在本实施方案中，提供一种制备有机硼衍生物的方法，包括将具有位于烯丙基取代位置的离去基团的烯属化合物与二硼衍生物在第8-11族金属催化剂存在下反应，使离去基团被有机硼酸酯残基取代。
一些硼中间体是新的并代表本发明的另一方面。可根据本发明制备的此类新硼中间体的例子列举如下2-[(Z)-2-(5，5-二甲基-1，3，2-二氧杂硼杂己环-2-基)-1，2-二苯基乙烯基]-5，5-二甲基-1，3，2-二氧杂硼杂己环。
2-[(Z)-2-(5，5-二甲基-1，3，2-二氧杂硼杂己环-2-基)-1-乙基-1-丁烯基]-5，5-二甲基-1，3，2-二氧杂硼杂己环。
2-[(Z)-2-(5，5-二甲基-1，3，2-二氧杂硼杂己环-2-基)-1-苯基-1-丁烯基]-5，5-二甲基-1，3，2-二氧杂硼杂己环。
(Z)-2，3-双(4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二氧杂硼杂戊环-2-基)-2-壬烯酸甲酯。
(E)-4-苯基-3-(4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二氧杂硼杂戊环-2-基)-3-丁烯-2-酮。
(Z)-4-苯基-4-(4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二氧杂硼杂戊环-2-基)-3-丁烯-2-酮。
2-[(E)-1-(1-环己烯-1-基)-2-(4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二氧杂硼杂戊环-2-基)乙烯基]-4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二氧杂硼杂戊环。
1-[(E)-1，2-双(4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二氧杂硼杂戊环-2-基)乙烯基]环己醇。
(E)-N，N-二甲基-2，3-双(4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二氧杂硼杂戊环-2-基)-2-丙烯-1-胺。
(E)-3-乙基-1，2-双(4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二氧杂硼杂戊环-2-基)-1-戊烯-3-胺。
(E)-N，N-二(2-丙炔基)-2，3-双(4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二氧杂硼杂戊环-2-基)-2-丙烯-1-胺。
4，4，5，5-四甲基-2-[3-(4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二氧杂硼杂戊环-2-基)双环[2.2.1]庚-2-基]-1，3，2-二氧杂硼杂戊环。
4，4-二甲基-3-(4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二氧杂硼杂戊环-2-基)环己酮。
4，4-二甲基-3-(4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二氧杂硼杂戊环-2-基)环己酮。
4-苯基-4-(4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二氧杂硼杂戊环-2-基)-2-丁酮。
4-苯基-4-(4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二氧杂硼杂戊环-2-基)-2-丁酮。
4，4，5，5-四甲基-2-[4-(4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二氧杂硼杂戊环-2-基)-2-环己烯-1-基]-1，3，2-二氧杂硼杂戊环。
(Z)-1，5-二苯基-5-(4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二氧杂硼杂戊环-2-基)-1-戊烯-3-酮。
3-苯基-3-(4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二氧杂硼杂戊环-2-基)丙醛。
4，4，5，5-四甲基-2-[8-(4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二氧杂硼杂戊环-2-基)-2，4，6-环辛三烯-1-基]-1，3，2-二氧杂硼杂戊环。
4，4，5，5-四甲基-2-[6-(4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二氧杂硼杂戊环-2-基)-2，4，7-环辛三烯-1-基]-1，3，2-二氧杂硼杂戊环。
4，4，5，5-四甲基-2-[8-(4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二氧杂硼杂戊环-2-基)-4-环辛烯-1-基]-1，3，2-二氧杂硼杂戊环。
4，4，5，5-四甲基-2-[9-(4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二氧杂硼杂戊环-2-基)三环[5.2.1.02，6]癸-3-烯-8-基]-1，3，2-二氧杂硼杂戊环。
4，4，5，5-四甲基-2-[3-(4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二氧杂硼杂戊环-2-基)三环[5.2.1.02，6]癸-8-烯-4-基]-1，3，2-二氧杂硼杂戊环。
4，4，5，5-四甲基-2-(4-甲基环己基)-1，3，2-二氧杂硼杂戊环。
4，4，5，5-四甲基-2-(3-甲基环己基)-1，3，2-二氧杂硼杂戊环。
4，4，5，5-四甲基-2-[(E)-2-(4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二氧杂硼杂戊环-2-基)-1-辛烯-7-炔基]-1，3，2-二氧杂硼杂戊环。
4，4，5，5-四甲基-2-[(1E，7E)-2，7，8-三(4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二氧杂硼杂戊环-2-基)-1，7-辛二烯基]-1，3，2-二氧杂硼杂戊环。
2-[(Z)-1-丁基-2-(4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二氧杂硼杂戊环-2-基)-12-辛烯-3-炔基]-4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二氧杂硼杂戊环。
2-[(1Z，3Z)-1-丁基-2，3，4-三(4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二氧杂硼杂戊环-2-基)-1，3-辛二烯基]-4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二氧杂硼杂戊环。
2-[(Z)-2-(4H-1，3，2-苯并二氧杂硼杂己环-2-基)-1，2-二苯基乙烯基]-4H-1，3，2-苯并二氧杂硼杂己环。
2-[(Z)-1，2-二苯基-2-(4，4，6-三甲基-1，3，2-二氧杂硼杂己环-2-基)乙烯基]-4，4，6-三甲基-1，3，2-二氧杂硼杂己环。
2-[(Z)-2-(5，5-二乙基-1，3，2-二氧杂硼杂己环-2-基)-1，2-二苯基乙烯基]-5，5-二乙基-1，3，2-二氧杂硼杂己环。
(2-{(Z)-2-[4-(苯氧基甲基)-1，3，2-二氧杂硼杂戊环-2-基]-1，2-二苯基乙烯基}-1，3，2-二氧杂硼杂戊环-4-基)甲基苯基醚。
(1S，2S，6R，8S)-4-{(Z)-1，2-二苯基-2-{(1R，2R，6S，8S)-2，9，9-三甲基-3，5-二氧杂-4-硼杂三环[6.1.1.02，6]癸-4-基}乙烯基}-2，9，9-三甲基-3，5-二氧杂-4-硼杂三环[6.1.1.02，6]癸烷。
(3aR，6aS)-2-{(Z)-2-[(3aR，6aS)四氢-3aH-环戊二烯并[d][1，3，2]二氧杂硼杂环戊烯-2-基]-1，2-二苯基乙烯基}四氢-3aH-环戊二烯并[d][1，3，2]二氧杂硼杂环戊烯。
(3aR，6aS)-2-{(Z)-2-[(3aR，6aS)四氢呋喃并[3，4-d][1，3，2]二氧杂硼杂环戊烯-2-基]-1，2-二苯基乙烯基}四氢呋喃并[3，4-d][1，3，2]二氧杂硼杂环戊烯。
2-[(Z)-1，2-二苯基-2-(4-苯基-1，3，2-二氧杂硼杂戊环-2-基)乙烯基]-4-苯基-1，3，2-二氧杂硼杂戊环。
(3aR，7aS)-2-{(Z)-2-[(3aR，7aS)六氢-1，3，2-苯并二氧杂硼杂环戊烯-2-基]-1，2-二苯基乙烯基}六氢-1，3，2-苯并二氧杂硼杂环戊烯。
在另一方面中，提供一种制备有机硼酸衍生物的方法，包括将在烯丙基取代位置具有离去基团和对有机金属化合物呈反应性的取代基的烯属化合物与二硼衍生物在第8-11族金属催化剂存在下反应，使离去基团被有机硼酸酯残基取代。
这里使用的术语“离去基团”是指能够被有机硼酸酯残基取代的化学基团。合适的离去基团是本领域熟练技术人员公知的，包括卤素和类似卤素的取代基，以及酯基。
这里使用的术语“烯丙基取代位置”是指位于烯属化合物上的这样一个位置在该位置上需要用有机硼酸酯残基取代，并位于直接与作为烯属碳-碳双键一部分的碳原子相邻的碳原子上。
上述定义中，所用的术语“烷基”，无论是单独使用，还是用在诸如“链烯氧基烷基”、“烷硫基”、“烷基氨基”和“二烷基氨基”之类的组合词中，均表示直链、支链或环状烷基，优选C1-20烷基或环烷基。直链和支链烷基的实例包括甲基，乙基，丙基，异丙基，丁基，异丁基，仲丁基，叔丁基，戊基，异戊基，仲戊基，1，2-二甲基丙基，1，1-二甲基丙基，己基，4-甲基戊基，1-甲基戊基，2-甲基戊基，3-甲基戊基，1，1-二甲基丁基，2，2-二甲基丁基，3，3-二甲基丁基，1，2-二甲基丁基，1，3-二甲基丁基，1，2，2-三甲基丙基，1，1，2-三甲基丙基，庚基，5-甲氧基己基，1-甲基己基，2，2-二甲基戊基，3，3-二甲基戊基，4，4-二甲基戊基，1，2-二甲基戊基，1，3-二甲基戊基，1，4-二甲基戊基，1，2，3-三甲基丁基，1，1，2-三甲基丁基，1，1，3-三甲基丁基，辛基，6-甲基庚基，1-甲基庚基，1，1，3，3-四甲基丁基，壬基，1-、2-、3-、4-、5-、6-或7-甲基辛基，1-、2-、3-、4-或5-乙基庚基，1-、2-或3-丙基己基，癸基，1-、2-、3-、4-、5-、6-、7-和8-甲基壬基，1-、2-、3-、4-、5-或6-乙基辛基，1-、2-、3-或4-丙基庚基，十一烷基，1-、2-、3-、4-、5-、6-、7-、8-或9-甲基癸基，1-、2-、3-、4-、5-、6-或7-乙基壬基，1-、2-、3-、4-或5-丙基辛基，1-、2-或3-丁基庚基，1-戊基己基，十二烷基，1-、2-、3-、4-、5-、6-、7-、8-、9-或10-甲基十一烷基，1-、2-、3-、4-、5-、6-、7-或8-乙基癸基，1-、2-、3-、4-、5-或6-丙基壬基，1-、2-、3-或4-丁基辛基，1-或2-戊基庚基等等。环状烷基的实例包括单-或多环烷基，如环丙基，环丁基，环戊基，环己基，环庚基，环辛基，环壬基，环癸基等。
术语“烷氧基”表示直链或支链烷氧基，优选C1-20烷氧基。烷氧基的实例包括甲氧基，乙氧基，正丙氧基，异丙氧基以及各种丁氧基异构体。
术语“链烯基”表示由直链、支链或环状烯烃形成的基团，包括烯属单-、二-或多-不饱和上述烷基或环烷基，优选C2-20链烯基。链烯基的实例包括乙烯基，烯丙基，1-甲基乙烯基，丁烯基，异丁烯基，3-甲基-2-丁烯基，1-戊烯基，环戊烯基，1-甲基-环戊烯基，1-己烯基，3-己烯基，环己烯基，1-庚烯基，3-庚烯基，1-辛烯基，环辛烯基，1-壬烯基，2-壬烯基，3-壬烯基，1-癸烯基，3-癸烯基，1，3-丁二烯基，1，4-戊二烯基，1，3-环戊二烯基，1，3-己二烯基，1，4-己二烯基，1，3-环己二烯基，1，4-环己二烯基，1，3-环庚二烯基，1，3，5-环庚三烯基和1，3，5，7-环辛四烯基。
术语“炔基”表示由直链、支链或环状炔烃形成的基团，包括结构类似于上述烷基和环烷基的那些基团，优选C2-20炔基。炔基的实例包括乙炔基，2-丙炔基和2-或3-丁炔基。
术语“酰基”，无论是单独使用，还是用在诸如“酰氧基”、“酰硫基”、“酰基氨基”或“二酰基氨基”的组合词中，均表示氨基甲酰基、脂族酰基以及含有芳环的酰基(称作芳酰基)或含有杂环的酰基(称作杂环酰基)，优选C1-20酰基。酰基的实例包括氨基甲酰基；直链或支链烷酰基如甲酰基，乙酰基，丙酰基，丁酰基，2-甲基丙酰基，戊酰基，2，2-二甲基丙酰基，己酰基，庚酰基，辛酰基，壬酰基，癸酰基，十一烷酰基，十二烷酰基，十三烷酰基，十四烷酰基，十五烷酰基，十六烷酰基，十七烷酰基，十八烷酰基，十九烷酰基和二十烷酰基；烷氧基羰基如甲氧基羰基，乙氧羰基，叔丁氧羰基，叔戊氧基羰基和庚氧基羰基；环烷基羰基如环丙基羰基，环丁基羰基，环戊基羰基和环己基羰基；烷基磺酰基如甲磺酰基和乙磺酰基；烷氧基磺酰基如甲氧基磺酰基和乙氧基磺酰基；芳酰基如苯甲酰基，甲苯甲酰基和萘甲酰基；芳烷酰基如苯基烷酰基(如苯乙酰基，苯丙酰基，苯丁酰基，苯基异丁酰基，苯基戊酰基和苯基己酰基)和萘基烷酰基(如萘基乙酰基，萘基丙酰基和萘基丁酰基)；芳基链烯酰基如苯基链烯酰基(如苯基丙烯酰基，苯基丁烯酰基，苯基异丁烯酰基，苯基戊烯酰基和苯基己烯酰基)以及萘基链烯酰基(如萘丙烯酰基，萘丁烯酰基和萘戊烯酰基)；芳烷氧基羰基如苯基烷氧基羰基(如苄氧基羰基)；芳氧基羰基如苯氧基羰基和萘氧基羰基；芳氧基烷酰基如苯氧基乙酰基和苯氧基丙酰基；芳基氨基甲酰基如苯基氨基甲酰基；芳硫基氨基甲酰基如苯硫基氨基甲酰基；芳基乙醛酰基如苯基乙醛酰基和萘基乙醛酰基；芳磺酰基如苯磺酰基和萘磺酰基；杂环基羰基；杂环基烷酰基如噻吩乙酰基，噻吩丙酰基，噻吩丁酰基，噻吩戊酰基，噻吩己酰基，噻唑乙酰基，噻二唑乙酰基和四唑乙酰基；杂环基链烯酰基如杂环基丙烯酰基，杂环基丁烯酰基，杂环基戊烯酰基和杂环基己烯酰基；以及杂环基乙醛酰基如噻唑基乙醛酰基和噻吩基乙醛酰基。
本文所用的术语“杂环的”、“杂环基”和“杂环”，无论是单独使用，还是作为诸如“杂环链烯酰基”，“杂环氧基”或“卤代杂环基”之类基团的一部分，是指含有一个或多个选自N、S、O和P的杂原予且可任选地被取代的芳族、假芳族和非芳族环或环系。优选所述环或环系具有3-20个碳原子，而且所述环或环系可选自上面“芳族化合物”定义部分所述的那些。
本文所用的术语“芳基”，无论是单独使用，还是作为诸如“卤代芳基”和“芳氧基羰基”基团的一部分，均是指由碳原子，任选地与一个或多个杂原子一起构成的芳族和假芳族环或环系。优选所述环或环系具有3-20个碳原子。这些环或环系可任选地被取代，并且可选自上面“芳族化合物”定义部分所述的那些。
本文所用的术语“第8-11族金属催化剂”是指包含化学工程信息(Chemical and Engineering News)，63(5)，27，1985中所述的周期表第8-11族金属的催化剂。这类金属的实例包括Ni，Pt和Pd。优选该催化剂为铂催化剂，但也可使用其他第8-11族金属的类似催化剂。第8-11族金属催化剂可为铂配合物。合适的铂催化剂的例子包括但不限于Pt(dba)2、Pt(PPh3)2Cl2、PtCl2、Pt(OAc)2、PtCl2(dppf)CH2Cl2、Pt(PPh3)4，以及下列配体的相关配合物催化剂膦配体(如(Ph2P(CH2)nPPh2)，其中n为2-4，P(邻甲苯基)3，P(i-Pr)3，P(环己基)3，P(o-MeOPh)3，P(p-MeOPh)3，dppp，dppb，TDMPP，TTMPP，TMPP，TMSPP及相关的水溶性膦)，相关配位体(如三芳基胂，三芳基锑，三芳基铋)，亚磷酸酯配位体(如P(OEt)3，P(O-对-甲苯基)3，P(O-邻-甲苯基)3和P(O-iPr)3)和其它合适的配位体，包括能与铂原子配位的含P和/或含N原子的那些配位体在内(例如吡啶，烷基和芳基取代的吡啶，2，2′-联吡啶，烷基取代的2，2′-联吡啶以及庞大的仲或叔胺)，以及其它存在或不存在配体的简单铂盐。铂催化剂包括载在或束缚在固体载体上的铂和铂配合物如铂-炭，以及铂黑，铂簇状体和含其它金属的铂簇状体。
合适的钯催化剂的实例包括但不限于Pd3(dba)3，PdCl2，Pd(OAc)2，PdCl2(dppf)CH2Cl2，Pd(PPh3)4，，以及下列配体的相关配合物催化剂膦配体(如(Ph2P(CH2)nPPh2)，其中n为2-4，P(邻甲苯基)3，P(i-Pr)3，P(环己基)3，P(o-MeOPh)3，P(p-MeOPh)3，dppp，dppb，TDMPP，TTMPP，TMPP，TMSPP及相关的水溶性膦)，相关配位体(如三芳基胂，三芳基锑，三芳基铋)，亚磷酸酯配位体(如P(OEt)3，P(O-对-甲苯基)3，P(O-邻-甲苯基)3和P(O-iPr)3)和其它合适的配位体，包括能与钯原子配位的含P和/或含N原子的那些配位体在内(例如吡啶，烷基和芳基取代的吡啶，2，2′-联吡啶，烷基取代的2，2′-联吡啶以及庞大的仲或叔胺)，以及其它存在或不存在配体的简单钯盐。钯催化剂包括负载或束缚在固体载体上的钯和钯配合物如钯-炭，以及钯黑，钯簇状体，含有其它金属的钯簇状体，以及J.Li，A.W-H，Mau和C.R.Strauss在化学通讯(ChemicalCommunications)，1997，p1275中所述的处于多孔玻璃内的钯。可以使用相同或不同的第8-11族金属催化剂以催化本发明方法的不同步骤。所述第8-11族金属催化剂也可以选自U.S.P.5,686,608中所述的那些催化剂。在某些反应中，使用碱性改变和/或空间庞大的配位体是有利的。合适的Ni催化剂的实例包括镍黑，阮内镍，镍-炭和镍簇状体或镍配合物。其它合适的第8-11族金属催化剂的例子包括Au、Rh、Ru、Fe、Co、Zn、Hg、Ag、Os、Ir的那些，以及这些金属的类似配合物等。优选的催化剂是容易进行氧化加成和还原消除的那些。本领域熟练技术人员能够据此选取合适的催化剂。铂催化剂是优选的。第8-11族金属催化剂还可以含其它金属。
本发明方法可以在任何合适的溶剂或溶剂混合物中进行。这类溶剂的实例包括低级醇，以及它们与低级脂族羧酸形成的酯，低级脂族酮，环状及低级仲胺和叔胺，低级脂族羧酸与低级脂肪仲胺形成的酰胺，DMSO，芳烃或脂族烃，硝基甲烷，乙腈，苄腈，醚，聚醚，环醚，低级芳醚，以及它们的混合物(包括与其它溶剂的混合物)。
优选的溶剂包括质子溶剂如甲醇，乙醇，异丙醇和正丁醇，以及非质子溶剂如正庚烷，乙腈，丙酮，DMSO，DMF，二噁烷，DME，乙醚，THF，甲苯或它们与其它溶剂的混合物。溶剂中的水通常不必除去，而且在某些情况下优选溶剂中存在有水。当溶剂不是无水的时，进一步加入二硼衍生物比较有利。
通常已接受二硼衍生物的反应应在无空气下进行。然而已令人吃惊地发现，某些二硼衍生物与烯属或炔属化合物的反应可在空气存在下进行。已发现存在的空气/氧气促进或提高反应速率，在更短时间内得到更多产品。也可用其它促进剂提供此效果。这是一个重要的发现，因为需要惰性气氛在工业上存在困难且明显增加制造成本。本发明发现，二硼衍生物与烯属或炔属化合物之间的反应可在空气和湿气存在下有效进行。因此显著提高了这些反应的工业潜力。
本发明方法每一步骤所采用的温度取决于多种因素，包括所需的反应速率，反应物在选定溶剂中的溶解性和其反应性，溶剂的沸点等。反应温度一般在-100至250℃范围内。在优选的实施方案中，本发明方法在0-120℃，更优选0-80℃，最优选40-80℃的温度下进行。
本文所用的术语“合适碱”是指当存在于反应混合物内时能催化、促进或协助反应物之间反应的碱性化合物。为催化有机硼衍生物与有机化合物之间的反应特别需要合适的碱。也可将合适的碱加入反应介质中，改变二硼衍生物与烯属或炔属化合物之间的反应产品。例如，加入碱可导致在相应键的一个碳原子上，而不是两个碳原子上具有一个有机硼酸酯残基的产品。适于催化有机硼衍生物与有机化合物反应的碱的实例包括Li、Na、K、Rb、Cs、铵、烷基铵、Mg、Ca和Ba的芳基和烷基羧酸盐(例如乙酸钾)、氟化物、氢氧化物和碳酸盐；Li、Na、K、Rb和Cs的磷酸盐和芳基磷酸盐；Li、Na、K、Rb、Cs、铵和烷基铵的磷酸酯盐(如C6H5OP(O)(ONa)2)；Li、Na、K、Rb和Cs的酚盐；Li、Na、K、Rb和Cs的醇盐；以及氢氧化铊。这些碱的某些可以与相转移试剂(例如四烷基铵盐或冠醚)结合使用。这些碱中较弱的碱需要稍微加热以进行偶联反应。适合分解过量二硼衍生物和/或催化有机硼中间体与有机化合物的反应而通常不需要更多加热的碱的实例包括上述更强的碱，包括碳酸铯、碳酸钾、磷酸钾和碱金属氢氧化物。
在本发明另一方面中，提供一种制备有机硼中间体的方法，包括将二硼衍生物与具有至少一个碳-碳双键的烯属化合物或具有至少一个碳-碳三键的炔属化合物在第8-11族金属催化剂存在下反应，这样使有机硼酸酯残基引入相应双或三键的一个或两个碳原子上。
在纯化如此形成的中间体中的第一个步骤可以是通过使用水、水和合适的碱，或通过使用温和的氧化剂分解过量的二硼衍生物。
在本发明另一方面中，提供一种通过使用确立的工艺水解上述有机硼中间体制备有机硼酸的方法。水解的难易取决于所用二硼酸酯。某些链烯烃硼酸酯中间体比衍生自双(频哪醇基)二硼的那些中间体更容易水解。
本发明提供一种制备某些手性化合物的新路径。因此，将在一端或两端具有取代基的双键或为环结构一部分的双键转化为单键产生新的手性中心。特别是若使用至少一种对映体比另一种呈对映体过量的手性二硼衍生物，则在特定条件下，烯属化合物与二硼衍生物反应的立体选择性可导致具有高对映体过量的产品。类似地，可以将二硼衍生物与炔属化合物反应生产特殊的几何异构体，若使用手性二硼衍生物，则该几何异构体也可以是手性的。可通过使用手性硼酸酯生产手性中间体和最终产品(具有至少一种对映体比另一种过量)。例如，可将有机硼中间体的手性转移至偶联产品上。
根据另一方面，本发明提供一种共价偶联有机化合物的方法，包括在第8-11族金属催化剂和合适碱存在下使按如上所述制备的有机硼衍生物与在偶联位置具有卤素或类似卤素的取代基的有机化合物反应。
本发明再一方面提供一种共价偶联有机化合物的“一釜”工艺，包括将(i)一种烯属有机化合物；或(ii)一种炔属化合物与上面定义的二硼衍生物反应形成有机硼中间体，并将该有机硼衍生物在现场与在偶联位置具有卤素或类似卤素的取代基的有机化合物在第8-11族金属催化剂和合适碱存在下反应，由此在偶联位置与连接有机硼酸酯残基的有机硼衍生物的碳原子之间形成直接键。
本发明方法可以以和组合化学和化学文库制备中所用常规化学同样的方式用于固体聚合物载体或树脂珠粒上的化学。因此，可以在第8-11族金属催化剂和合适的碱存在下使经由连接基团化学连接于聚合物表面且其偶联位置具有卤素或类似卤素的取代基的合适有机化合物与有机硼衍生物反应，以形成连接于聚合物表面上的偶联产物。然后从表面上洗去过量的试剂及副产物，在表面上只留下反应产物。随后通过适当裂解化学键，自聚合物表面分离出偶联产物。该方法也可以采用另一种方式进行，即，使连接于聚合物表面的(i)烯属有机化合物或(ii)炔属化合物与上述二硼衍生物反应，由此形成与聚合物表面化学连接的有机硼衍生物。然后将该衍生物与在偶联位置具有卤素或类似卤素的取代基的有机化合物在第8-11族金属催化剂和合适的碱存在下反应，由此制备与聚合物化学连接的偶联产品。然后通过合适的洗涤除去过量的反应物和副产品，偶联产物则可以通过化学裂解连接于聚合物的键而分离得到。
这里使用的术语“连接基团”是指将一个有机基团与另一个有机基团连接的任何原子链。连接基团的例子包括聚合物链、任选取代的亚烷基和任何其它合适的二价基团。
还可通过带有多于一个有机硼酸酯残基的有机硼衍生物与带有多于一个卤素或类似卤素的取代基的有机化合物反应制备聚合物。如果有机化合物具有三个或更多个能与有机硼衍生物反应的卤素或类似卤素的取代基和/或有机硼衍生物具有三个或更多个有机硼酸酯残基，则按照本发明方法可以制得树枝形分子。
偶联的有机化合物可为分离的分子或可连接在一起，这样在与二硼衍生物反应后形成的有机硼衍生物能够在位于分子内其他处的偶联位置反应，由此提供分子内反应，如闭环反应。
本发明方法也可以用于制备能够参与其它反应或重排的反应性中间体。这些反应性中间体可为有机硼衍生物或偶联产品。例如，某些衍生物可参与Miyaura和Suzuki在化学综述(Chem.Rev.)1995，95，2457-2483中描述的一种或多种有机硼化合物的钯催化反应。
本发明方法允许在温和条件下连接有机化合物，而且还避免了使用昂贵、难以除去和/或有毒的试剂和溶剂。在这一点上，硼和硼化合物通常都是无毒的。反应也可在空气和湿气存在下进行。反应也可以在比较便宜的溶剂如甲醇和乙醇中进行，另外考虑到对反应步骤控制的改进性，可以设想这些反应能够以工业规模进行。该方法也可在反应期间无需保护那些取代基下连接含有活性氢取代基的有机化合物。
本发明的一些优选实施方案用下列实施例加以说明。但应当理解，下列说明并不能取代前文所描述的本发明概论。
在氮气气氛下进行相同的反应，10小时后，给出来反应的起始物质，和在17.0min时相当于50％起始物质转化为主产物二苯基乙炔的二硼酸酯的一个峰。实施例22-[(Z)-1，2-二苯基乙烯基]-4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二氧杂硼杂戊环2-[(Z)-1，2-二苯基-2-(4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二氧杂硼杂戊环-2-基)乙烯基]-4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二氧杂硼杂戊环 将二硼酸的频哪醇酯(0.254g，1.0mmol)、二苯基乙炔(0.196g；1.1mmol)、四(三苯基膦)合铂(0.037g；0.030mmol)和醋酸钾(0.196g；2.0mmol)在氮气气氛下投入Schlenk管中。在氩气气氛下加入DMF(5mL，已在4_分子筛上干燥)，并将该管在搅拌下在80℃下加热5小时。GC分析显示在7.9min处对应于顺-二苯乙烯(4％)、在14.0min处对应于二苯基乙炔的单硼酸酯(47％)和在17.0min处对应于二苯基乙炔的二硼酸酯(44％)的峰。在80℃下进一步加热69小时后，得到顺-二苯乙烯(15％)和单硼酸酯(88％)，但损失二硼酸酯(＜5％)。
将二硼酸的频哪醇酯(0.254g，1.0mmol)、1-苯基-1-丁炔(0.143g；1.1mmol)和四(三苯基膦)合铂(0.037g；0.030mmol)投入暴露于空气下的Schlenk管中。加入甲苯(5mL，已在4_分子筛上干燥)。将该敞开的管在搅拌下在80℃下加热2小时。GC分析显示在14.2min处对应于主产物1-苯基-1-丁炔的二硼酸酯(＞95％)的一个峰。
在氮气气氛下对相同的反应混合物进行反应，2小时后，给出未反应的起始物质，和在14.2min处相当于50％起始物质转化为主产物1-苯基-1-丁炔的二硼酸酯的一个峰。
将二硼酸的频哪醇酯(0.254g，1.0mmol)、二亚苄基丙酮(0.257g；1.1mmol)和四(三苯基膦)合铂(0.037g；0.030mmol)在氮气气氛下投入Schlenk管中。在氩气气氛下加入甲苯(5mL，已在4_分子筛上干燥)，并将该管在搅拌下在80℃下加热15小时。GC分析显示在18.2min处对应于二亚苄基丙酮的二硼酸酯(30％转化率)的一个峰。
将二硼酸的频哪醇酯(0.254g，1.0mmol)、4-甲基-环己烯(0.110g；1.2mmol)和双(二亚苄基丙酮)合铂(0.020g；0.030mmol)在氮气气氛下投入Schlenk管中。在氩气气氛下加入甲苯(5mL，已在4_分子筛上干燥)，并将该管在搅拌下在80℃下加热232小时。GC分析显示在7.0min处(9％)和10min处(5％)对应于两种单氢化脱硼产品的一对峰。
将二硼酸的2-羟基苄醇酯(0.266g，1.0mmol)、二苯基乙炔(0.176g；0.99mmol)和四(三苯基膦)合铂(0.037g；0.030mmol)投入暴露于空气下的Schlenk管中。加入甲苯(5mL，已在4_分子筛上干燥)，并将该密封管在搅拌下在80℃下加热72小时。GC分析显示形成二苯基乙炔的对应二硼酸酯。
按实施例6描述的方法获得1，2-双(硼酸频哪醇酯)-1，2-二苯基乙烯。加入PdCl2(dppf)CH2Cl2(27mg)、过量对碘代苯酚(0.35g)和K2CO3(0.45g)后，将溶液在80℃下进一步加热21.5h。GC分析溶液显示仅一个主峰(在19.2min保留时间处)，通过GC/MS分析显示为三芳基产品。
将二硼加成到乙炔上可采用与用于偶联反应(见实施例4)相同的钯催化剂进行。该两个反应通过相同的催化剂催化。
在本说明书和随后的权利要求书中，除非另有说明，单词“包括”(comprise)，或其变异形式如“包括”(comprises)或“包括”(comprising)应理解为是指包括所述整数或步骤或整数或步骤组，但不排除任何其它整数或步骤或整数或步骤组。
本领域技术人员应当意识到，这里所描述的本发明能够进行不同于本文所具体描述的变化和替换。因此，不难理解，本发明包括所有这些变化和替换。本发明还包括本说明书中单独或共同提及或指出的所有步骤、特征、组成和化合物，以及所述步骤或特征中的任何两个或多个的任一和所有组合。
权利要求
1.一种共价偶联有机化合物的方法，包括在第8-11族金属催化剂存在下使具有至少一个碳-碳双键的烯属化合物或具有至少一个碳-碳三键的炔属化合物与二硼衍生物反应形成在相应双键或三键的至少一个碳原子上具有有机硼酸酯残基的有机硼中间体，和将该有机硼中间体与在偶联位置具有卤素或类似卤素的取代基的有机化合物在第8-11族金属催化剂和合适碱存在下反应，使烯属或炔属化合物通过在具有有机硼酸酯残基的碳原子与偶联位置之间的直接键偶联至有机化合物上。
2.根据权利要求1的方法，在一个釜中进行。
3.一种共价偶联有机化合物的方法，包括在第8-11族金属催化剂存在下使具有至少一个碳-碳双键的烯属化合物或具有至少一个碳-碳三键的炔属化合物与二硼衍生物反应形成在相应双键或三键的至少一个碳原子上具有有机硼酸酯残基的有机硼中间体，加入水或水和合适的碱使过量二硼衍生物分解，和将该有机硼中间体与在偶联位置具有卤素或类似卤素的取代基的有机化合物在第8-11族金属催化剂和合适碱存在下反应，使烯属或炔属化合物通过在具有有机硼酸酯残基的碳原子与偶联位置之间的直接键偶联至有机化合物上。
4.根据权利要求2的方法，其中将加入的分解二硼衍生物的碱用于催化偶联反应。
5.一种共价偶联有机化合物的方法，包括在第8-11族金属催化剂存在下使具有至少一个碳-碳双键的烯属化合物或具有至少一个碳-碳三键的炔属化合物与二硼衍生物反应形成在相应双键或三键的至少一个碳原子上具有有机硼酸酯残基的有机硼中间体，加入温和氧化剂分解过量的二硼衍生物，和将该有机硼中间体与在偶联位置具有卤素或类似卤素的取代基的有机化合物在第8-11族金属催化剂和合适碱存在下反应，使烯属或炔属化合物通过在具有有机硼酸酯残基的碳原子与偶联位置之间的直接键偶联至有机化合物上。
6.根据权利要求1的方法，其中烯属化合物选自任选取代的直链、支链或环状烯烃；包括至少一个碳-碳双键的分子、单体和大分子；α，β-不饱和碳化合物；任选取代的直链、支链或环状炔烃，以及包括至少一个碳-碳三键的分子、单体和大分子。
7.根据权利要求6的方法，其中烯属化合物为共轭二烯烃、在烯丙基位置中具有离去基团的有机化合物、或具有相邻双键的有机化合物。
8.根据权利要求1的方法，其中烯属化合物不同于有机化合物。
9.根据权利要求1的方法，其中在与有机化合物反应前将有机硼中间体分离出来。
10.根据权利要求1的方法，其中有机化合物为在偶联位置具有卤素或类似卤素的取代基的芳族或假芳族环化合物。
11.根据权利要求1的方法，其中有机化合物为在乙烯基偶联位置具有卤素或类似卤素的取代基的烯属化合物。
12.根据权利要求1的方法，其中有机化合物为在偶联位置具有卤素或类似卤素的取代基的脂族化合物。
13.根据权利要求1的方法，其中有机化合物为在偶联位置具有卤素或类似卤素的取代基的炔属化合物。
14.根据权利要求1的方法，其中烯属或炔属化合物具有对有机金属化合物呈反应性的取代基。
15.根据权利要求1的方法，其中烯属或炔属化合物具有含活泼氢的取代基。
16.一种制备有机硼衍生物的方法，包括在第8-11族金属催化剂存在下使二硼衍生物与分别具有至少一个碳-碳双键或至少一个碳-碳三键和对有机金属化合物呈反应性的取代基的烯属化合物或炔属化合物反应，这样使有机硼酸酯残基引入相应双键或三键的一个或两个碳原子上。
17.根据权利要求16的方法，其中反应性取代基为含活泼氢的取代基。
18.一种制备有机硼衍生物的方法，包括将在烯丙基取代位置具有离去基团的烯属化合物与二硼衍生物在第8-11族金属催化剂存在下反应，使离去基团被有机硼酸酯残基取代。
19.一种制备有机硼酸衍生物的方法，包括将在烯丙基取代位置具有离去基团和对有机金属化合物呈反应性的取代基的烯属化合物与二硼衍生物在第8-11族金属催化剂存在下反应，使离去基团被有机硼酸酯残基取代。
20.一种制备有机硼中间体的方法，包括将二硼衍生物与具有至少一个碳-碳双键的烯属化合物或具有至少一个碳-碳三键的炔属化合物在第8-11族金属催化剂存在下反应，使有机硼酸酯残基引入相应双键或三键的一个或两个碳原子上。
21.一种制备有机硼酸的方法，包括将通过权利要求20的方法生产的有机硼中间体水解。
22.根据权利要求1、16或18的方法，其中与二硼衍生物的反应在促进剂存在下进行。
23.根据权利要求22的方法，其中促进剂为空气或氧气。
24.根据权利要求1的方法，其中烯属化合物和有机化合物中至少一种具有一个以上的卤素或类似卤素的取代基。
25.根据权利要求2至20中任何一项的方法，其中第8-11族金属催化剂包括钯、镍或铂。
26.根据权利要求25的方法，其中第8-11族金属催化剂为铂催化剂。
27.根据权利要求26的方法，其中铂催化剂为铂配合物。
28.根据权利要求27的方法，其中铂配合物选自Pt3(dba)2、Pt(PPh3)2Cl2、PtCl2、Pt(OAc)2、PtCl2(dppf)CH2Cl2、Pt(PPh3)4和为与铂原子配位的膦配位体、亚磷酸酯配位体或含P和/或N原子的其它合适配位体的配合物的相关催化剂。
29.根据权利要求27或28的方法，其中铂配合物束缚在固体载体上。
30.根据权利要求26的方法，其中铂催化剂选自铂黑，铂-炭和铂簇状体或铂配合物或束缚在固体载体上的铂配合物。
31.根据权利要求25的方法，其中第8-11族金属催化剂为钯催化剂。
32.根据权利要求31的方法，其中催化剂选自钯黑，钯-炭、钯簇状体和多孔玻璃内的钯。
33.根据权利要求25的方法，其中催化剂为镍配合物。
34.根据权利要求33的方法，其中催化剂选自镍黑，阮内镍，镍-炭和镍簇状体或镍配合物或束缚在固体载体上的镍配合物。
35.根据权利要求1至34任何一项的方法，其中二硼衍生物为二硼酸的酯或其它稳定衍生物。
36.根据权利要求1至35任何一项的方法，在质子溶剂存在下进行。
37.根据权利要求1的方法，其中合适的碱选自Li、Na、K、Rb、Cs、铵和烷基铵的芳基和烷基羧酸盐、碳酸盐、氟化物和磷酸盐。
38.根据权利要求1的方法，其中合适的碱选自Li、Na、K、Rb、Cs、铵、烷基铵、Mg、Ca和Ba的芳基和烷基羧酸盐、氟化物、氢氧化物和碳酸盐；Li、Na、K、Rb和Cs的磷酸盐和芳基磷酸盐；Li、Na、K、Rb和Cs的磷酸酯盐；Li、Na、K、Rb和Cs的酚盐；Li、Na、K、Rb和Cs的醇盐；以及氢氧化铊。
39.根据权利要求1的方法，其中偶联步骤的合适碱选自碳酸铯、碳酸钾、磷酸钾和碱金属氢氧化物。
40.根据权利要求1的方法，其中所述烯属化合物和所述有机化合物之一为聚合物。
41.一种按照权利要求40的方法制备的官能化聚合物固体。
42.根据权利要求1的方法，其中将烯属化合物或有机化合物与固体聚合物载体化学键合。
43.一种根据权利要求16至21任何一项的方法制备的链烯硼酸酯中间体。
44.新的有机硼中间体，选自2-[(Z)-2-(5，5-二甲基-1，3，2-二氧杂硼杂己环-2-基)-1，2-二苯基乙烯基]-5，5-二甲基-1，3，2-二氧杂硼杂己环，2-[(Z)-2-(5，5-二甲基-1，3，2-二氧杂硼杂己环-2-基)-1-乙基-1-丁烯基]-5，5-二甲基-1，3，2-二氧杂硼杂己环，2-[(Z)-2-(5，5-二甲基-1，3，2-二氧杂硼杂己环-2-基)-1-苯基-1-丁烯基]-5，5-二甲基-1，3，2-二氧杂硼杂己环，(Z)-2，3-双(4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二氧杂硼杂戊环-2-基)-2-壬烯酸甲酯，(E)-4-苯基-3-(4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二氧杂硼杂戊环-2-基)-3-丁烯-2-酮，(Z)-4-苯基-4-(4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二氧杂硼杂戊环-2-基)-3-丁烯-2-酮，2-[(E)-1-(1-环己烯-1-基)-2-(4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二氧杂硼杂戊环-2-基)乙烯基]-4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二氧杂硼杂戊环，1-[(E)-1，2-双(4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二氧杂硼杂戊环-2-基)乙烯基]环己醇，(E)-N，N-二甲基-2，3-双(4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二氧杂硼杂戊环-2-基)-2-丙烯-1-胺，(E)-3-乙基-1，2-双(4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二氧杂硼杂戊环-2-基)-1-戊烯-3-胺，(E)-N，N-二(2-丙炔基)-2，3-双(4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二氧杂硼杂戊环-2-基)-2-丙烯-1-胺，4，4，5，5-四甲基-2-[3-(4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二氧杂硼杂戊环-2-基)双环[2.2.1]庚-2-基]-1，3，2-二氧杂硼杂戊环，4，4-二甲基-3-(4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二氧杂硼杂戊环-2-基)环己酮，4，4-二甲基-3-(4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二氧杂硼杂戊环-2-基)环己酮，4-苯基-4-(4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二氧杂硼杂戊环-2-基)-2-丁酮，4-苯基-4-(4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二氧杂硼杂戊环-2-基)-2-丁酮，4，4，5，5-四甲基-2-[4-(4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二氧杂硼杂戊环-2-基)-2-环己烯-1-基]-1，3，2-二氧杂硼杂戊环，(Z)-1，5-二苯基-5-(4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二氧杂硼杂戊环-2-基)-1-戊烯-3-酮，3-苯基-3-(4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二氧杂硼杂戊环-2-基)丙醛，4，4，5，5-四甲基-2-[8-(4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二氧杂硼杂戊环-2-基)-2，4，6-环辛三烯-1-基]-1，3，2-二氧杂硼杂戊环，4，4，5，5-四甲基-2-[6-(4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二氧杂硼杂戊环-2-基)-2，4，7-环辛三烯-1-基]-1，3，2-二氧杂硼杂戊环，4，4，5，5-四甲基-2-[8-(4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二氧杂硼杂戊环-2-基)-4-环辛烯-1-基]-1，3，2-二氧杂硼杂戊环，4，4，5，5-四甲基-2-[9-(4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二氧杂硼杂戊环-2-基)三环[5.2.1.02，6]癸-3-烯-8-基]-1，3，2-二氧杂硼杂戊环，4，4，5，5-四甲基-2-[3-(4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二氧杂硼杂戊环-2-基)三环[5.2.1.02，6]癸-8-烯-4-基]-1，3，2-二氧杂硼杂戊环，4，4，5，5-四甲基-2-(4-甲基环己基)-1，3，2-二氧杂硼杂戊环，4，4，5，5-四甲基-2-(3-甲基环己基)-1，3，2-二氧杂硼杂戊环，4，4，5，5-四甲基-2-[(E)-2-(4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二氧杂硼杂戊环-2-基)-1-辛烯-7-炔基]-1，3，2-二氧杂硼杂戊环，4，4，5，5-四甲基-2-[(1E，7E)-2，7，8-三(4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二氧杂硼杂戊环-2-基)-1，7-辛二烯基]-1，3，2-二氧杂硼杂戊环，2-[(Z)-1-丁基-2-(4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二氧杂硼杂戊环-2-基)-1-辛烯-3-炔基]-4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二氧杂硼杂戊环，2-[(1Z，3Z)-1-丁基-2，3，4-三(4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二氧杂硼杂戊环-2-基)-1，3-辛二烯基]-4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二氧杂硼杂戊环，2-[(Z)-2-(4H-1，3，2-苯并二氧杂硼杂己环-2-基)-1，2-二苯基乙烯基]-4H-1，3，2-苯并二氧杂硼杂己环，2-[(Z)-1，2-二苯基-2-(4，4，6-三甲基-1，3，2-二氧杂硼杂己环-2-基)乙烯基]-4，4，6-三甲基-1，3，2-二氧杂硼杂己环，2-[(Z)-2-(5，5-二乙基-1，3，2-二氧杂硼杂己环-2-基)-1，2-二苯基乙烯基]-5，5-二乙基-1，3，2-二氧杂硼杂己环，(2-{(Z)-2-[4-(苯氧基甲基)-1，3，2-二氧杂硼杂戊环-2-基]-1，2-二苯基乙烯基}-1，3，2-二氧杂硼杂戊环-4-基)甲基苯基醚，(1S，2S，6R，8S)-4-{(Z)-1，2-二苯基-2-{(1R，2R，6S，8S)-2，9，9-三甲基-3，5-二氧杂-4-硼杂三环[6.1.1.02，6]癸-4-基}乙烯基}-2，9，9-三甲基-3，5-二氧杂-4-硼杂三环[6.1.1.02，6]癸烷，(3aR，6aS)-2-{(Z)-2-[(3aR，6aS)四氢-3aH-环戊二烯并[d][1，3，2]二氧杂硼杂环戊烯-2-基]-1，2-二苯基乙烯基}四氢-3aH-环戊二烯并[d][1，3，2]二氧杂硼杂环戊烯，(3aR，6aS)-2-{(Z)-2-[(3aR，6aS)四氢呋喃并[3，4-d][1，3，2]二氧杂硼杂环戊烯-2-基]-1，2-二苯基乙烯基}四氢呋喃并[3，4-d][1，3，2]二氧杂硼杂环戊烯，2-[(Z)-1，2-二苯基-2-(4-苯基-1，3，2-二氧杂硼杂戊环-2-基)乙烯基]-4-苯基-1，3，2-二氧杂硼杂戊环，(3aR，7aS)-2-{(Z)-2-[(3aR，7aS)六氢-1，3，2-苯并二氧杂硼杂环戊烯-2-基]-1，2-二苯基乙烯基}六氢-1，3，2-苯并二氧杂硼杂环戊烯。
45.根据权利要求1的方法，其中形成的有机硼中间体在相应双键或三键的各个碳原子上具有有机硼酸酯残基。
46.根据权利要求45的方法，其中将反应混合物在碱存在下加热，使一些或所有有机硼中间体进行单硼氢化。
47.根据权利要求1的方法，其中二硼衍生物为一种对映体比另一种呈对映体过量的手性，这样形成的有机硼中间体为呈对映体过量的手性。
48.根据权利要求47的方法，其中有机硼中间体的手性导致具有手性和一种对映体比另一种呈对映体过量的偶联产品。
49.根据权利要求1或16至19任何一项的方法，其中二硼衍生物为一种对映体比另一种呈对映体过量的手性，这样形成的有机硼中间体为一种对映体比另一种呈对映体过量的手性。
全文摘要
本发明涉及一种共价偶联有机化合物的方法,包括:在第8－11族金属催化剂存在下使具有至少一个碳－碳双键的烯属化合物或具有至少一个碳－碳三键的炔属化合物与二硼衍生物反应形成在相应双键或三键的至少一个碳原子上具有有机硼酸酯残基的有机硼中间体,和将该有机硼中间体与在偶联位置具有卤素或类似卤素的取代基的有机化合物在第8－11族金属催化剂和合适碱存在下反应,使烯属或炔属化合物通过具有有机硼酸酯残基的碳原子与偶联位置之间的直接键偶联至有机化合物上。本发明还涉及一种制备有机硼衍生物的方法,包括将在烯丙基位置具有离去基团的烯属化合物与二硼衍生物在第8－11族金属催化剂存在下反应,使离去基团被有机硼酸酯残基取代。本发明进一步涉及有机硼中间体和其制备方法。
文档编号C07B37/00GK1333777SQ99813299
公开日2002年1月30日 申请日期1999年10月14日 优先权日1998年10月14日
发明者S·M·马库西欧, M·罗多普罗斯, H·威戈尔德, P·奥斯瓦斯 申请人:联邦科学和工业研究组织