锂配合物在腈的硼氢化反应中的应用的制作方法

本发明涉及一种锂化合物及其在有机合成领域中的应用，具体涉及一种脱质子β-酮亚胺锂化合物、其制备方法及其在腈的硼氢化反应中的应用。

背景技术：

硼氢化反应在现代金属化学和农用化学品的生产中得到广泛应用。有机硼化合物在碳-碳和碳-杂原子键形成反应中充当多用途前体，例如suzuki-miyaura反应和chan-lam交叉耦合。各种不饱和键的硼氢化已被广泛地探索，腈的硼氢化近年来受到越来越多的关注。在不饱和官能团中，有机腈中的c≡n键因其较高的键解离能（179.3kcal/mol，750.0kj/mol）而被认为是非常稳定的。因此，c≡n键的惰性使腈在没有催化剂的情况下难以进行硼氢化。c≡n键的硼氢化被认为是还原腈的有效方法，2018年，王绍武课题组报道了一种有酰胺官能化n-杂环卡宾（nhc）稀土金属酰胺配合物[(κ²-n，o-κ¹-l)2ren(sime3)2]可以高效催化腈的硼氢化还原[huang,z.;wang,s.;zhu,x.;yuan,q.;wei,y.;zhou,s.andmu,x.inorg.chem.2018,57,15069.]。

β-酮亚胺作为一类重要的非茂基配体，具有易于合成，其电荷及空间效应可通过α位及β位的取代基的改变得以方便调控，以及可以通过多种配位方式与金属配位，从而形成结构多样性的金属配合物等特点。然而，与β-二亚胺阴离子配体在有机金属化学上的研究相比，β-酮亚胺阴离子配体的应用研究却较少。关于双负离子β-酮亚胺配体的化合物(配合物)及其应用于硼氢化反应迄今为止没有报道。

技术实现要素：

本发明的发明目的是提供新的锂配合物的应用，其可以催化腈和频哪醇硼烷制备氨基硼酸酯，由于结构简单易得，同时具有高的催化活性，较低的催化剂用量，有好的底物适用范围。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：锂配合物在催化腈和硼烷反应制备氨基硼酸酯中的应用；所述催化剂的化学结构式如下：

本发明还公开了制备氨基硼酸酯的方法，包括以下步骤，以腈和硼烷为原料，在催化剂存在下，反应制备氨基硼酸酯。

上述技术方案中，制备氨基硼酸酯的具体方法为，室温～60^oc下，在氮气氛围下，在催化剂存在下，将硼烷和腈搅拌反应2～3小时，然后接触空气终止反应，得到不同取代基的氨基硼酸酯。

上述技术方案中，所述的硼烷为频哪醇硼烷；所述腈为苯甲腈、对溴苯甲腈、对甲氧基苯甲腈。

上述技术方案中，所述催化剂的用量为腈的摩尔量的1%，所述硼烷和腈的摩尔比为2.2:1。

上述技术方案可表示如下：

产物中的取代基r来自腈。

本发明中，上述催化剂锂配合物的制备方法包括以下步骤，将小分子有机锂溶液与配体溶液混合，然后反应，得到催化剂锂配合物；所述配体的化学结构式如下：

。

本发明中，小分子有机锂溶液中，小分子有机锂包括正丁基锂，溶剂为烷基溶剂，比如己烷；配体溶液中，溶剂为醚类溶剂，比如四氢呋喃。

本发明，小分子有机锂与配体的摩尔比为4∶1，该比例在β-酮亚胺阴离子配体的合成应用中未曾报道过。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

有机锂试剂比如正丁基锂存储需要严格的条件，比如通风、干燥、防水、防热，而且使用时对实验人员有危害，本发明公开的脱质子苯基桥连-酮亚胺锂化合物存储简易，常规放在玻璃瓶中，放入常规试剂柜即可，可以一次大量制备，后续直接使用，使用时对实验人员无害。本发明利用首次公开的锂配合物催化腈和频哪醇硼烷的硼氢化反应，从而开发出一类高效的催化硼氢化反应的催化剂，其结构简单，合成容易，可以在60^oc条件下高活性的催化腈和硼烷的硼氢化反应，催化剂用量仅为腈摩尔量的1%，反应可达90%以上的收率，与已有的催化体系相比，降低了催化剂用量，温度较温和，并且产率较高。

具体实施方式

本发明涉及的原料都是市售产品，在本发明制备方法下，具体的操作步骤、提纯方法以及测试方法都是本领域常规方法；比如：

硼酸酯的提纯方法：反应结束后，将反应瓶中的反应混合液过滤，滤液放入真空干燥箱中，通过减压除去过量的频哪醇硼烷和溶剂thf，得到纯的硼酸酯产物。

内标计算收率：

本发明的催化剂来自于申请人同日提交的另一篇发明申请，发明名称为一种脱质子β-酮亚胺锂化合物及其制备方法。

合成例

间苯基桥连β-酮亚胺配体(l^phh2)的合成

在三颈瓶中加入150ml无水乙醇，10.8g间苯二胺(100mmol)，20.5ml乙酰丙酮(200mmol)，催化量对甲苯磺酸，加热回流24小时，得到红棕色液体及淡黄色固体混合物，抽滤，固体用无水乙醇重结晶，得淡黄色针状晶体24.5g，得率90%，为配体l^phh2。¹hnmr(400mhz,cdcl3)：δ12.47(2h,s,nh)，7.32-7.27(1h,m,arh),6.94-6.91(2h,m,arh),6.86(1h,s,arh),5.21(2h,s,ch=c(ch3)n)，2.10(6h,s,ch3)，2.01(6h,s,ch3)。¹³cnmr(101mhz,cdcl3):δ196.54(coch3),159.62(c=ch),139.63(ar-c),129.71(ar-c),121.45(ar-c),120.43(ar-c),98.20(=ch),29.25(ch3),19.94(ch3)。hrms(esi-ms)calcd.forc16h20n2o2[m+h]⁺:273.1558,found:273.1633。

脱质子苯基桥连β-酮亚胺锂化合物[l^ph’li4(thf)4]2的合成

l^phh2+4n-buli→1/2[l^ph’li4(thf)4]2+4n-buh↑

在冰浴条件下，将正丁基锂的己烷溶液(19.40mmol,2.5m)加入到l^phh2(4.85mmol)的四氢呋喃溶液中，溶液由淡黄色清液逐渐变为浅桔红色浊液，1分钟加完之后，在室温下反应12h；反应结束后，对反应液加热（100^oc）使其变成桔红色清液，清液浓缩至浑浊后离心，将上层清液继续浓缩至碎晶产生，加热溶解，然后自然冷却至室温，封瓶，室温下静置1h，析出淡黄色晶体[l^ph’li4(thf)4]2{l^ph’=c6h4[n(ch3)c=chco=ch2]2}，常规分离干燥，得到2.13g产物，产率75%，熔点：194.6-196.7^oc。¹hnmr(400mhz,c2d6so)：δ7.60-7.13(2h,m,arh),7.00-6.96(2h,m,arh),6.09(2h,s),4.55(4h,s)，1.69-1.66(6h,m)。¹³cnmr(101mhz,c2d6so):δ179.53,163.77,154.04,129.35,127.83,117.68,116.40,95.55,28.88,21.95。ir(kbr):2972.71,2869.81,1590.41,1500.86,1468.03,1412.07,1360.89,1318.03,1280.73,1238.47,1146.11,1053.76,1019.62,970.28,924.75,887.93,806.76,748.66,699.55,643.56。

化合物[l^ph’li4(thf)4]2：

本发明将该化合物应用于腈的硼氢化反应中，当以1mol%脱质子苯基桥连β-酮亚胺锂化合物为催化剂，反应温度为25-60^oc，反应时间为2～3小时，可以实现腈和频哪醇硼烷的高效还原。

实施例一：[l^ph’li4(thf)4]2催化苯甲腈和频哪醇硼烷的还原反应

在惰性气体氛围下，向经过脱水脱氧处理后的反应瓶中加入催化剂5.84mg（0.005mmol），用移液枪依次加入苯甲腈(64.4μl,0.5mmol)，频哪醇硼烷(159.6μl,1.1mmol)，thf(200μl),在60^oc反应120min后，以均三甲苯(69.6μl,0.5mmol)为内标，搅拌均匀后，用滴管吸取一滴于核磁管中，加入cdcl3配成溶液。经计算¹h谱产率为96%。产物的核磁数据:¹hnmr(400mhz,cdcl3)δ7.31-7.14(m,5h,arch),4.23(s,2h,nch2),1.18(s,24h,obpin)。

对比例

催化剂更换为同摩尔量的：

在惰性气体氛围下，向经过脱水脱氧处理后的反应瓶中加入催化剂1.08mg（0.005mmol），用移液枪依次加入苯甲腈(64.4μl,0.5mmol)，频哪醇硼烷(159.6μl,1.1mmol)，thf(200μl),在60^oc反应120min后，以均三甲苯(69.6μl,0.5mmol)为内标，搅拌均匀后，用滴管吸取一滴于核磁管中，加入cdcl3配成溶液。经计算¹h谱产率为23%。

实施例二：[l^ph’li4(thf)4]2催化苯甲腈和频哪醇硼烷的还原反应

在惰性气体氛围下，向经过脱水脱氧处理后的反应瓶中加入催化剂5.84mg，用移液枪依次加入苯甲腈(64.4μl,0.5mmol)，频哪醇硼烷(159.6μl,1.1mmol)，thf(200μl),在室温（25℃）反应24h后，以均三甲苯(69.6μl,0.5mmol)为内标，搅拌均匀后，用滴管吸取一滴于核磁管中，加入cdcl3配成溶液。经计算¹h谱产率为76%。

实施例三：[l^ph’li4(thf)4]2催化对溴苯甲腈和频哪醇硼烷的还原反应

在惰性气体氛围下，向经过脱水脱氧处理后的反应瓶中加入催化剂5.84mg，用移液枪依次加入对溴苯甲腈(91.01mg,0.5mmol)，频哪醇硼烷(159.6μl,1.1mmol)，thf(200μl),在60^oc反应120min后，以均三甲苯(69.6μl,0.5mmol)为内标，搅拌均匀后，用滴管吸取一滴于核磁管中，加入cdcl3配成溶液。经计算¹h谱产率为97%。产物的核磁数据:¹hnmr(400mhz,cdcl3)δ7.34(d,j=8.3hz,2h,arh),7.18(d,j=8.3hz,2h,arh),4.16(s,2h,nch2),1.18(s,24h,obpin)。

实施例四：[l^ph’li4(thf)4]2催化对甲氧基苯甲腈和频哪醇硼烷的还原反应

在惰性气体氛围下，向经过脱水脱氧处理后的反应瓶中加入催化剂5.84mg，用移液枪依次加入对溴苯甲腈(66.58mg,0.5mmol)，频哪醇硼烷(159.6μl,1.1mmol)，thf(200μl),在60^oc反应120min后，以均三甲苯(69.6μl,0.5mmol)为内标，搅拌均匀后，用滴管吸取一滴于核磁管中，加入cdcl3配成溶液。经计算¹h谱产率为64%。

实施例五：[l^ph’li4(thf)4]2催化对甲氧基苯甲腈和频哪醇硼烷的还原反应

在惰性气体氛围下，向经过脱水脱氧处理后的反应瓶中加入催化剂5.84mg，用移液枪依次加入对溴苯甲腈(66.58mg,0.5mmol)，频哪醇硼烷(159.6μl,1.1mmol)，thf(200μl),在60^oc反应180min后，以均三甲苯(69.6μl,0.5mmol)为内标，搅拌均匀后，用滴管吸取一滴于核磁管中，加入cdcl3配成溶液。经计算¹h谱产率为94%。产物的核磁数据:¹hnmr(400mhz,cdcl3)δ7.57(d,j=9.0hz,2h,arh),6.94(d,j=6.9hz,2h,arh),4.15(s,2h,nch2),3.76(s,3h,och3),1.19(s,24h,obpin)。