苯基化试剂之苯基三氟硼酸钾

苯基三氟硼酸钾

苯基化试剂（五）

基本信息

【英文名称】 Potassium phenyl trifluoroborate

【分子式】 C6H5BF3K

【分子量】 184.00

【CAS 登录号】 [153766-81-5]

【结构式】

【物理性质】白色固体，mp 250 oC (分解)。溶于丙酮，微溶于乙腈。

【制备和商品】国内外试剂公司均有售。可由苯硼酸与 KHF2 反应制得 (式 1)[2]。2012 年，Lloyd-Jones 等人使用 KF 和酒石酸代替KHF2，发展了一种制备该试剂的简便方法 (式2)[3]。纯化方法：将其溶于热的丙酮，然后用乙醚沉淀得到，或用乙腈重结晶。

【注意事项】该试剂在空气中稳定，具有腐蚀性。

各类反应

苯基三氟硼酸钾是一种稳定的晶体，与苯硼酸的使用方式相似。与其它有机硼试剂相比，苯基三氟硼酸钾具有容易制备、稳定以及更高的反应性等优点。

Pd 催化的交叉偶联反应

在钯试剂催化下，苯基三氟硼酸钾可以与许多亲电试剂发生交叉偶联反应。例如，使用 Pd(OAc)2 为催化剂，芳基重氮盐与苯基三氟硼酸钾在室温即可完成反应 (式 3)[4]。该反应不需加入碱，如果使用苯环上带有较大位阻的芳基三氟硼酸钾，在体系中加入膦配体有助于提高反应产率。使用氢氧化铝负载的纳米钯催化剂也可使该反应顺利进行[5]。

二芳基碘盐同样可以作为亲电试剂与苯基三氟硼酸钾反应。如式 4 所示[6] ：在Pd(OAc)2 的催化下，该反应可以得到几乎定量的产率。

在碱的存在下，以 Pd(OAc)2 为催化剂，芳基溴代物、缺电子的芳基三氟磺酸酯以及活化的杂环溴代物、氯代物同样可以在不加入配体的情况下与苯基三氟硼酸钾进行偶联 (式5)[7]。对于水溶性的卤代物，反应可以在水溶液中进行。对于位阻较大的富电子的芳基溴代物，需要在体系中加入三苯基膦。非活化的芳基和芳杂环三氟硼酸盐需要使用配合物PdCl2(dppf)·CH2Cl2 作为催化剂 (式 6)[8]。这些反应中都不需隔绝空气。

在 Buchwald’s SPhos 配体的存在下，芳基氯代物也可以与芳基或杂芳环三氟硼酸盐以高产率完成偶联反应 (式 7)[9]。如式 8 所示[10]：3,5-二氯-4-氰基噻唑与苯基三氟硼酸钾的偶联反应选择性地发生在 5-位上。

在体系中加入 Ag2O 和配体可使亲核性较弱的芳基三氟硼酸钾与芳基碘代物反应，得到令人满意的产率 (式 9)[11]。在类似的条件下，苯基三氟硼酸钾与苯甲酰氯的反应也可顺利进行 (式 10)[12]。

在大位阻和富电子膦配体的作用下，芳基三氟甲磺酸酯也可作为亲电试剂与苯基三氟硼酸钾反应 (式 11)[13]。

Rh 催化的加成反应

在Rh(Ⅰ) 催化剂的作用下，芳基三氟硼酸钾可与烯酮、脱氢氨基酸酯、α,β-不饱和酰胺以及α,β-不饱和酯等化合物发生 1,4-加成反应。该类反应需在含水体系中才能转化完全。许多情况下，与使用芳硼酸的反应相比，使用芳基三氟硼酸钾的反应能够获得更高的产率。如式 12 所示[14]：苯基三氟硼酸钾与甲基乙烯基酮的反应能够得到91% 的产率，而当使用苯硼酸时，产率仅有82%。如式 13 所示[15]：在手性配体 (R)-BINAP 的作用下，苯基三氟硼酸钾与环己烯酮的反应，得到几乎定量的产率和 ee 值。在类似的条件下，苯基三氟硼酸钾与脱氢氨基酸酯、α,β-不饱和酰胺以及α,β-不饱和酯等化合物的反应均可得到较好的产率和 ee 值 (式14～式16)[16~18]。

在 Rh(Ⅰ) 催化剂的作用下，芳基三氟硼酸钾可与芳醛发生 1,2-加成反应。如式 17 所示[14]：当使用 Rh(acac)2(CO)2 为催化剂，dppf为配体时，苯基三氟硼酸钾与苯甲醛反应生成二苯甲醇。但当使用 [Ru(CH2CH2)2Cl]2 为催化剂，P(t-Bu)3 为配体时，所生成的芳醇随即被氧化得到芳酮 (式 18)[19]。

Cu 催化的加成反应

在 Cu 催化剂的作用下，芳基三氟硼酸钾可与一级或二级脂肪醇在中性条件下反应生成醚 (式 19)[20]。如果换用芳硼酸进行反应，则所得产率会下降。在类似的条件下，芳基三氟硼酸钾也可与一级、二级脂肪胺或苯胺反应 (式 20)[21]。在该反应中同样不需要加入配体和碱。与醇的反应不同，在与胺的反应中，有时换用芳硼酸会提高反应的产率。

参考文献

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[刘楚龙，清华大学化学系；HYF]