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硼氢化-氧化反应

在有机化学中,硼氢化-氧化反应烯烃硼烷加成,再被氧化生成的两步有机化学反应。[1][2][3] 氢和羟基通过顺式加成生成顺式产物。硼氢化-氧化反应是一个反马氏反应,羟基加成到取代基较少的碳上。在有机合成中,这是一个常用的反应。

反应一般按如下形式进行:

该反应常用四氢呋喃(THF)作为溶剂,有时也用其他的极性非质子溶剂。它分为两步:在第一步中,甲硼烷(BH3)与双键加成生成烷基硼,称为烯烃的硼氢化反应。第二步中,烷基硼在碱性条件下与过氧化氢作用生成醇,BH2基团被氧化为羟基,这一步称为烷基硼的氧化反应。

硼氢化反应

反应中使用的硼烷乙硼烷(B2H6),常温下以有毒无色气体形式存在。在乙硼烷中,有两个氢原子各以一对电子与两个硼原子成BHB氢桥键三中心两电子键)。电子离域使硼原子达到八隅体结构,同时降低了硼的亲电性。由于含有空余的p轨道,乙硼烷是一个强的路易斯酸。由于迅速的二聚反应,并不存在单独的BH3分子。然而,当乙硼烷溶于中时,可以形成稳定的配合物,其中原子或原子作为路易斯碱提供孤对电子与硼形成配位键。这些物质的性质与硼烷相同。BH3的四氢呋喃或乙醚溶液通常比乙硼烷气体使用更方便,因此在实验室中较为常见。

 

硼烷与烯烃的加成是一个协同反应,双键的断裂与新键的生成同时进行。过渡态理论可以更清楚地显示反应的历程:

 

由于该含硼基团将被羟基取代,所以第一步是立体决定的一步。硼将加成在与较少取代基相连的碳上。在过渡态中,多取代的碳上带有少量正电荷,类似碳正离子。一般而言,多取代的碳上带正电荷比少取代的碳稳定。如果硼烷进攻另一个多取代的碳,将是少取代的碳带上正电荷,不利于稳定。但有时在空间位阻的影响下,硼烷也会加成到少取代的碳上。

硼烷将继续进行类似的反应直到所有的三个氢原子被烃基所取代,即一分子硼烷可与三分子烯烃进行反应。所以有时使用只有一个氢原子的硼烷(R2BH)进行反应,例如一种被广泛用于硼氢化反应的硼氢化试剂9-BBN,它与烯烃反应有选择性,可以只进攻位阻较小的双键。

硼烷一般与烯烃进行顺式加成,即加到双键的同一边。例如甲基环戊烯与硼烷生成反式产物。 [4]

氧化反应

在第二步氧化反应中,过氧根离子进攻硼原子。烷基迁移到氧原子上生成构象保持的产物。

 
硼烷的过氧化氢处理

炔烃也可进行硼氢化-氧化反应,产物是。为使反应停留在与一个硼烷加成的一步,通常使用带有较大取代基的硼烷,如二(二仲异戊基)硼烷。[5]在第二步如果与氯胺反应可得到[6]反应可得到相应的卤代烷。使用甲酸可以得到烷烃。

参见

  • 羟汞化反应:另一个使烯烃生成醇的反应。与硼氢化-氧化反应相比,羟汞化反应并不具有立体专一性。同时羟汞化反应是一个马氏反应,生成与硼氢化-氧化反应相反的加成产物。

参考资料

  1. ^ Loudon, Marc G. Addition Reactions of Alkenes.. Organic Chemistry Fourth Edition. New York: Oxford University Press. 2002: 168–172. ISBN 0-19-511999-1. 
  2. ^ Organic Chemistry Help. Hydroboration of alkenes. http://www.chemhelper.com/hydroboration.html (页面存档备份,存于互联网档案馆
  3. ^ Organic Chemistry Portal. Hydroboration (including recent literature). https://www.organic-chemistry.org/namedreactions/brown-hydroboration.shtm (页面存档备份,存于互联网档案馆
  4. ^ Hydroboration. IX. The Hydroboration of Cyclic and Bicyclic Olefins-Stereochemistry of the Hydroboration Reaction Herbert C. Brown, George Zweifel; J. Am. Chem. Soc.; 1961; 83(11); 2544-2551. doi:10.1021/ja01472a027
  5. ^ Catecholborane (1,3,2-benzodioxaorole) as a new, general monohydroboration reagent for alkynes. Convenient synthesis of alkeneboronic esters and acids from alkynes via hydroboration Herbert C. Brown, S. K. Gupta; J. Am. Chem. Soc.; 1972; 94(12); 4370-4371. doi:10.1021/ja00767a072
  6. ^ The Reaction of Organoboranes with Chloramine and with Hydroxylamine-O-sulfonic Acid. A Convenient Synthesis of Amines from Olefins via Hydroboration Herbert C. Brown, Wolfgang R. Heydkamp, Eli Breuer, and William S. Murphy J. Am. Chem. Soc.; 1964; 86(17) pp 3565 - 3566; doi:10.1021/ja01071a036

硼氢化, 氧化反应, 在有机化学中, 是烯烃与硼烷加成, 再被氧化生成醇的两步有机化学反应, 氢和羟基通过顺式加成生成顺式产物, 是一个反马氏反应, 羟基加成到取代基较少的碳上, 在有机合成中, 这是一个常用的反应, 反应一般按如下形式进行, 该反应常用四氢呋喃, 作为溶剂, 有时也用其他的极性非质子溶剂, 它分为两步, 在第一步中, 甲硼烷, 与双键加成生成烷基硼, 称为烯烃的硼氢化反应, 第二步中, 烷基硼在碱性条件下与过氧化氢作用生成醇, bh2基团被氧化为羟基, 这一步称为烷基硼的氧化反应, 目录, 硼氢化. 在有机化学中 硼氢化 氧化反应是烯烃与硼烷加成 再被氧化生成醇的两步有机化学反应 1 2 3 氢和羟基通过顺式加成生成顺式产物 硼氢化 氧化反应是一个反马氏反应 羟基加成到取代基较少的碳上 在有机合成中 这是一个常用的反应 反应一般按如下形式进行 该反应常用四氢呋喃 THF 作为溶剂 有时也用其他的极性非质子溶剂 它分为两步 在第一步中 甲硼烷 BH3 与双键加成生成烷基硼 称为烯烃的硼氢化反应 第二步中 烷基硼在碱性条件下与过氧化氢作用生成醇 BH2基团被氧化为羟基 这一步称为烷基硼的氧化反应 目录 1 硼氢化反应 2 氧化反应 3 参见 4 参考资料硼氢化反应 编辑反应中使用的硼烷为乙硼烷 B2H6 常温下以有毒无色气体形式存在 在乙硼烷中 有两个氢原子各以一对电子与两个硼原子成BHB氢桥键 三中心两电子键 电子的离域使硼原子达到八隅体结构 同时降低了硼的亲电性 由于含有空余的p轨道 乙硼烷是一个强的路易斯酸 由于迅速的二聚反应 并不存在单独的BH3分子 然而 当乙硼烷溶于醚或胺中时 可以形成稳定的配合物 其中氧原子或氮原子作为路易斯碱提供孤对电子与硼形成配位键 这些物质的性质与硼烷相同 BH3的四氢呋喃或乙醚溶液通常比乙硼烷气体使用更方便 因此在实验室中较为常见 硼烷与烯烃的加成是一个协同反应 双键的断裂与新键的生成同时进行 过渡态理论可以更清楚地显示反应的历程 由于该含硼基团将被羟基取代 所以第一步是立体决定的一步 硼将加成在与较少取代基相连的碳上 在过渡态中 多取代的碳上带有少量正电荷 类似碳正离子 一般而言 多取代的碳上带正电荷比少取代的碳稳定 如果硼烷进攻另一个多取代的碳 将是少取代的碳带上正电荷 不利于稳定 但有时在空间位阻的影响下 硼烷也会加成到少取代的碳上 硼烷将继续进行类似的反应直到所有的三个氢原子被烃基所取代 即一分子硼烷可与三分子烯烃进行反应 所以有时使用只有一个氢原子的硼烷 R2BH 进行反应 例如一种被广泛用于硼氢化反应的硼氢化试剂9 BBN 它与烯烃反应有选择性 可以只进攻位阻较小的双键 硼烷一般与烯烃进行顺式加成 即加到双键的同一边 例如甲基环戊烯与硼烷生成反式产物 4 氧化反应 编辑在第二步氧化反应中 过氧根离子进攻硼原子 烷基迁移到氧原子上生成构象保持的产物 硼烷的过氧化氢处理 炔烃也可进行硼氢化 氧化反应 产物是醛或酮 为使反应停留在与一个硼烷加成的一步 通常使用带有较大取代基的硼烷 如二 二仲异戊基 硼烷 5 在第二步如果与氯胺反应可得到胺 6 与溴和碘反应可得到相应的卤代烷 使用甲酸可以得到烷烃 参见 编辑羟汞化反应 另一个使烯烃生成醇的反应 与硼氢化 氧化反应相比 羟汞化反应并不具有立体专一性 同时羟汞化反应是一个马氏反应 生成与硼氢化 氧化反应相反的加成产物 参考资料 编辑 Loudon Marc G Addition Reactions of Alkenes Organic Chemistry Fourth Edition New York Oxford University Press 2002 168 172 ISBN 0 19 511999 1 引文格式1维护 冗余文本 link Organic Chemistry Help Hydroboration of alkenes http www chemhelper com hydroboration html 页面存档备份 存于互联网档案馆 Organic Chemistry Portal Hydroboration including recent literature https www organic chemistry org namedreactions brown hydroboration shtm 页面存档备份 存于互联网档案馆 Hydroboration IX The Hydroboration of Cyclic and Bicyclic Olefins Stereochemistry of the Hydroboration Reaction Herbert C Brown George Zweifel J Am Chem Soc 1961 83 11 2544 2551 doi 10 1021 ja01472a027 Catecholborane 1 3 2 benzodioxaorole as a new general monohydroboration reagent for alkynes Convenient synthesis of alkeneboronic esters and acids from alkynes via hydroboration Herbert C Brown S K Gupta J Am Chem Soc 1972 94 12 4370 4371 doi 10 1021 ja00767a072 The Reaction of Organoboranes with Chloramine and with Hydroxylamine O sulfonic Acid A Convenient Synthesis of Amines from Olefins via Hydroboration Herbert C Brown Wolfgang R Heydkamp Eli Breuer and William S Murphy J Am Chem Soc 1964 86 17 pp 3565 3566 doi 10 1021 ja01071a036 取自 https zh wikipedia org w index php title 硼氢化 氧化反应 amp oldid 68995809, 维基百科,wiki,书籍,书籍,图书馆,

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