四氟环丙烷基钾(Potassium cyclopropyltrifluoroborate)在空气/水分稳定性,具有抗质子脱硼能力。环丙基作为一种高张力的三元环结构,因其独特的电子效应和构象刚性,在药物化学和天然产物合成中具有重要应用。

四氟环丙烷基钾
与萘基甲磺酸酯偶联反应
在萘基甲磺酸酯与四氟环丙烷基钾的反应中系统筛选了配体和催化剂。使用RuPhos(2-二环己基膦基-2',6'-二异丙氧基-1,1'-联苯)作为配体,搭配Pd(OAc)₂催化剂,在t-BuOH/H₂O(1:1)混合溶剂和K₃PO₄碱性条件下,可实现目标产物的完全转化,分离产率达87%。对于电子贫的芳基甲磺酸酯,改用PdCl₂(COD)作为催化剂可减少磺酸酯水解副反应,但产率提升有限。
底物适用性与官能团耐受性
该反应对多种官能团表现出良好的耐受性,包括甲氧基、氰基、酯基、苯甲酰基等。电子富集底物4-甲氧基苯基甲磺酸酯反应生成相应环丙基苯,产率达96%;电子贫底物4-氰基-2-甲氧基苯基甲磺酸酯偶联产率为49%,虽受水解竞争影响,但仍证明了反应的普适性;杂芳基底物喹啉-6-基甲磺酸酯与四氟环丙烷基钾反应,通过PdCl₂(COD)催化可获得94%产率的目标产物,而苯并噻唑、二苯并呋喃等杂环底物产率介于72%-93%之间。反应规模放大至4.5 mmol时,催化剂用量可从5 mol%降至0.5 mol%,产率保持在 91%,且在更高浓度(0.25 M)下效率不变。
机理与难点
反应通过钯催化的C-O键活化启动,甲磺酸酯首先与钯配位形成活性中间体,随后与环丙基三氟硼酸钾发生转金属化,经还原消除生成偶联产物。对于杂芳基底物,氮原子可能与钯配位抑制催化循环(喹啉-8-基甲磺酸酯产率仅46%),需通过调整催化剂或配体克服。
优势
传统的环丙基硼酸易发生质子脱硼,限制了其在反应中的应用。而四氟环丙烷基钾的化学稳定性使其在多种反应条件下保持结构完整。此外,该试剂可与芳基卤化物、磺酸酯等亲电试剂发生高效偶联,尤其适用于对传统硼试剂耐受性差的底物。其与芳基氯化物的偶联反应可在温和条件下实现高产率转化。相较于传统使用的三氟甲磺酸酯(成本高、稳定性差),甲磺酸酯具有原子经济性、易制备和高稳定性等优势[1]。
参考文献
[1]A G M ,Floriane B ,K T N .Cross-coupling of mesylated phenol derivatives with potassium cyclopropyltrifluoroborate.[J].The Journal of organic chemistry,2011,76(19):8126-30.