常用还原剂——硼化钴(Co₂B)

KingDraw 2023-12-01 10:04:53

硼化钴(Co₂B)

【英文名称】 Cobalt Boride

【分子式】 BCo₂

【分子量】 127.8

【CAS号】 12045-01-1

【物理性质】黑色颗粒状固体,mp 1265 ℃。不溶于碱性水溶液和大多数有机溶剂,与碱的水溶液反应。

【制备和商品】国际大型试剂公司有销售,通常为 Co₂B 和 Co₃B 的混合物,但组成不定。该商品混合物的CAS号为 12619-68-0。实验室也可由 CoCl₂ 在 0 ℃ 下与过量的 NaBH₄ 反应制备。

【注意事项】在固体状态下稳定。对人体有毒,应小心操作。

在有机合成中,该试剂通常作为还原反应中的催化剂,与一些还原剂搭配使用把腈还原成相应的胺。也可用于烯烃的选择性还原及一些炔、酮类化合物等底物的还原。在少数情况下也可以单独使用。

在碘苯和溴苯自身还原偶联反应中,活化的金属镍粉末是一种由 CoCl₂ 和 NaBH₄ 反应制备的硼化钴是 Co₂B 和 Co₃B 的混合物,其组成取决于制备的条件(例如:温度、溶剂)。制备过程中附着在硼化钴表面上的无机盐(例如:氯化钠)数量对该试剂的选择性有很大的影响。非常简单有效的试剂。如下图所示:与铜试剂诱导的 Ullmann 反应相比较,镍粉催化的反应具有条件更温和和活性更高的优点。

对于一些用 NaBH₄ 很难还原的底物,加入硼化物(例如:Co₂B 或 Ni₂B)就能被还原。其中 Co₂B/NaBH₄  体系的活性最高,应用也最广。在温和的条件下,苯腈能被 Co₂B/NaBH₄ 还原成相应的胺,此反应在药物合成方面应用非常广泛,Gemma 等在合成螺杂环化合物时,巧妙地使用 Co₂B/NaBH₄ 将氰基还原得到重要的合成中间体,如果底物分子中还带有酯基的话,还原得到的氨基还能进一步与酯基发生反应生成内酰胺。

Co₂B/NaBH₄ 体系能对一些底物进行选择性还原,例如:把氰基取代的丁二烯中的氰基和其中一个双键还原。如果用 NaBH₄ 作还原剂则得到双键被还原的产物,而氰基不被还原。

硼化钴还能与其它还原试剂搭配使用。Co₂B/H₂ 也可以实现烯烃的选择性还原,例如:把柠檬烯中的环外双键还原,得到 1-甲基-4-异丙基环己烯。在催化量的硼化钻参与下,BH(OMe)₂ 能把烯、醛、腈及酮还原,例如:2-辛酮被还原成 2-辛醇。Co₂B/tBuNH₂•BH₃ 对腈的还原有很好的活性和选择性,且不需要太多过量的 tBuNH₂•BH₃。这可能是因为它在反应中分解释放氢的速率比 NaBH₄ 要慢。此体系对烯烃、炔烃和酰胺的还原效果不太理想。

在少数情况下,硼化钴也可以单独使用。以氨水作溶剂,硼化钴能高效地把硝基还原成氨基。

摘自:《现代有机合成试剂——还原反应试剂》,胡跃飞主编。

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