簡(jiǎn)介

4-三氟甲基苯硼酸作為一種化學(xué)原料，還可以與鹵代芳烴或烯烴在鉑、鈀等金屬催化下發(fā)生鈴木偶合反應(yīng)，形成C-C鍵將芳香烴或烯烴連接在一起。其后又逐漸發(fā)展出非過(guò)渡金屬催化的反應(yīng)體系[1]。4-三氟甲基苯硼酸的動(dòng)態(tài)性還被用于改性熱固性樹(shù)脂。將苯硼酸基團(tuán)引入酚醛樹(shù)脂后，能保持原來(lái)樹(shù)脂的機(jī)械性能，但用乙醇等有機(jī)溶劑處理時(shí)，樹(shù)脂能再次溶解，可以二次加工利用并恢復(fù)原來(lái)樹(shù)脂的性能，從而解決了熱固性樹(shù)脂的回收再利用問(wèn)題。

圖1 4-三氟甲基苯硼酸的結(jié)構(gòu)式。

合成

圖2 4-三氟甲基苯硼酸的合成路線[2]。

在直徑為15mm的PTFE平底試管中，向有機(jī)三氟硼酸鉀（5.28 x 10-5 mol）和玻璃粉末（3級(jí)，20 mg）中加入THF（6 mL）和三氟化苯（10μL）的預(yù)熱（55°C）溶液。加入Cs2CO3（1.58 x 10-4 mol）在水（0.6 mL）中的溶液，然后立即將樣品（0.3 mL）移到預(yù)冷卻（0°C）PTFE襯里的NMR管中。根據(jù)底物的不同，在55°C下以500 rpm攪拌反應(yīng)6-168小時(shí)。定期將樣品移入預(yù)冷（0°C）PTFE內(nèi)襯NMR管中。通過(guò)19F NMR光譜分析每個(gè)樣品，并在25°C下進(jìn)行128次掃描。R-BF3K峰的積分根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了歸一化，并通過(guò)與假定為已知初始濃度的“0秒”時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行比較來(lái)計(jì)算濃度。使用11B NMR來(lái)確認(rèn)已發(fā)生向適當(dāng)硼酸的轉(zhuǎn)化。最終確證所得化合物為4-三氟甲基苯硼酸，產(chǎn)率為97。合成路線如圖2所示。

圖3 4-三氟甲基苯硼酸的合成路線[3]。

在配有磁力攪拌器和隔膜的干燥氬氣沖洗Schlenk燒瓶中加入鎂屑（122.0 mg，5.0 mmol）。加入LiCl（5.0 ml，0.5 M THF溶液，2.5 mmol），用DIBAL-H（20.0μl，1M甲苯溶液，0.02 mmol）活化鎂。攪拌5分鐘后，在室溫下一份加入溴代芳基（2.0mmol）。在0°C下加入硼酸三甲酯（448.0μl，4.0 mmol）之前，將反應(yīng)混合物攪拌指定時(shí)間。然后用0.1N HCl淬滅混合物并用EtOAc萃取。將提取物用Na2SO4干燥并濃縮。殘留物通過(guò)結(jié)晶純化。使用步驟A制備。加入4-溴苯甲醚后，將反應(yīng)混合物在室溫下攪拌15小時(shí)，然后在0℃下加入硼酸三甲酯（448.0μl，4.0 mmol）。然后用0.1N HCl淬滅混合物并用EtOAc萃取。將提取物用Na2SO4干燥并濃縮。殘余物從H2O中重結(jié)晶。使用步驟A制備。加入4-（三氟甲基）-溴苯后，將反應(yīng)混合物在0℃下攪拌30分鐘，然后在0℃加入硼酸三甲酯（448.0μl，4.0 mmol）。然后用0.1N HCl淬滅混合物并用EtOAc萃取。將提取物用Na2SO4干燥并濃縮。殘余物從H2O中重結(jié)晶。得到4-三氟甲基苯硼酸，產(chǎn)率91%。1H-NMR（DMSO-d6，400 MHz）：δ[ppm]=7.68（d，J=8.1 Hz，2H），8.00（d，J=8.1 Hz、2H）、8.31（bs，2H；13C-NMR（DMSO-d6，100 MHz）：δ[ppm]=123.9（q，J=3.7 Hz），124.4（q，J=269.6 Hz），130.2（q，J=30.9 Hz），134.7；11B-NMR（DMSO-d6，128 MHz）：δ[ppm]=26.3；19F-NMR（DMSO-d6，376MHz）：δ[ppm]=-61.80。合成路線如圖3所示。

圖4 4-三氟甲基苯硼酸的合成路線[4]。

1.0 mmol HBpin、0.006 mmol納米Ir（0）、0.01 mmol堿、5 mL苯（或苯-d6）和2mL二氯甲烷和離子液體[THTdP][MS]。反應(yīng)在80°C的溫度下進(jìn)行20小時(shí)。硼化反應(yīng)后，在減壓下除去溶劑，并加入乙醚（2×15 mL）以提取硼酸的粗混合物。用去離子水洗滌含有納米Ir（0）的離子液相，并在減壓下干燥以進(jìn)行后續(xù)操作。硼化后，在減壓下除去溶劑。水解之前，加入乙醚（2×15 mL）以溶解所得殘余物，然后加入20 mL 10%HCl（aq），并將混合物攪拌4小時(shí)。形成兩層，分離有機(jī)層并用無(wú)水MgSO4干燥。減壓除去溶劑，并用快速柱色譜（SiO2）純化殘余產(chǎn)物以獲得苯基硼酸，其通過(guò)NMR光譜證實(shí)。對(duì)于催化劑循環(huán)運(yùn)行，在硼化反應(yīng)和除去溶劑后，用乙醚萃取硼砂粗產(chǎn)物并通過(guò)潷析分離。含有納米Ir（0）的離子液體殘留物可用于未來(lái)的運(yùn)行。得到4-三氟甲基苯硼酸，收率89%；收益率1.5%。合成路線如圖4所示。

用途

4-三氟甲基苯硼酸類材料還可以用于硼中子捕獲療法（BNCT）。其中，硼-10具有非常高的熱中子截面，能被低能的中子或熱中子激發(fā)。激發(fā)態(tài)的硼核能夠衰減為α粒子Li原子。其中，α粒子能夠殺死富氧細(xì)胞、乏氧細(xì)胞和G期細(xì)胞，但其滲透深度只有幾個(gè)微米，約為正常細(xì)胞直徑的一半[5]。通常來(lái)說(shuō)，硼元素中硼-10天然豐度約為20%，能夠滿足BNCT治療的劑量需求，因此該療法的障礙在于如何將硼元素聚集在目標(biāo)位置，或者說(shuō)遞送到腫瘤細(xì)胞內(nèi)部。傳統(tǒng)方法中，采用納米技術(shù)遞送籠狀碳硼烷，通過(guò)EPR效應(yīng)（即實(shí)體瘤的高通透性和滯留效應(yīng)）在腫瘤部位富集。然而，籠狀碳硼烷的合成及修飾需要復(fù)雜的過(guò)程[6]。為此，研究者們利用便于鍵接和功能化的高硼含量的有機(jī)物4-三氟甲基苯硼酸來(lái)進(jìn)行BNCT研究，并取得了良好的效果。

參考文獻(xiàn)

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