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制备硼化芳烃的方法

阅读：148发布：2021-02-28

IPRDB可以提供制备硼化芳烃的方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且提供了一种制备硼化芳族化合物的方法，使芳族底物与催化剂钴络合物和硼化试剂在有效形成硼化芳族化合物的条件下接触。催化剂钴络合物可以是能够催化芳族底物的C‑H活化‑硼化的任何适宜钴(I)或钴(II)络合物。，下面是制备硼化芳烃的方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种制备硼化芳族化合物的方法，包括：使芳族底物与催化剂钴络合物和硼化试剂在有效形成硼化芳族化合物的条件下接触，其中所述催化剂钴络合物不是以下络合物之一：

2.权利要求1的方法，其中所述芳族底物选自取代或未取代的芳基化合物，取代或未取代的六元杂芳族化合物，取代或未取代的五元杂芳族化合物，及其组合。

3.权利要求1或2的方法，其中所述芳族底物是取代或未取代的芳基化合物，所述取代或未取代的芳基化合物包括由式I限定的化合物

其中

A每次出现时分别为氢，卤素，-OR1，-NR2R3，-C(＝O)R4，腈基，C1-C6烷基，C1-C6卤代烷基，或硼酸或硼酸衍生物，

1 2 3

R、R、和R每次出现时各自分别为氢或C1-C6烷基，和R4每次出现时分别为氢，-OR1，-NR2R3，或C1-C6烷基；和其中所述硼化芳族化合物包括由式II限定的化合物

其中A每次出现时如上所述，Y是硼酸或硼酸衍生物。

4.权利要求3的方法，其中所述硼化芳族化合物包括由式II限定的化合物，其中Y是选自以下之一的硼酸衍生物：

5.权利要求1或2的方法，其中所述芳族底物是六元杂芳族化合物，所述六元杂芳族化合物包括由式IIIa、式IIIb、或式IIIc之一限定的化合物

其中

A每次出现时分别为氢，卤素，-OR1，-NR2R3，-C(＝O)R4，腈基，C1-C6烷基，C1-C6卤代烷基，或硼酸或硼酸衍生物，R1、R2、和R3每次出现时各自分别为氢或C1-C6烷基，和

4 1 2 3

R每次出现时分别为氢，-OR，-NRR，或C1-C6烷基；和其中所述硼化芳族化合物包括由式IVa、式IVb、或式IVc之一限定的化合物

其中A每次出现时如上所述，Y是硼酸或硼酸衍生物。

6.权利要求5的方法，其中所述硼化芳族化合物包括由式IVa、式IVb、或式IVc之一限定的化合物，其中Y是选自以下之一的硼酸衍生物：

7.权利要求1或2的方法，其中所述芳族底物是五元杂芳族化合物，所述五元杂芳族化合物包括由式Va或式Vb之一限定的化合物

其中

X是NH，O，或S；

A每次出现时分别为氢，卤素，-OR1，-NR2R3，-C(＝O)R4，腈基，C1-C6烷基，C1-C6卤代烷基，或硼酸或硼酸衍生物，R1、R2、和R3每次出现时各自分别为氢或C1-C6烷基，和R4每次出现时分别为氢，-OR1，-NR2R3，或C1-C6烷基；和其中所述硼化芳族化合物包括由式VIa或式VIb之一限定的化合物

其中A每次出现时如上所述，Y是硼酸或硼酸衍生物。

8.权利要求7的方法，其中所述硼化芳族化合物包括由式VIa或式VIb之一限定的化合物，其中Y是选自以下之一的硼酸衍生物：

9.权利要求1-8任一项的方法，其中所述硼化试剂包含B-B键，B-H键，或其组合。

10.权利要求1-9任一项的方法，其中所述硼化试剂包括以下的一种或多种：

11.权利要求1-10任一项的方法，其中所述催化剂钴络合物包括钴(I)络合物。

12.权利要求1-11任一项的方法，其中所述催化剂钴络合物包括含有双齿配体的钴螯合物。

13.权利要求12的方法，其中所述催化剂钴络合物包括由下式限定的络合物

其中

Z每次出现时独立地为，卤素，C1-C6烷基，或芳基，n是2，

R5每次出现时分别为卤素，-OR7，-NR7R7，-C(＝O)R8，腈基，C1-C6烷基，芳基，或C1-C6卤代烷基，m是0，1，2，3，或4，

R6选自以下：

R7每次出现时分别为氢或C1-C6烷基，和R8每次出现时分别为氢，-OR7，-NR7R7，或C1-C6烷基。

14.权利要求1-11任一项的方法，其中所述催化剂钴络合物包括由下式限定的络合物

其中

Z每次出现时独立地为，卤素，C1-C6烷基，或芳基，n是0，1，2，或3，

E是-CH2-，-C(R10)2-，-NR7-，-S-，或-O-，R5每次出现时分别为卤素，-OR7，-NR7R7，-C(＝O)R8，腈基，C1-C6烷基，芳基，或C1-C6卤代烷基，m是0，1，2，或3，

R7每次出现时分别为氢或C1-C6烷基，R8每次出现时分别为氢，-OR7，-NR7R7，或C1-C6烷基，

9 10

R每次出现时分别为C1-C6烷基，芳基，或-OR ，和R10每次出现时分别为C1-C6烷基或芳基。

15.权利要求1-11任一项的方法，其中所述催化剂钴络合物包括由下式限定的络合物

其中

Z每次出现时独立地为，卤素，C1-C6烷基，或芳基，n是0，1，2，或3，

E是-CH2-，-C(R10)2-，-NR7-，-S-，或-O-，R5每次出现时分别为卤素，-OR7，-NR7R7，-C(＝O)R8，腈基，C1-C6烷基，芳基，或C1-C6卤代烷基，m是0，1，2，或3，

L是-OR10或-NR10R10，7

R每次出现时分别为氢或C1-C6烷基，R8每次出现时分别为氢，-OR7，-NR7R7，或C1-C6烷基，R9每次出现时分别为C1-C6烷基，芳基，或-OR10，和R10每次出现时分别为C1-C6烷基或芳基。

16.权利要求1-11任一项的方法，其中所述催化剂钴络合物包括由下式限定的络合物

其中

Z每次出现时独立地为，卤素，C1-C6烷基，或芳基，n是0，1，2，或3，

E是-CH2-，-C(R10)2-，-NR7-，-S-，或-O-，R5每次出现时分别为卤素，-OR7，-NR7R7，-C(＝O)R8，腈基，C1-C6烷基，芳基，或C1-C6卤代烷基，m是0，1，2，或3，

R7每次出现时分别为氢或C1-C6烷基，R8每次出现时分别为氢，-OR7，-NR7R7，或C1-C6烷基，R9每次出现时分别为C1-C6烷基，芳基，或-OR10，和

R 每次出现时分别为C1-C6烷基或芳基。

17.权利要求1-11任一项的方法，其中所述催化剂钴络合物包括由下式限定的络合物

其中

Z每次出现时独立地为，卤素，C1-C6烷基，或芳基，n是0，1，2，或3，

R5每次出现时分别为卤素，-OR7，-NR7R7，-C(＝O)R8，腈基，C1-C6烷基，芳基，或C1-C6卤代烷基，m是0，1，2，或3，

L是-OR10或-NR10R10，R7每次出现时分别为氢或C1-C6烷基，R8每次出现时分别为氢，-OR7，-NR7R7，或C1-C6烷基，和R10每次出现时分别为C1-C6烷基或芳基。

18.权利要求1-11任一项的方法，其中所述催化剂钴络合物包括由下式限定的络合物

其中

Z每次出现时独立地为，卤素，C1-C6烷基，或芳基，n是0，1，2，或3，

E是-CH2-，-C(R10)2-，-NR7-，-S-，或-O-，R5每次出现时分别为卤素，-OR7，-NR7R7，-C(＝O)R8，腈基，C1-C6烷基，芳基，或C1-C6卤代烷基，m是0，1，2，或3，

R7每次出现时分别为氢或C1-C6烷基，R8每次出现时分别为氢，-OR7，-NR7R7，或C1-C6烷基，

9 10

R每次出现时分别为C1-C6烷基，芳基，或-OR ，和R10每次出现时分别为C1-C6烷基或芳基。

19.权利要求1-11任一项的方法，其中所述催化剂钴络合物包括由下式限定的络合物

其中

Z每次出现时独立地为，卤素，C1-C6烷基，或芳基，n是0，1，2，或3，

E是-CH2-，-C(R10)2-，-NR7-，-S-，或-O-，R5每次出现时分别为卤素，-OR7，-NR7R7，-C(＝O)R8，腈基，C1-C6烷基，芳基，或C1-C6卤代烷基，m是0，1，2，或3，

L是-OR10或-NR10R10，R7每次出现时分别为氢或C1-C6烷基，R8每次出现时分别为氢，-OR7，-NR7R7，或C1-C6烷基，和R10每次出现时分别为C1-C6烷基或芳基。

20.权利要求1-11任一项的方法，其中所述催化剂钴络合物包括由下式限定的络合物

其中

Z每次出现时独立地为，卤素，C1-C6烷基，或芳基，n是0，1，2，或3，

5 7 7 7 8

R每次出现时分别为卤素，-OR ，-NRR ，-C(＝O)R ，腈基，C1-C6烷基，芳基，或C1-C6卤代烷基，m是0，1，2，3，或4，

R7每次出现时分别为氢或C1-C6烷基，

8 7 7 7

R每次出现时分别为氢，-OR，-NRR，或C1-C6烷基，和R11和R12各自分别选自氢、卤素、-OR7、-NR7R7、-C(＝O)R8、腈基、C1-C6烷基、芳基、或C1-C6卤代烷基，或者R11和R12与同它们相连的碳原子共同形成任选取代有1至4个分别选自以下的取代基的苯环：卤素、-OR7、-NR7R7、-C(＝O)R8、腈基、C1-C6烷基、芳基、或C1-C6卤代烷基。

21.权利要求1-11任一项的方法，其中所述催化剂钴络合物包括由下式限定的络合物

其中

Z每次出现时独立地为，卤素，C1-C6烷基，或芳基，n是0，1，2，或3，

R5每次出现时分别为卤素，-OR7，-NR7R7，-C(＝O)R8，腈基，C1-C6烷基，芳基，或C1-C6卤代烷基，m是0，1，2，3，或4，

B是-P(R9)2，-OR10或-NR10R10，R7每次出现时分别为氢或C1-C6烷基，R8每次出现时分别为氢，-OR7，-NR7R7，或C1-C6烷基，R9每次出现时分别为C1-C6烷基，芳基，或-OR10，R10每次出现时分别为C1-C6烷基或芳基，R11和R12各自分别选自氢、卤素、-OR7、-NR7R7、-C(＝O)R8、腈基、C1-C6烷基、芳基、或C1-C6卤代烷基，或者R11和R12与同它们相连的碳原子共同形成任选取代有1至4个分别选自以下的取代基的苯环：卤素、-OR7、-NR7R7、-C(＝O)R8、腈基、C1-C6烷基、芳基、或C1-C6卤代烷基，和R13和R14各自分别选自氢、卤素、-OR7、-NR7R7、-C(＝O)R8、腈基、C1-C6烷基、芳基、或C1-C6卤代烷基，或者R13和R14与同它们相连的碳原子共同形成任选取代有1至4个分别选自以下的取代基的苯环：卤素、-OR7、-NR7R7、-C(＝O)R8、腈基、C1-C6烷基、芳基、或C1-C6卤代烷基。

22.权利要求1-11任一项的方法，其中所述催化剂钴络合物包括由下式限定的络合物

其中

Z每次出现时独立地为，卤素，C1-C6烷基，或芳基，n是0，1，2，或3，

B是-P(R9)2，-OR10或-NR10R10，R9每次出现时分别为C1-C6烷基，芳基，或-OR10，

R 每次出现时分别为C1-C6烷基或芳基，R11和R12各自分别选自氢、卤素、-OR7、-NR7R7、-C(＝O)R8、腈基、C1-C6烷基、芳基、或C1-C6卤代烷基，或者R11和R12与同它们相连的碳原子共同形成任选取代有1至4个分别选自以下的取代基的苯环：卤素、-OR7、-NR7R7、-C(＝O)R8、腈基、C1-C6烷基、芳基、或C1-C6卤代烷基，和R13和R14各自分别选自氢、卤素、-OR7、-NR7R7、-C(＝O)R8、腈基、C1-C6烷基、芳基、或C1-C6卤代烷基，或者R13和R14与同它们相连的碳原子共同形成任选取代有1至4个分别选自以下的取代基的苯环：卤素、-OR7、-NR7R7、-C(＝O)R8、腈基、C1-C6烷基、芳基、或C1-C6卤代烷基，R15和R16各自分别选自氢、卤素、-OR7、-NR7R7、-C(＝O)R8、腈基、C1-C6烷基、芳基、或C1-C6卤代烷基，或者R15和R16与同它们相连的碳原子共同形成任选取代有1至4个分别选自以下的取代基的苯环：卤素、-OR7、-NR7R7、-C(＝O)R8、腈基、C1-C6烷基、芳基、或C1-C6卤代烷基，R7每次出现时分别为氢或C1-C6烷基，和R8每次出现时分别为氢，-OR7，-NR7R7，或C1-C6烷基。

23.权利要求1-11任一项的方法，其中所述催化剂钴络合物包括Py2Co(CH2SiMe3)2，[(Cp*Co)2-μ-(η4:η4-甲苯)]，或其组合。

24.权利要求1-23任一项的方法，其中所述芳族底物与所述催化剂钴络合物和所述硼化试剂在大于25℃至85℃的温度接触。

25.制备式VII限定的化合物的方法

其中X是取代或未取代的芳基或取代或未取代的杂芳基，Y是硼酸或硼酸衍生物，所述方法包括：提供包含甲基取代的芳基或甲基取代的杂芳基的芳族底物；和使所述芳族底物与催化剂钴络合物和硼化试剂在有效形成由式VII限定的化合物的条件下接触。

26.权利要求25的方法，其中X是取代或未取代的苯基或取代或未取代的吡啶基。

27.权利要求25或26的方法，其中所述芳族底物是取代或未取代的芳基化合物，所述取代或未取代的芳基化合物包括由式VIII限定的化合物

其中

A每次出现时分别为氢，卤素，-OR1，-NR2R3，-C(＝O)R4，腈基，C1-C6烷基，C1-C6卤代烷基，或硼酸或硼酸衍生物，R1、R2、和R3每次出现时各自分别为氢或C1-C6烷基，和R4每次出现时分别为氢，-OR1，-NR2R3，或C1-C6烷基；和其中所述硼化芳族化合物包括由式IX限定的化合物

其中A每次出现时如上所述，Y是硼酸或硼酸衍生物。

28.权利要求27的方法，其中所述硼化芳族化合物包括由式II限定的化合物，其中Y是选自以下之一的硼酸衍生物：

29.权利要求25-28任一项的方法，其中所述硼化试剂包含B-B键，B-H键，或其组合。

30.权利要求25-29任一项的方法，其中所述硼化试剂包括以下的一种或多种：

31.权利要求25-30任一项的方法，其中所述催化剂钴络合物包括钴(II)络合物。

32.权利要求25-31任一项的方法，其中所述催化剂钴络合物包括由下式限定的络合物

其中

Z每次出现时独立地为，卤素，C1-C6烷基，或芳基，n是2，

R5每次出现时分别为卤素，-OR7，-NR7R7，-C(＝O)R8，腈基，C1-C6烷基，芳基，或C1-C6卤代烷基，m是0，1，2，3，或4，

R选自以下：

R7每次出现时分别为氢或C1-C6烷基，和R8每次出现时分别为氢，-OR7，-NR7R7，或C1-C6烷基。

33.权利要求25-31任一项的方法，其中所述催化剂钴络合物包括由下式限定的络合物

其中

Z每次出现时独立地为，卤素，C1-C6烷基，或芳基，n是0，1，2，或3，

E是-CH2-，-C(R10)2-，-NR7-，-S-，或-O-，R5每次出现时分别为卤素，-OR7，-NR7R7，-C(＝O)R8，腈基，C1-C6烷基，芳基，或C1-C6卤代烷基，m是0，1，2，或3，

R7每次出现时分别为氢或C1-C6烷基，

8 7 7 7

R每次出现时分别为氢，-OR，-NRR，或C1-C6烷基，R9每次出现时分别为C1-C6烷基，芳基，或-OR10，和R10每次出现时分别为C1-C6烷基或芳基。

34.权利要求25-31任一项的方法，其中所述催化剂钴络合物包括由下式限定的络合物

其中

Z每次出现时独立地为，卤素，C1-C6烷基，或芳基，n是0，1，2，或3，

E是-CH2-，-C(R10)2-，-NR7-，-S-，或-O-，R5每次出现时分别为卤素，-OR7，-NR7R7，-C(＝O)R8，腈基，C1-C6烷基，芳基，或C1-C6卤代烷基，m是0，1，2，或3，

L是-OR10或-NR10R10，R7每次出现时分别为氢或C1-C6烷基，R8每次出现时分别为氢，-OR7，-NR7R7，或C1-C6烷基，

9 10

R每次出现时分别为C1-C6烷基，芳基，或-OR ，和R10每次出现时分别为C1-C6烷基或芳基。

35.权利要求25-31任一项的方法，其中所述催化剂钴络合物包括由下式限定的络合物

其中

Z每次出现时独立地为，卤素，C1-C6烷基，或芳基，n是0，1，2，或3，

E是-CH2-，-C(R10)2-，-NR7-，-S-，或-O-，

5 7 7 7 8

R每次出现时分别为卤素，-OR ，-NRR ，-C(＝O)R ，腈基，C1-C6烷基，芳基，或C1-C6卤代烷基，m是0，1，2，或3，

R7每次出现时分别为氢或C1-C6烷基，

8 7 7 7

R每次出现时分别为氢，-OR，-NRR，或C1-C6烷基，R9每次出现时分别为C1-C6烷基，芳基，或-OR10，和R10每次出现时分别为C1-C6烷基或芳基。

36.权利要求25-31任一项的方法，其中所述催化剂钴络合物包括由下式限定的络合物

其中

Z每次出现时独立地为，卤素，C1-C6烷基，或芳基，n是0，1，2，或3，

5 7 7 7 8

R每次出现时分别为卤素，-OR ，-NRR ，-C(＝O)R ，腈基，C1-C6烷基，芳基，或C1-C6卤代烷基，m是0，1，2，或3，

L是-OR10或-NR10R10，R7每次出现时分别为氢或C1-C6烷基，R8每次出现时分别为氢，-OR7，-NR7R7，或C1-C6烷基，和R10每次出现时分别为C1-C6烷基或芳基。

37.权利要求25-31任一项的方法，其中所述催化剂钴络合物包括由下式限定的络合物

其中

Z每次出现时独立地为，卤素，C1-C6烷基，或芳基，n是0，1，2，或3，

10 7

E是-CH2-，-C(R )2-，-NR-，-S-，或-O-，R5每次出现时分别为卤素，-OR7，-NR7R7，-C(＝O)R8，腈基，C1-C6烷基，芳基，或C1-C6卤代烷基，m是0，1，2，或3，

38.权利要求25-31任一项的方法，其中所述催化剂钴络合物包括由下式限定的络合物

其中

Z每次出现时独立地为，卤素，C1-C6烷基，或芳基，n是0，1，2，或3，

E是-CH2-，-C(R10)2-，-NR7-，-S-，或-O-，R5每次出现时分别为卤素，-OR7，-NR7R7，-C(＝O)R8，腈基，C1-C6烷基，芳基，或C1-C6卤代烷基，m是0，1，2，或3，

L是-OR10或-NR10R10，R7每次出现时分别为氢或C1-C6烷基，R8每次出现时分别为氢，-OR7，-NR7R7，或C1-C6烷基，和R10每次出现时分别为C1-C6烷基或芳基。

39.权利要求25-31任一项的方法，其中所述催化剂钴络合物包括由下式限定的络合物

其中

Z每次出现时独立地为，卤素，C1-C6烷基，或芳基，n是0，1，2，或3，

5 7 7 7 8

R每次出现时分别为卤素，-OR ，-NRR ，-C(＝O)R ，腈基，C1-C6烷基，芳基，或C1-C6卤代烷基，m是0，1，2，3，或4，

R7每次出现时分别为氢或C1-C6烷基，

8 7 7 7

40.权利要求25-31任一项的方法，其中所述催化剂钴络合物包括由下式限定的络合物

其中

Z每次出现时独立地为，卤素，C1-C6烷基，或芳基，n是0，1，2，或3，

R5每次出现时分别为卤素，-OR7，-NR7R7，-C(＝O)R8，腈基，C1-C6烷基，芳基，或C1-C6卤代烷基，m是0，1，2，3，或4，

41.权利要求25-31任一项的方法，其中所述催化剂钴络合物包括由下式限定的络合物

其中

Z每次出现时独立地为，卤素，C1-C6烷基，或芳基，n是0，1，2，或3，

B是-P(R9)2，-OR10或-NR10R10，R9每次出现时分别为C1-C6烷基，芳基，或-OR10，R10每次出现时分别为C1-C6烷基或芳基，

11 12 7 7 7 8

R 和R 各自分别选自氢、卤素、-OR、-NRR 、-C(＝O)R 、腈基、C1-C6烷基、芳基、或C1-C6卤代烷基，或者R11和R12与同它们相连的碳原子共同形成任选取代有1至4个分别选自以下的取代基的苯环：卤素、-OR7、-NR7R7、-C(＝O)R8、腈基、C1-C6烷基、芳基、或C1-C6卤代烷基，和R13和R14各自分别选自氢、卤素、-OR7、-NR7R7、-C(＝O)R8、腈基、C1-C6烷基、芳基、或C1-C6

13 14

卤代烷基，或者R 和R 与同它们相连的碳原子共同形成任选取代有1至4个分别选自以下的取代基的苯环：卤素、-OR7、-NR7R7、-C(＝O)R8、腈基、C1-C6烷基、芳基、或C1-C6卤代烷基，R15和R16各自分别选自氢、卤素、-OR7、-NR7R7、-C(＝O)R8、腈基、C1-C6烷基、芳基、或C1-C6卤代烷基，或者R15和R16与同它们相连的碳原子共同形成任选取代有1至4个分别选自以下

7 7 7 8

的取代基的苯环：卤素、-OR、-NRR、-C(＝O)R、腈基、C1-C6烷基、芳基、或C1-C6卤代烷基，R7每次出现时分别为氢或C1-C6烷基，和R8每次出现时分别为氢，-OR7，-NR7R7，或C1-C6烷基。

42.权利要求25-41任一项的方法，其中所述催化剂钴络合物包括Py2Co(CH2SiMe3)2，[(Cp*Co)2-μ-(η4:η4-甲苯)]，N-杂环卡宾-配位的钴络合物，或其组合。

43.权利要求25-42任一项的方法，其中所述芳族底物与所述催化剂钴络合物和所述硼化试剂在大于25℃至80℃的温度接触。

说明书全文

制备硼化芳烃的方法

[0001] 相关申请的交叉引用

[0002] 本申请要求2014年6月16日提交的美国临时专利申请序列号62/012,681的权益，其通过参考明确并入本申请。

技术领域

[0003] 本申请总地涉及形成硼化芳烃的方法以及使用它们的方法。

背景技术

[0004] 芳基硼酸和芳基硼酸酯是有机化学中的多用途试剂。特别是，芳基硼酸和芳基硼酸酯可以参与多种交叉偶联反应，例如Suzuki-类型交叉偶联反应，其可以使得形成碳-碳键，如以下一般性地说明。

[0005]

[0006] 因此，芳基硼酸酯和芳基硼酸常常是合成高度官能化的有机化合物(包括药物和农用化学品)的关键中间体。制备芳基硼酸和芳基硼酸酯的改进方法(包括制备取代的芳基硼酸和取代的芳基硼酸酯的区域选择性方法)提供了改善重要类别化合物(包括药物和农用化学品)的合成的可能性。

发明内容

[0007] 金属催化的C-H活化-硼化反应可以用于由它们的芳族前体一步制备芳基硼酸和芳基硼酸酯。金属催化的C-H活化-硼化反应相对于其它硼化方法具有很多优势。例如，金属催化的C-H活化-硼化反应不需要在使用传统锂-氢交换反应通常所需的低温反应温度即可活化硼化的C-H位置。但是，金属催化的C-H活化-硼化反应通常使用昂贵的铱和铑催化剂体系。本申请提供了利用钴催化剂体系的芳族化合物进行的C-H活化-硼化方法。与通常用于C-H活化-硼化反应的昂贵的铱和铑催化剂体系相比，钴催化剂体系可能便宜的多。

[0008] 本申请提供了制备硼化芳族化合物的方法。制备硼化芳族化合物的方法可以包括使芳族底物与催化剂钴络合物和硼化试剂在有效形成硼化芳族化合物的条件下接触。

[0009] 芳族底物可以是任何可进行C-H活化-硼化反应的适宜的芳族化合物。例如，芳族底物可以是取代或未取代的芳基化合物(例如，取代或未取代的苯)，取代或未取代的六元杂芳族化合物(例如，取代或未取代的吡啶)，或取代或未取代的五元杂芳族化合物(例如，取代或未取代的吡咯，取代或未取代的呋喃，或取代或未取代的噻吩)。

[0010] 在这些方法中，催化剂钴络合物可以是任何可催化芳族底物的C-H活化-硼化反应的适宜的钴(I)或钴(II)络合物。在某些实施方式中，催化剂钴络合物是钴(I)络合物。

[0011] 在一些实施方式中，催化剂钴络合物可以包括含有三齿配体的钴螯合物。例如，催化剂钴络合物可以是钴钳形络合物。在一些情况下，催化剂钴络合物可以是包含CCC、CNC、CNS、NNN、NCN、PCP、PNP、PCN、OCO、SCS、SNS、或SPS钳形配体的钴螯合物。在某些实施方式中，催化剂钴络合物不是包含NNN或NPN钳形配体的钴螯合物。在某些实施方式中，催化剂钴络合物不是以下络合物之一：

[0012]

[0013] 在某些实施方式中，催化剂钴络合物不是钴钳形络合物。例如，催化剂钴络合物可以包括含有双齿配体的钴螯合物，例如由下式限定的络合物

[0014]

[0015] 其中

[0016] Z每次出现时独立地为，卤素，C1-C6烷基，或芳基，

[0017] n是2，

[0018] R5每次出现时分别为卤素，-OR7，-NR7R7，-C(＝O)R8，腈基，C1-C6烷基，芳基，或C1-C6卤代烷基，

[0019] m是0，1，2，3，或4，

[0020] R6选自以下：

[0021]

[0022] R7每次出现时分别为氢或C1-C6烷基，和

[0023] R8每次出现时分别为氢，-OR7，-NR7R7，或C1-C6烷基。

[0024] 在一些实施方式中，催化剂钴络合物可以包括仅包含单齿配体的钴络合物。例如，催化剂钴络合物可以包括Py2Co(CH2SiMe3)2。

[0025] 在一些实施方式中，催化剂钴络合物可以包括多金属钴络合物，例如桥联的双钴络合物。例如，催化剂钴络合物可以包括[(Cp*Co)2-μ-(η4:η4-甲苯)]。

[0026] 本申请也提供将芳族化合物硼化的方法，所述化合物具有在取代有至少一个氢原子(例如，至少两个氢原子或三个氢原子)的芳环的α位包括一个碳原子的环取代基。该方法可以包括使芳族底物与催化剂钴络合物和硼化试剂在有效使芳环的α位的碳原子硼化的条件下接触。

[0027] 例如，本申请提供了制备由式VII限定的硼化化合物的方法

[0028]

[0029] 其中X是取代或未取代的芳基或取代或未取代的杂芳基，Y是硼酸或硼酸衍生物。该方法可以包括提供包含甲基取代的芳基或甲基取代的杂芳基的芳族底物，和使芳族底物与催化剂钴络合物和硼化试剂在有效形成由式VII限定的化合物的条件下接触。

[0030] 芳族底物可以包括任何适宜的甲基取代的芳基或甲基取代的杂芳基。芳基或杂芳基可以任选进一步包含一个或多个除甲基取代基之外的取代基。因此，X可以是任何适宜的取代或未取代的芳基或杂芳基。例如，X可以是取代或未取代的芳基(例如，取代或未取代的苯基)。在其它情况下，X可以是取代或未取代的杂芳基(例如，取代或未取代的吡啶基)。

[0031] 在某些实施方式中，芳族底物可以包括由式VIII限定的化合物

[0032]

[0033] 其中

[0034] A每次出现时分别为氢，卤素，-OR1，-NR2R3，-C(＝O)R4，腈基，C1-C6烷基，C1-C6卤代烷基，或硼酸(boronic acid)或硼酸衍生物，

[0035] R1、R2、和R3每次出现时各自分别为氢或C1-C6烷基，和

[0036] R4每次出现时分别为氢，-OR1，-NR2R3，或C1-C6烷基。

[0037] 在这些实施方式中，硼化芳族化合物可以包括由式IX限定的化合物

[0038]

[0039] 其中A每次出现时如上所述，Y是硼酸或硼酸衍生物。在某些情况下，硼化芳族化合物可以包括由式IX限定的化合物，其中Y是选自以下之一的硼酸衍生物：

[0040]

[0041] 在这些方法中，催化剂钴络合物可以是任何适宜的可催化芳族底物的C-H活化-硼化反应的钴(I)或钴(II)络合物。在某些实施方式中，催化剂钴络合物是钴(II)络合物。

[0042] 在一些实施方式中，催化剂钴络合物可以包括含有三齿配体的钴螯合物。例如，催化剂钴络合物可以是钴钳形络合物。在一些情况下，催化剂钴络合物可以是包含CCC、CNC、CNS、NNN、NCN、PCP、PNP、PCN、OCO、SCS、SNS、或SPS钳形配体的钴螯合物。在某些实施方式中，催化剂钴络合物不是包含NNN或NPN钳形配体的钴螯合物。在某些实施方式中，催化剂钴络合物不是以下络合物之一：

[0043]

[0044] 在某些实施方式中，催化剂钴络合物不是钴钳形络合物。例如，催化剂钴络合物可以包括含有双齿配体的钴螯合物，例如由下式限定的络合物

[0045]

[0046] 其中

[0047] Z每次出现时独立地为，卤素，C1-C6烷基，或芳基，

[0048] n是2，

[0049] R5每次出现时分别为卤素，-OR7，-NR7R7，-C(＝O)R8，腈基，C1-C6烷基，芳基，或C1-C6卤代烷基，

[0050] m是0，1，2，3，或4，

[0051] R6选自以下：

[0052]

[0053] R7每次出现时分别为氢或C1-C6烷基，和

[0054] R8每次出现时分别为氢，-OR7，-NR7R7，或C1-C6烷基。

[0055] 在一些实施方式中，催化剂钴络合物可以包括仅包含单齿配体的钴络合物。例如，催化剂钴络合物可以包括Py2Co(CH2SiMe3)2。

[0056] 在一些实施方式中，催化剂钴络合物可以包括多金属钴络合物，例如桥联的双钴络合物。例如，催化剂钴络合物可以包括[(Cp*Co)2-μ-(η4:η4-甲苯)]。

[0057] 用于上述方法的硼化试剂可以是本领域已知可作为硼化试剂的任何适宜的HB或B—B有机化合物。可以根据多种因素选择适宜的硼化试剂，包括关于所得硼化芳烃的所需反应性的考量。示例性的硼化试剂包括以下所示的HB或B—B有机化合物。

[0058]

[0059] 在一些实施方式中，硼化试剂选自频哪醇硼烷(HBPin)，儿茶酚硼烷，双(新戊基乙二醇)二硼，双(频哪醇)二硼(B2Pin2)，双(亚己基乙二醇)二硼，和双(儿茶酚)二硼。在某些实施方式中，硼化试剂是频哪醇硼烷(HBPin)或双(频哪醇)二硼(B2Pin2)。

[0060] 使用本申请所述方法制备的硼化化合物也可以用于其它化学反应，包括交叉偶联反应，例如Suzuki-类型交叉偶联反应。在一些实施方式中，本申请所述的方法可以进一步包括使硼化芳族化合物与选自芳基卤化物、芳基类卤化物、乙烯基卤化物、和乙烯基类卤化物的反应物和过渡金属催化剂接触，从而使硼化芳族化合物和反应物交叉偶联。

具体实施方式

[0061] 定义

[0062] 除非另有说明，否则本申请使用的术语与它们在该领域的常规意义相同。本申请所述化学式变体定义中提及的有机部分是-如术语卤素-各组成员的各清单的集体术语。前缀Cn-Cm在每种情况下表示该组中碳原子可能的数目。

[0063] 本申请使用的术语“烷基”是指饱和的直链、支化、环状的伯、仲或叔烃，包括具有1至6个碳原子的那些。在一些实施方式中，烷基包括C1烷基，C1-C2烷基，C1-C3烷基，C1-C4烷基，C1-C5烷基或C1-C6烷基。C1-C6烷基的实例包括但不限于，甲基，乙基，丙基，1-甲基乙基，丁基，1-甲基丙基，2-甲基丙基，1,1-二甲基乙基，戊基，1-甲基丁基，2-甲基丁基，3-甲基丁基，2,2-二甲基丙基，1-乙基丙基，己基，1,1-二甲基丙基，1,2-二甲基丙基，1-甲基戊基，2-甲基戊基，3-甲基戊基，4-甲基戊基，1,1-二甲基丁基，1,2-二甲基丁基，1,3-二甲基丁基，2,2-二甲基丁基，2,3-二甲基丁基，3,3-二甲基丁基，1-乙基丁基，2-乙基丁基，1,1,2-三甲基丙基，1,2,2-三甲基丙基，1-乙基-1-甲基丙基，1-乙基-2-甲基丙基，以及它们的异构体。
C1-C4-烷基可以包括，例如，甲基，乙基，丙基，1-甲基乙基，丁基，1-甲基丙基，2-甲基丙基，和1,1-二甲基乙基。

[0064] 包括在术语烷基内的环状烷基或“环烷基”基团包括具有一个或多个稠环的含有3至6个碳原子的那些。在一些实施方式中，环烷基包括C4-C6或C3-C4环状烷基。环烷基的非限制性实例包括环丙基，环丁基，环戊基，和环己基。

[0065] 烷基可以是未取代的或取代有一个或多个部分，例如烷基，卤素，卤代烷基，羟基，羧基，酰基，酰氧基，氨基，烷基氨基或二烷基氨基，酰氨基，硝基，氰基，叠氮基，巯基，或不会妨碍本申请所述合成方法的任何其它可用的官能团，其可为未保护的或按需保护，如本领域技术人员已知的，例如，教导于Greene，et al.，Protective Groups in Organic Synthesis，John Wiley and Sons，Third Edition，1999，其通过参考并入本申请。

[0066] 本申请使用的术语“卤代烷基”是指由一个或多个卤素原子取代的以上定义的烷基。例如C1-C4-卤代烷基包括但不限于，氯甲基，溴甲基，二氯甲基，三氯甲基，氟甲基，二氟甲基，三氟甲基，氯氟甲基，二氯氟甲基，氯二氟甲基，1-氯乙基，1-溴乙基，1-氟乙基，2-氟乙基，2,2-二氟乙基，2,2,2-三氟乙基，2-氯-2-氟乙基，2-氯-2,2-二氟乙基，2,2-二氯-2-氟乙基，2,2,2-三氯乙基，五氟乙基等。

[0067] 术语“烷氧基”也定义为-OR，其中R是烷基，称为-O-烷基，其中烷基如上定义。类似地，术语卤代烷氧基可以用于表示-O-卤代烷基，其中卤代烷基如上定义。在一些实施方式中，烷氧基可以包括1至6个碳原子。C1-C6-烷氧基的实例包括但不限于，甲氧基，乙氧基，C2H5-CH2O-，(CH3)2CHO-，正丁氧基，C2H5-CH(CH3)O-，(CH3)2CH-CH2O-，(CH3)3CO-，正戊氧基，1-甲基丁氧基，2-甲基丁氧基，3-甲基丁氧基，1,1-二甲基丙氧基，1,2-二甲基丙氧基，2,2-二甲基丙氧基，1-乙基丙氧基，正己氧基，1-甲基戊氧基，2-甲基戊氧基，3-甲基戊氧基，4-甲基戊氧基，1,1-二甲基丁氧基，1,2-二甲基丁氧基，1,3-二甲基丁氧基，2,2-二甲基丁氧基，2,3-二甲基丁氧基，3,3-二甲基丁氧基，1-乙基丁氧基，2-乙基丁氧基，1,1,2-三甲基丙氧基，1,2,2-三甲基丙氧基，1-乙基-1-甲基丙氧基，和1-乙基-2-甲基丙氧基。

[0068] 术语“烷基氨基”和“二烷基氨基”是指烷基-NH-和(烷基)2N-，其中烷基如上定义。类似地，术语卤代烷基氨基和卤代二烷基氨基是指卤代烷基-NH-和(卤代烷基)2-NH-，其中卤代烷基如上定义。术语“氨基烷基”是指取代有氨基的如上定义的烷基。

[0069] 术语“烷基羰基”、“烷氧基羰基”、“烷基氨基羰基”和“二烷基氨基羰基”是指-C(＝O)-烷基，-C(O)-烷氧基，-C(O)-烷基氨基，和-C(O)-二烷基氨基，其中烷基、烷氧基、烷基氨基、和二烷基氨基如上定义。

[0070] 本申请使用的术语“硼酸(boronic acid)”是指-B(OH)2部分。术语硼酸衍生物是指与硼酸的区别在于是否存在一个或多个原子、官能团或子结构的含硼部分，其可以至少理论上推测可经一些化学方法或物理方法由硼酸形成。硼酸衍生物的实例包括硼酸酯，也称为硼酸酯(boranate,boronate ester,boronic ester)；氨基硼烷，包括环状氨基硼烷例如1,3,2-二氮杂硼叶立德基；和硼酸酐。术语硼酸酯是指酯化的硼酸部分，例如-B(OR)2，其中R是如上定义的烷基，和由-B(OR)2表示的环状硼酸部分，其中两个R取代基连接在一起由此形成C2-C6环状部分，所述C2-C6环状部分任选包括一个或多个另外的杂原子(例如，N，O，S，或其组合)、且任选进一步取代有一个或多个取代基和/或与一个或多个其它碳环基或杂碳环基稠合(共用至少一个键)。环状硼酸酯的实例包括但不限于，蒎烷二醇硼酸酯，频哪醇硼酸酯，1,2-乙二醇硼酸酯，1,3-丙二醇硼酸酯，1,2-丙二醇硼酸酯，2,3-丁二醇硼酸酯，1,1,2,2-四甲基乙二醇硼酸酯，1,2-二异丙基乙二醇硼酸酯，5,6-癸二醇硼酸酯，1,2-二环己基乙二醇硼酸酯，双环己基-1,1′-二醇硼酸酯，二乙醇胺硼酸酯，和1,2-二苯基-1,2-乙二醇硼酸酯。

[0071] 术语“卤素”是指原子氟、氯、溴和碘。前缀卤代-(例如，如通过术语卤代烷基说明)是指所有程度的卤素取代，形成单卤素取代至全卤素取代(例如，用甲基进行说明，如氯甲基(-CH2Cl)，二氯甲基(-CHCl2)，三氯甲基(-CCl3))。

[0072] 本申请使用的术语“芳族化合物”通常表示一个芳环或稠合在一起的多个芳环。芳族化合物的实例包括，例如，苯，萘，蒽等。术语芳族化合物也包括杂芳族化合物(即，其中芳环中的一个或多个碳原子已经由杂原子如O、N、或S取代的芳族化合物)。杂芳族化合物的实例包括，例如，吡啶，呋喃，吲哚，苯并咪唑，噻吩，苯并噻唑等。

[0073] 本申请使用的术语“芳基”是指具有6至14个碳原子的一价芳族碳环基团。芳基可以包括单环或多个稠环。在一些实施方式中，芳基包括C6-C10芳基。芳基包括但不限于，苯基，联苯基，萘基，四氢萘基，苯基环丙基和茚满基。芳基可以是未取代的或取代有一个或多个选自以下的部分：卤素，氰基，硝基，羟基，巯基，氨基，烷基，烯基，炔基，环烷基，环烯基，卤代烷基，卤代烯基，卤代炔基，卤代环烷基，卤代环烯基，烷氧基，烯基氧基，炔基氧基，卤代烷氧基，卤代烯基氧基，卤代炔基氧基，环烷氧基，环烯基氧基，卤代环烷基，卤代环烯基氧基，烷基硫基，卤代烷基硫基，环烷基硫基，卤代环烷基硫基，烷基亚硫酰基，烯基亚硫酰基，炔基亚硫酰基，卤代烷基亚硫酰基，卤代烯基亚硫酰基，卤代炔基亚硫酰基，烷基磺酰基，烯基磺酰基，炔基磺酰基，卤代烷基磺酰基，卤代烯基磺酰基，卤代炔基-磺酰基，烷基氨基，烯基氨基，炔基氨基，二(烷基)氨基，二(烯基)氨基，二(炔基)氨基，或三烷基甲硅烷基。

[0074] 本申请使用的术语“杂芳基”是指具有1至15个碳原子(例如，1至10个碳原子，2至8个碳原子，3至6个碳原子，或4至6个碳原子)且在环内具有一个或多个杂原子的一价芳基。杂芳基可以包括1至4个杂原子、1至3个杂原子、或1至2个杂原子。在一些情况下，结合进环中的杂原子是氧，氮，硫，或其组合。当存在时，氮和硫杂原子可以是任选氧化的。杂芳基可以具有一个单环(例如，吡啶基或糠基)或多个稠环，条件是连接点为杂芳基环原子。优选的杂芳基包括吡啶基，哒嗪基，嘧啶基，吡嗪基，三嗪基，吡咯基，吲哚基，喹啉基，异喹啉基，喹唑啉基，喹喔啉基，呋喃基，噻吩基，糠基，咪唑基，唑基，异唑基，异噻唑基，吡唑基，苯并呋喃基，和苯并噻吩基。杂芳基环可以是未取代的或取代有一个或多个以上针对芳基所述的部分。

[0075] 方法

[0076] 本申请提供制备硼化芳族化合物的方法。制备硼化芳族化合物的方法可以包括使芳族底物与催化剂钴络合物和硼化试剂在有效形成硼化芳族化合物的条件下接触。

[0077] 芳族底物可以是可进行C-H活化-硼化反应的任何适宜的芳族底物。例如，芳族底物可以是取代或未取代的芳基化合物(例如，取代或未取代的苯)，取代或未取代的六元杂芳族底物(例如，取代或未取代的吡啶)，或取代或未取代的五元杂芳族底物(例如，取代或未取代的吡咯，取代或未取代的呋喃，或取代或未取代的噻吩)。

[0078] 在一些情况下，芳族底物可以包括苯环。例如，芳族底物可以包括由式I限定的化合物

[0079]

[0080] 其中

[0081] A每次出现时分别为氢，卤素，-OR1，-NR2R3，-C(＝O)R4，腈基，C1-C6烷基，C1-C6卤代烷基，或硼酸或硼酸衍生物，

[0082] R1、R2、和R3每次出现时各自分别为氢或C1-C6烷基，和

[0083] R4每次出现时分别为氢，-OR1，-NR2R3，或C1-C6烷基。

[0084] 在这些实施方式中，硼化芳族化合物可以包括由式II限定的化合物

[0085]

[0086] 其中A每次出现时如上所述，Y是硼酸或硼酸衍生物。在某些情况下，硼化芳族化合物可以包括由式II限定的化合物，其中Y是选自以下之一的硼酸衍生物：

[0087]

[0088] 在一些情况下，芳族底物可以包括六元杂芳族化合物。在某些情况下，芳族底物可以包括由式IIIa、式IIIb、或式IIIc之一限定的六元杂芳族化合物

[0089]

[0090] 其中

[0091] A每次出现时分别为氢，卤素，-OR1，-NR2R3，-C(＝O)R4，腈基，C1-C6烷基，C1-C6卤代烷基，或硼酸或硼酸衍生物，

[0092] R1、R2、和R3每次出现时各自分别为氢或C1-C6烷基，和

[0093] R4每次出现时分别为氢，-OR1，-NR2R3，或C1-C6烷基。

[0094] 在这些实施方式中，硼化芳族化合物可以包括由式IVa、式IVb、或式IVc之一限定的化合物

[0095]

[0096] 其中A每次出现时如上所述，Y是硼酸或硼酸衍生物。在某些情况下，硼化芳族化合物可以包括由式IVa、式IVb、或式IVc限定的化合物，其中Y是选自以下之一的硼酸衍生物：

[0097]

[0098] 在一些情况下，芳族底物可以包括五元杂芳族化合物。在某些情况下，芳族底物可以包括由式Va或式Vb之一限定的五元杂芳族化合物

[0099]

[0100] 其中

[0101] X是NH，O，或S；

[0102] A每次出现时分别为氢，卤素，-OR1，-NR2R3，-C(＝O)R4，腈基，C1-C6烷基，C1-C6卤代烷基，或硼酸或硼酸衍生物，

[0103] R1、R2、和R3每次出现时各自分别为氢或C1-C6烷基，和

[0104] R4每次出现时分别为氢，-OR1，-NR2R3，或C1-C6烷基。

[0105] 在这些实施方式中，硼化芳族化合物可以包括由式VIa或式VIb之一限定的化合物[0106]

[0107] 其中A每次出现时如上所述，Y是硼酸或硼酸衍生物。在某些情况下，硼化芳族化合物可以包括由式VIa或式VIb限定的化合物，其中Y是选自以下之一的硼酸衍生物：

[0108]

[0109] 芳族底物转化为硼化芳族化合物的转化百分比可以根据多种因素变化，包括芳族底物的反应性，催化剂钴络合物的特性，以及硼化试剂的特性。在一些实施方式中，芳族底物转化为硼化芳族化合物的转化百分比可以为至少30％(例如，至少35％，至少40％，至少45％，至少50％，至少55％，至少60％，至少65％，至少70％，至少75％，至少80％，至少85％，至少90％，或至少95％)。

[0110] 形成上述硼化芳族化合物的方法可以包括使待反应的芳族底物与催化剂钴络合物和硼化试剂接触。芳族底物可以与催化剂钴络合物和硼化试剂按任何适宜的方式接触，使得芳族底物和硼化试剂与催化有效量的催化剂钴络合物组合存在。例如，芳族底物可以如下与催化剂钴络合物和硼化试剂接触：按任何顺序或方式将芳族底物、催化剂钴络合物、和硼化试剂在单个反应容器或溶液中组合(例如，通过先后或同时添加芳族底物、催化剂钴络合物、和硼化试剂到反应容器中)。在一些实施方式中，芳族底物可以与催化剂钴络合物和硼化试剂在大于25℃至85℃的温度接触。

[0111] 催化剂钴络合物可以是可催化芳族底物的C-H活化-硼化反应的任何适宜的钴(I)或钴(II)络合物。在某些实施方式中，催化剂钴络合物是钴(I)络合物。

[0112] 在一些实施方式中，催化剂钴络合物可以包括含有三齿配体的钴螯合物。例如，催化剂钴络合物可以是钴钳形络合物。在一些情况下，催化剂钴络合物可以是包含CCC、CNC、CNS、NNN、NCN、PCP、PNP、PCN、OCO、SCS、SNS、或SPS钳形配体的钴螯合物。在某些实施方式中，催化剂钴络合物不是包含NNN或NPN钳形配体的钴螯合物。在某些实施方式中，催化剂钴络合物不是以下络合物之一：

[0113]

[0114] 在某些实施方式中，催化剂钴络合物不是钴钳形络合物。

[0115] 在一些实施方式中，催化剂钴络合物可以包括由下式限定的络合物

[0116]

[0117] 其中

[0118] Z每次出现时独立地为，卤素，C1-C6烷基，或芳基，

[0119] n是0，1，2，或3，

[0120] E是-CH2-，-C(R10)2-，-NR7-，-S-，或-O-，

[0121] R5每次出现时分别为卤素，-OR7，-NR7R7，-C(＝O)R8，腈基，C1-C6烷基，芳基，或C1-C6卤代烷基，

[0122] m是0，1，2，或3，

[0123] R7每次出现时分别为氢或C1-C6烷基，

[0124] R8每次出现时分别为氢，-OR7，-NR7R7，或C1-C6烷基，

[0125] R9每次出现时分别为C1-C6烷基，芳基，或-OR10，和

[0126] R10每次出现时分别为C1-C6烷基或芳基。

[0127] 在这些实施方式的一些中，E可以选自-CH2-和-C(R10)2-，其中R10按如上定义。

[0128] 在一些实施方式中，催化剂钴络合物可以包括由下式限定的络合物

[0129]

[0130] 其中

[0131] Z每次出现时独立地为，卤素，C1-C6烷基，或芳基，

[0132] n是0，1，2，或3，

[0133] E是-CH2-，-C(R10)2-，-NR7-，-S-，或-O-，

[0134] R5每次出现时分别为卤素，-OR7，-NR7R7，-C(＝O)R8，腈基，C1-C6烷基，芳基，或C1-C6卤代烷基，

[0135] m是0，1，2，或3，

[0136] L是-OR10或-NR10R10，

[0137] R7每次出现时分别为氢或C1-C6烷基，

[0138] R8每次出现时分别为氢，-OR7，-NR7R7，或C1-C6烷基，

[0139] R9每次出现时分别为C1-C6烷基，芳基，或-OR10，和

[0140] R10每次出现时分别为C1-C6烷基或芳基。

[0141] 在一些实施方式中，催化剂钴络合物可以包括由下式限定的络合物

[0142]

[0143] 其中

[0144] Z每次出现时独立地为，卤素，C1-C6烷基，或芳基，

[0145] n是0，1，2，或3，

[0146] E是-CH2-，-C(R10)2-，-NR7-，-S-，或-O-，

[0147] R5每次出现时分别为卤素，-OR7，-NR7R7，-C(＝O)R8，腈基，C1-C6烷基，芳基，或C1-C6卤代烷基，

[0148] m是0，1，2，或3，

[0149] R7每次出现时分别为氢或C1-C6烷基，

[0150] R8每次出现时分别为氢，-OR7，-NR7R7，或C1-C6烷基，

[0151] R9每次出现时分别为C1-C6烷基，芳基，或-OR10，和

[0152] R10每次出现时分别为C1-C6烷基或芳基。

[0153] 在这些实施方式的一些中，E可以选自-CH2-和-C(R10)2-，其中R10如上定义。

[0154] 在一些实施方式中，催化剂钴络合物可以包括由下式限定的络合物

[0155]

[0156] 其中

[0157] Z每次出现时独立地为，卤素，C1-C6烷基，或芳基，

[0158] n是0，1，2，或3，

[0159] R5每次出现时分别为卤素，-OR7，-NR7R7，-C(＝O)R8，腈基，C1-C6烷基，芳基，或C1-C6卤代烷基，

[0160] m是0，1，2，或3，

[0161] L是-OR10或-NR10R10，

[0162] R7每次出现时分别为氢或C1-C6烷基，

[0163] R8每次出现时分别为氢，-OR7，-NR7R7，或C1-C6烷基，和

[0164] R10每次出现时分别为C1-C6烷基或芳基。

[0165] 在一些实施方式中，催化剂钴络合物可以包括由下式限定的络合物

[0166]

[0167] 其中

[0168] Z每次出现时独立地为，卤素，C1-C6烷基，或芳基，

[0169] n是0，1，2，或3，

[0170] E是-CH2-，-C(R10)2-，-NR7-，-S-，或-O-，

[0171] R5每次出现时分别为卤素，-OR7，-NR7R7，-C(＝O)R8，腈基，C1-C6烷基，芳基，或C1-C6卤代烷基，

[0172] m是0，1，2，或3，

[0173] R7每次出现时分别为氢或C1-C6烷基，

[0174] R8每次出现时分别为氢，-OR7，-NR7R7，或C1-C6烷基，

[0175] R9每次出现时分别为C1-C6烷基，芳基，或-OR10，和

[0176] R10每次出现时分别为C1-C6烷基或芳基。

[0177] 在这些实施方式的一些中，E可以选自-CH2-和-C(R10)2-，其中R10如上定义。

[0178] 在一些实施方式中，催化剂钴络合物可以包括由下式限定的络合物

[0179]

[0180] 其中

[0181] Z每次出现时独立地为，卤素，C1-C6烷基，或芳基，

[0182] n是0，1，2，或3，

[0183] E是-CH2-，-C(R10)2-，-NR7-，-S-，或-O-，

[0184] R5每次出现时分别为卤素，-OR7，-NR7R7，-C(＝O)R8，腈基，C1-C6烷基，芳基，或C1-C6卤代烷基，

[0185] m是0，1，2，或3，

[0186] L是-OR10或-NR10R10，

[0187] R7每次出现时分别为氢或C1-C6烷基，

[0188] R8每次出现时分别为氢，-OR7，-NR7R7，或C1-C6烷基，和

[0189] R10每次出现时分别为C1-C6烷基或芳基。

[0190] 在这些实施方式的一些中，E可以选自-CH2-和-C(R10)2-，其中R10如上定义。

[0191] 在一些实施方式中，催化剂钴络合物可以包括由下式限定的络合物

[0192]

[0193] 其中

[0194] Z每次出现时独立地为，卤素，C1-C6烷基，或芳基，

[0195] n是0，1，2，或3，

[0196] R5每次出现时分别为卤素，-OR7，-NR7R7，-C(＝O)R8，腈基，C1-C6烷基，芳基，或C1-C6卤代烷基，

[0197] m是0，1，2，3，或4，

[0198] R7每次出现时分别为氢或C1-C6烷基，

[0199] R8每次出现时分别为氢，-OR7，-NR7R7，或C1-C6烷基，和

[0200] R11和R12各自分别选自氢、卤素、-OR7、-NR7R7、-C(＝O)R8、腈基、C1-C6烷基、芳基、或C1-C6卤代烷基，或者R11和R12与同它们相连的碳原子共同形成任选取代有1至4个分别选自以下的取代基的苯环：卤素、-OR7、-NR7R7、-C(＝O)R8、腈基、C1-C6烷基、芳基、或C1-C6卤代烷基。

[0201] 在一些实施方式中，催化剂钴络合物可以包括由下式限定的络合物

[0202]

[0203] 其中

[0204] Z每次出现时独立地为，卤素，C1-C6烷基，或芳基，

[0205] n是0，1，2，或3，

[0206] R5每次出现时分别为卤素，-OR7，-NR7R7，-C(＝O)R8，腈基，C1-C6烷基，芳基，或C1-C6卤代烷基，

[0207] m是0，1，2，3，或4，

[0208] B是-P(R9)2，-OR10或-NR10R10，

[0209] R7每次出现时分别为氢或C1-C6烷基，

[0210] R8每次出现时分别为氢，-OR7，-NR7R7，或C1-C6烷基，

[0211] R9每次出现时分别为C1-C6烷基，芳基，或-OR10，

[0212] R10每次出现时分别为C1-C6烷基或芳基，

[0213] R11和R12各自分别选自氢、卤素、-OR7、-NR7R7、-C(＝O)R8、腈基、C1-C6烷基、芳基、或C1-C6卤代烷基，或者R11和R12与同它们相连的碳原子共同形成任选取代有1至4个分别选自7 7 7 8
以下的取代基的苯环：卤素、-OR 、-NRR 、-C(＝O)R 、腈基、C1-C6烷基、芳基、或C1-C6卤代烷基，和

[0214] R13和R14各自分别选自氢、卤素、-OR7、-NR7R7、-C(＝O)R8、腈基、C1-C6烷基、芳基、或C1-C6卤代烷基，或者R13和R14与同它们相连的碳原子共同形成任选取代有1至4个分别选自7 7 7 8
以下的取代基的苯环：卤素、-OR 、-NRR 、-C(＝O)R 、腈基、C1-C6烷基、芳基、或C1-C6卤代烷基。

[0215] 在一些实施方式中，催化剂钴络合物可以包括由下式限定的络合物

[0216]

[0217] 其中

[0218] Z每次出现时独立地为，卤素，C1-C6烷基，或芳基，

[0219] n是0，1，2，或3，

[0220] B是-P(R9)2，-OR10或-NR10R10，

[0221] R9每次出现时分别为C1-C6烷基，芳基，或-OR10，

[0222] R10每次出现时分别为C1-C6烷基或芳基，

[0223] R11和R12各自分别选自氢、卤素、-OR7、-NR7R7、-C(＝O)R8、腈基、C1-C6烷基、芳基、或C1-C6卤代烷基，或者R11和R12与同它们相连的碳原子共同形成任选取代有1至4个分别选自以下的取代基的苯环：卤素、-OR7、-NR7R7、-C(＝O)R8、腈基、C1-C6烷基、芳基、或C1-C6卤代烷基，和

[0224] R13和R14各自分别选自氢、卤素、-OR7、-NR7R7、-C(＝O)R8、腈基、C1-C6烷基、芳基、或C1-C6卤代烷基，或者R13和R14与同它们相连的碳原子共同形成任选取代有1至4个分别选自以下的取代基的苯环：卤素、-OR7、-NR7R7、-C(＝O)R8、腈基、C1-C6烷基、芳基、或C1-C6卤代烷基，

[0225] R15和R16各自分别选自氢、卤素、-OR7、-NR7R7、-C(＝O)R8、腈基、C1-C6烷基、芳基、或C1-C6卤代烷基，或者R15和R16与同它们相连的碳原子共同形成任选取代有1至4个分别选自以下的取代基的苯环：卤素、-OR7、-NR7R7、-C(＝O)R8、腈基、C1-C6烷基、芳基、或C1-C6卤代烷基，

[0226] R7每次出现时分别为氢或C1-C6烷基，和

[0227] R8每次出现时分别为氢，-OR7，-NR7R7，或C1-C6烷基。

[0228] 在一些实施方式中，催化剂钴络合物可以包括含有双齿配体的钴螯合物。例如，在一些实施方式中，催化剂钴络合物可以包括由下式限定的络合物

[0229]

[0230] 其中

[0231] Z每次出现时独立地为，卤素，C1-C6烷基，或芳基，

[0232] n是2，

[0233] R5每次出现时分别为卤素，-OR7，-NR7R7，-C(＝O)R8，腈基，C1-C6烷基，芳基，或C1-C6卤代烷基，

[0234] m是0，1，2，3，或4，

[0235] R6选自以下：

[0236]

[0237] R7每次出现时分别为氢或C1-C6烷基，和

[0238] R8每次出现时分别为氢，-OR7，-NR7R7，或C1-C6烷基。

[0239] 在一些实施方式中，催化剂钴络合物可以包括仅含有单齿配体的钴络合物。例如，催化剂钴络合物可以包括Py2Co(CH2SiMe3)2。在一些实施方式中，催化剂钴络合物可以包括N-杂环卡宾-配位的钴络合物。

[0240] 在一些实施方式中，催化剂钴络合物可以包括多金属钴络合物，例如桥联的双钴络合物。例如，催化剂钴络合物可以包括[(Cp*Co)2-μ-(η4:η4-甲苯)]。

[0241] 方法可以包括使芳族底物与任何催化有效量的催化剂钴络合物接触。在一些情况下，芳族底物可以与0.5摩尔百分比(mol％)至5.0mol％的催化剂钴络合物(例如，1.0mol％至3.0mol％)接触，基于硼化反应中存在的芳族底物的摩尔数。

[0242] 硼化试剂可以是本领域已知可作为硼化试剂的任何适宜的HB或B—B有机化合物。可以根据多种因素选择适宜的硼化试剂，包括关于所得硼化芳烃的所需反应性的考量。示例性的硼化试剂包括以下所示的HB或B—B有机化合物。

[0243]

[0244] 在一些实施方式中，硼化试剂选自频哪醇硼烷(HBPin)，儿茶酚硼烷，双(新戊基乙二醇)二硼，双(频哪醇)二硼(B2Pin2)，双(亚己基乙二醇)二硼，和双(儿茶酚)二硼。在某些实施方式中，硼化试剂是频哪醇硼烷(HBPin)或双(频哪醇)二硼(B2Pin2)。

[0245] 硼化试剂可以按任何适宜的量加入到硼化反应中。例如，在一些实施方式中，硼化试剂在硼化反应中的存在量可以为1摩尔当量硼化试剂每摩尔存在于硼化反应中的芳族底物至5摩尔当量硼化试剂每摩尔存在于硼化反应中的芳族化合物(例如，1摩尔当量硼化试剂每摩尔存在于硼化反应中的芳族底物至3摩尔当量硼化试剂每摩尔存在于硼化反应中的芳族底物)。

[0246] 本申请也提供将芳族化合物硼化的方法，所述化合物具有在取代有至少一个氢原子(例如，至少两个氢原子或三个氢原子)的芳环的α位包括一个碳原子的环取代基。该方法可以包括使芳族底物与催化剂钴络合物和硼化试剂在有效使芳环的α位的碳原子硼化的条件下接触。

[0247] 例如，本申请提供制备由式VII限定的硼化化合物的方法

[0248]

[0249] 其中X是取代或未取代的芳基或取代或未取代的杂芳基，Y是硼酸或硼酸衍生物。该方法可以包括提供包含甲基取代的芳基或甲基取代的杂芳基的芳族底物；和使芳族底物与催化剂钴络合物和硼化试剂在有效形成由式VII限定的化合物的条件下接触。

[0250] 芳族底物可以包含任何适宜的甲基取代的芳基或甲基取代的杂芳基。芳基或杂芳基可以任选地进一步包含一个或多个除甲基取代基之外的取代基。因此，X可以是任何适宜的取代或未取代的芳基或杂芳基。例如，X可以是取代或未取代的芳基，例如取代或未取代的苯基、联苯基、萘基、四氢萘基、苯基环丙基或茚满基。在其它情况下，X可以是取代或未取代的杂芳基，例如取代或未取代的吡啶基、哒嗪基、嘧啶基、吡嗪基、三嗪基、吡咯基、吲哚基、喹啉基、异喹啉基、喹唑啉基、喹喔啉基、呋喃基、噻吩基、糠基、咪唑基、唑基、异唑基、异噻唑基、吡唑基、苯并呋喃基、或苯并噻吩基。在某些实施方式中，X是取代或未取代的苯基或取代或未取代的吡啶基。

[0251] 在某些实施方式中，芳族底物是甲基取代的芳基化合物。甲基取代的芳基化合物可以任选地进一步包含一个或多个除甲基取代基之外的取代基。例如，芳族底物可以包括由式VIII限定的化合物

[0252]

[0253] 其中

[0254] A每次出现时分别为氢，卤素，-OR1，-NR2R3，-C(＝O)R4，腈基，C1-C6烷基，C1-C6卤代烷基，或硼酸或硼酸衍生物，

[0255] R1、R2、和R3每次出现时各自分别为氢或C1-C6烷基，和

[0256] R4每次出现时分别为氢，-OR1，-NR2R3，或C1-C6烷基。

[0257] 在这些实施方式中，硼化芳族化合物可以包括由式IX限定的化合物

[0258]

[0259] 其中A每次出现时如上所述，Y是硼酸或硼酸衍生物。在某些情况下，硼化芳族化合物可以包括由式IX限定的化合物，其中Y是选自以下之一的硼酸衍生物：

[0260]

[0261] 芳族底物转化为硼化芳族化合物的转化百分比可以根据多种因素变化，包括芳族底物的反应性，催化剂钴络合物的特性，以及硼化试剂的特性。在一些实施方式中，芳族底物转化为硼化芳族化合物的转化百分比可以为至少30％(例如，至少35％，至少40％，至少45％，至少50％，至少55％，至少60％，至少65％，至少70％，至少75％，至少80％，至少85％，至少90％，或至少95％)。

[0262] 形成上述硼化芳族化合物的方法可以包括使待反应的芳族底物与催化剂钴络合物和硼化试剂接触。芳族底物可以与催化剂钴络合物和硼化试剂按任何适宜的方式接触，使得芳族底物和硼化试剂与催化有效量的催化剂钴络合物组合存在。例如，芳族底物可以如下与催化剂钴络合物和硼化试剂接触：按任何顺序或方式将芳族底物、催化剂钴络合物、和硼化试剂在单个反应容器或溶液中组合(例如，通过先后或同时添加芳族底物、催化剂钴络合物、和硼化试剂到反应容器中)。在一些实施方式中，芳族底物可以与催化剂钴络合物和硼化试剂在大于25℃至85℃的温度接触。

[0263] 催化剂钴络合物可以是可催化芳族底物的C-H活化-硼化反应的任何适宜的钴(I)或钴(II)络合物。在某些实施方式中，催化剂钴络合物是钴(I)络合物。

[0264] 在一些实施方式中，催化剂钴络合物可以包括含有三齿配体的钴螯合物。例如，催化剂钴络合物可以是钴钳形络合物。在一些情况下，催化剂钴络合物可以是包含CCC、CNC、CNS、NNN、NCN、PCP、PNP、PCN、OCO、SCS、SNS、或SPS钳形配体的钴螯合物。在某些实施方式中，催化剂钴络合物不是包含NNN或NPN钳形配体的钴螯合物。在某些实施方式中，催化剂钴络合物不是以下络合物之一：

[0265]

[0266] 在某些实施方式中，催化剂钴络合物不是钴钳形络合物。

[0267] 在一些实施方式中，催化剂钴络合物可以包括由下式限定的络合物

[0268]

[0269] 其中

[0270] Z每次出现时独立地为，卤素，C1-C6烷基，或芳基，

[0271] n是0，1，2，或3，

[0272] E是-CH2-，-C(R10)2-，-NR7-，-S-，或-O-，

[0273] R5每次出现时分别为卤素，-OR7，-NR7R7，-C(＝O)R8，腈基，C1-C6烷基，芳基，或C1-C6卤代烷基，

[0274] m是0，1，2，或3，

[0275] R7每次出现时分别为氢或C1-C6烷基，

[0276] R8每次出现时分别为氢，-OR7，-NR7R7，或C1-C6烷基，

[0277] R9每次出现时分别为C1-C6烷基，芳基，或-OR10，和

[0278] R10每次出现时分别为C1-C6烷基或芳基。

[0279] 在这些实施方式的一些中，E可以选自-CH2-和-C(R10)2-，其中R10如上定义。

[0280] 在一些实施方式中，催化剂钴络合物可以包括由下式限定的络合物

[0281]

[0282] 其中

[0283] Z每次出现时独立地为，卤素，C1-C6烷基，或芳基，

[0284] n是0，1，2，或3，

[0285] E是-CH2-，-C(R10)2-，-NR7-，-S-，或-O-，

[0286] R5每次出现时分别为卤素，-OR7，-NR7R7，-C(＝O)R8，腈基，C1-C6烷基，芳基，或C1-C6卤代烷基，

[0287] m是0，1，2，或3，

[0288] L是-OR10或-NR10R10，

[0289] R7每次出现时分别为氢或C1-C6烷基，

[0290] R8每次出现时分别为氢，-OR7，-NR7R7，或C1-C6烷基，

[0291] R9每次出现时分别为C1-C6烷基，芳基，或-OR10，和

[0292] R10每次出现时分别为C1-C6烷基或芳基。

[0293] 在一些实施方式中，催化剂钴络合物可以包括由下式限定的络合物

[0294]

[0295] 其中

[0296] Z每次出现时独立地为，卤素，C1-C6烷基，或芳基，

[0297] n是0，1，2，或3，

[0298] E是-CH2-，-C(R10)2-，-NR7-，-S-，或-O-，

[0299] R5每次出现时分别为卤素，-OR7，-NR7R7，-C(＝O)R8，腈基，C1-C6烷基，芳基，或C1-C6卤代烷基，

[0300] m是0，1，2，或3，

[0301] R7每次出现时分别为氢或C1-C6烷基，

[0302] R8每次出现时分别为氢，-OR7，-NR7R7，或C1-C6烷基，

[0303] R9每次出现时分别为C1-C6烷基，芳基，或-OR10，和

[0304] R10每次出现时分别为C1-C6烷基或芳基。

[0305] 在这些实施方式的一些中，E可以选自-CH2-和-C(R10)2-，其中R10如上定义。

[0306] 在一些实施方式中，催化剂钴络合物可以包括由下式限定的络合物

[0307]

[0308] 其中

[0309] Z每次出现时独立地为，卤素，C1-C6烷基，或芳基，

[0310] n是0，1，2，或3，

[0311] R5每次出现时分别为卤素，-OR7，-NR7R7，-C(＝O)R8，腈基，C1-C6烷基，芳基，或C1-C6卤代烷基，

[0312] m是0，1，2，或3，

[0313] L是-OR10或-NR10R10，

[0314] R7每次出现时分别为氢或C1-C6烷基，

[0315] R8每次出现时分别为氢，-OR7，-NR7R7，或C1-C6烷基，和

[0316] R10每次出现时分别为C1-C6烷基或芳基。

[0317] 在一些实施方式中，催化剂钴络合物可以包括由下式限定的络合物

[0318]

[0319] 其中

[0320] Z每次出现时独立地为，卤素，C1-C6烷基，或芳基，

[0321] n是0，1，2，或3，

[0322] E是-CH2-，-C(R10)2-，-NR7-，-S-，或-O-，

[0323] R5每次出现时分别为卤素，-OR7，-NR7R7，-C(＝O)R8，腈基，C1-C6烷基，芳基，或C1-C6卤代烷基，

[0324] m是0，1，2，或3，

[0325] R7每次出现时分别为氢或C1-C6烷基，

[0326] R8每次出现时分别为氢，-OR7，-NR7R7，或C1-C6烷基，

[0327] R9每次出现时分别为C1-C6烷基，芳基，或-OR10，和

[0328] R10每次出现时分别为C1-C6烷基或芳基。

[0329] 在这些实施方式的一些中，E可以选自-CH2-和-C(R10)2-，其中R10如上定义。

[0330] 在一些实施方式中，催化剂钴络合物可以包括由下式限定的络合物

[0331]

[0332] 其中

[0333] Z每次出现时独立地为，卤素，C1-C6烷基，或芳基，

[0334] n是0，1，2，或3，

[0335] E是-CH2-，-C(R10)2-，-NR7-，-S-，或-O-，

[0336] R5每次出现时分别为卤素，-OR7，-NR7R7，-C(＝O)R8，腈基，C1-C6烷基，芳基，或C1-C6卤代烷基，

[0337] m是0，1，2，或3，

[0338] L是-OR10或-NR10R10，

[0339] R7每次出现时分别为氢或C1-C6烷基，

[0340] R8每次出现时分别为氢，-OR7，-NR7R7，或C1-C6烷基，和

[0341] R10每次出现时分别为C1-C6烷基或芳基。

[0342] 在这些实施方式的一些中，E可以选自-CH2-和-C(R10)2-，其中R10如上定义。

[0343] 在一些实施方式中，催化剂钴络合物可以包括由下式限定的络合物

[0344]

[0345] 其中

[0346] Z每次出现时独立地为，卤素，C1-C6烷基，或芳基，

[0347] n是0，1，2，或3，

[0348] R5每次出现时分别为卤素，-OR7，-NR7R7，-C(＝O)R8，腈基，C1-C6烷基，芳基，或C1-C6卤代烷基，

[0349] m是0，1，2，3，或4，

[0350] R7每次出现时分别为氢或C1-C6烷基，

[0351] R8每次出现时分别为氢，-OR7，-NR7R7，或C1-C6烷基，和

[0352] R11和R12各自分别选自氢、卤素、-OR7、-NR7R7、-C(＝O)R8、腈基、C1-C6烷基、芳基、或C1-C6卤代烷基，或者R11和R12与同它们相连的碳原子共同形成任选取代有1至4个分别选自以下的取代基的苯环：卤素、-OR7、-NR7R7、-C(＝O)R8、腈基、C1-C6烷基、芳基、或C1-C6卤代烷基。

[0353] 在一些实施方式中，催化剂钴络合物可以包括由下式限定的络合物

[0354]

[0355] 其中

[0356] Z每次出现时独立地为，卤素，C1-C6烷基，或芳基，

[0357] n是0，1，2，或3，

[0358] R5每次出现时分别为卤素，-OR7，-NR7R7，-C(＝O)R8，腈基，C1-C6烷基，芳基，或C1-C6卤代烷基，

[0359] m是0，1，2，3，或4，

[0360] B是-P(R9)2，-OR10或-NR10R10，

[0361] R7每次出现时分别为氢或C1-C6烷基，

[0362] R8每次出现时分别为氢，-OR7，-NR7R7，或C1-C6烷基,

[0363] R9每次出现时分别为C1-C6烷基，芳基，或-OR10，

[0364] R10每次出现时分别为C1-C6烷基或芳基，

[0365] R11和R12各自分别选自氢、卤素、-OR7、-NR7R7、-C(＝O)R8、腈基、C1-C6烷基、芳基、或C1-C6卤代烷基，或者R11和R12与同它们相连的碳原子共同形成任选取代有1至4个分别选自以下的取代基的苯环：卤素、-OR7、-NR7R7、-C(＝O)R8、腈基、C1-C6烷基、芳基、或C1-C6卤代烷基，和

[0366] R13和R14各自分别选自氢、卤素、-OR7、-NR7R7、-C(＝O)R8、腈基、C1-C6烷基、芳基、或13 14
C1-C6卤代烷基，或者R 和R 与同它们相连的碳原子共同形成任选取代有1至4个分别选自以下的取代基的苯环：卤素、-OR7、-NR7R7、-C(＝O)R8、腈基、C1-C6烷基、芳基、或C1-C6卤代烷基。

[0367] 在一些实施方式中，催化剂钴络合物可以包括由下式限定的络合物

[0368]

[0369] 其中

[0370] Z每次出现时独立地为，卤素，C1-C6烷基，或芳基，

[0371] n是0，1，2，或3，

[0372] B是-P(R9)2，-OR10或-NR10R10，

[0373] R9每次出现时分别为C1-C6烷基，芳基，或-OR10，

[0374] R10每次出现时分别为C1-C6烷基或芳基，

[0375] R11和R12各自分别选自氢、卤素、-OR7、-NR7R7、-C(＝O)R8、腈基、C1-C6烷基、芳基、或11 12
C1-C6卤代烷基，或者R 和R 与同它们相连的碳原子共同形成任选取代有1至4个分别选自以下的取代基的苯环：卤素、-OR7、-NR7R7、-C(＝O)R8、腈基、C1-C6烷基、芳基、或C1-C6卤代烷基，和

[0376] R13和R14各自分别选自氢、卤素、-OR7、-NR7R7、-C(＝O)R8、腈基、C1-C6烷基、芳基、或C1-C6卤代烷基，或者R13和R14与同它们相连的碳原子共同形成任选取代有1至4个分别选自以下的取代基的苯环：卤素、-OR7、-NR7R7、-C(＝O)R8、腈基、C1-C6烷基、芳基、或C1-C6卤代烷基，

[0377] R15和R16各自分别选自氢、卤素、-OR7、-NR7R7、-C(＝O)R8、腈基、C1-C6烷基、芳基、或C1-C6卤代烷基，或者R15和R16与同它们相连的碳原子共同形成任选取代有1至4个分别选自以下的取代基的苯环：卤素、-OR7、-NR7R7、-C(＝O)R8、腈基、C1-C6烷基、芳基、或C1-C6卤代烷基，

[0378] R7每次出现时分别为氢或C1-C6烷基，和

[0379] R8每次出现时分别为氢，-OR7，-NR7R7，或C1-C6烷基。

[0380] 在一些实施方式中，催化剂钴络合物可以包括含有双齿配体的钴螯合物。例如，在一些实施方式中，催化剂钴络合物可以包括由下式限定的络合物

[0381]

[0382] 其中

[0383] Z每次出现时独立地为，卤素，C1-C6烷基，或芳基，

[0384] n是2，

[0385] R5每次出现时分别为卤素，-OR7，-NR7R7，-C(＝O)R8，腈基，C1-C6烷基，芳基，或C1-C6卤代烷基，

[0386] m是0，1，2，3，或4，

[0387] R6选自以下：

[0388]

[0389] R7每次出现时分别为氢或C1-C6烷基，和

[0390] R8每次出现时分别为氢，-OR7，-NR7R7，或C1-C6烷基。

[0391] 在一些实施方式中，催化剂钴络合物可以包括仅含有单齿配体的钴络合物。例如，催化剂钴络合物可以包括Py2Co(CH2SiMe3)2。

[0392] 在一些实施方式中，催化剂钴络合物可以包括桥联的双钴络合物。例如，催化剂钴络合物可以包括[(Cp*Co)2-μ-(η4:η4-甲苯)]。

[0393] 方法可以包括使芳族底物与任何催化有效量的催化剂钴络合物接触。在一些情况下，芳族底物可以与0.5mol％至5.0mol％的催化剂钴络合物(例如，1.0mol％至3.0mol％)接触，基于硼化反应中存在的芳族底物的摩尔数。

[0394] 硼化试剂可以是本领域已知可作为硼化试剂的任何适宜的HB或B—B有机化合物。可以根据多种因素选择适宜的硼化试剂，包括关于所得硼化芳烃的所需反应性的考量。示例性的硼化试剂包括以下所示的HB或B—B有机化合物。

[0395]

[0396] 在一些实施方式中，硼化试剂选自频哪醇硼烷(HBPin)，儿茶酚硼烷，双(新戊基乙二醇)二硼，双(频哪醇)二硼(B2Pin2)，双(亚己基乙二醇)二硼，和双(儿茶酚)二硼。在某些实施方式中，硼化试剂是频哪醇硼烷(HBPin)或双(频哪醇)二硼(B2Pin2)。

[0397] 硼化试剂可以按任何适宜的量加入到硼化反应中。例如，在一些实施方式中，硼化试剂在硼化反应中的存在量可以为1摩尔当量硼化试剂每摩尔存在于硼化反应中的芳族底物至5摩尔当量硼化试剂每摩尔存在于硼化反应中的芳族底物(例如，1摩尔当量硼化试剂每摩尔存在于硼化反应中的芳族底物至3摩尔当量硼化试剂每摩尔存在于硼化反应中的芳族底物)。

[0398] 使用本申请所述方法制备的硼化芳烃可以用于其它化学反应，包括交叉偶联反应，例如Suzuki-类型交叉偶联反应。Suzuki-类型交叉偶联反应是本领域已知的，并且可以用于使有机卤化物和有机硼烷在碱和适宜催化剂的存在下交叉偶联。参见，例如，Miyaura，N.and Suzuki，A.Chem.Rev.1995，95，2457，Stanforth，S.P.Tetrahedron 1998，54，263，Lipshutz，et al.，Synthesis 2005，2989，和Lipshutz，et al.，Organic Letters 2008，10，4279。有机卤化物可以是不饱和的卤化物或类卤化物(例如，三氟甲磺酸基(OTf))，例如芳基卤化物或类卤化物或乙烯基卤化物或类卤化物。

[0399] 在一些实施方式中，本申请所述的方法可以进一步包括使硼化芳族化合物与选自芳基卤化物、芳基类卤化物、乙烯基卤化物、和乙烯基类卤化物的反应物和过渡金属催化剂接触，从而使硼化芳族化合物和反应物交叉偶联。例如，(4-氯-2-氟-3-取代的)硼酸酯可以经历与4-乙酰氨基-3,6-二氯吡啶甲酸甲酯的交叉偶联反应以制备或形成6-(4-氯-2-氟-3-取代的-苯基)-4-氨基吡啶甲酸酯。在另一个实例中，(4-氯-2-氟-3-取代的)硼酸酯可以经历与6-乙酰氨基-2-氯嘧啶-4-甲酸甲酯、或其未保护的类似物6-氨基-2-氯嘧啶-4-甲酸的交叉偶联反应。

[0400] Suzuki交叉偶联反应可以在钯催化剂、配体、和碱的存在下进行。在至少一些实施方式中，钯催化剂是醋酸钯(II)(Pd(OAc)2)，碱是碳酸钾(K2CO3)水溶液，配体是三苯基膦(PPh3)。交叉偶联反应可以在溶剂中进行，所述溶剂例如为甲基异丁基酮(MIBK)，乙腈(MeCN)，乙酸乙酯(EtOAc)，水，或其组合。

[0401] 通过非限制性说明，本申请某些实施方式的实施例在以下给出。

[0402] 实施例

[0403] 材料和方法

[0404] 除非另有说明，否则反应在烘箱干燥的玻璃器具中在氮气气氛下在磁力搅拌下进1
行，且反应由质子核磁共振(H-NMR)波谱监测。四氢呋喃在氮气下由钠/苯甲酮新鲜蒸馏。
Py2Co(CH2SiMe3)2和(Cp*Co)2(η4:η4-甲苯)根据既定的文献过程合成。快速色谱或柱色谱使用购自Silicycle(Quebec City，Canada)的硅胶(230-400目)进行。1H NMR、13C NMR和19F NMR谱使用装备有运行VnmrJ 3.2A的7600AS 96样品自动采样器的Agilent DirectDrive2
1 13 19
500MHz NMR波谱仪(对于 H NMR为500MHz，对于 C NMR为125MHz，对于 F NMR为470MHz，对于11B NMR为160MHz)记录。熔点在Thomas-Hoover毛细管熔点仪器上测量。

[0405] 使用Py2Co(CH2SiMe3)2作为催化剂进行溶剂筛选

[0406] 在充有氮气的手套箱内，在3毫升(mL) 小瓶中装入Py2Co(CH2SiMe3)2(9.8毫克(mg)，0.025毫摩尔(mmol)，5mol％)和间二甲苯(306微升(μL)，2.5mmol)。先后添加适当的溶剂(1.0mL)和HBPin(73μL，0.5mmol)。将小瓶封闭，放进手套箱外的50℃油浴中，并加热24小时(h)。将反应冷却至室温，取出样品并通过气相色谱(GC)分析。结果示于表1。

[0407] 表1.使用Py2Co(CH2SiMe3)2作为催化剂时对溶剂的筛选。

[0408]

[0409]

[0410] a收率是校准的GC收率。

[0411] 尝试使用3-三氟甲基甲苯作为底物

[0412] 在充有氮气的手套箱内，在3mL 小瓶中先后装入Py2Co(CH2SiMe3)2(9.8mg，0.025mmol，5mol％)、3-三氟甲基甲苯(349μL，2.5mmol)、和HBPin(73μL，0.5mmol)。
将小瓶封闭，从手套箱中取出，并在室温搅拌。在16h之后，将样品从反应混合物中取出并通过GC分析。未观察到硼化产物。

[0413] 尝试用Py2Co(CH2SiMe3)2作为催化剂将含溴或含氯底物硼化

[0414] 在充有氮气的手套箱内，在3mL 小瓶中先后装入Py2Co(CH2SiMe3)2(9.8mg，0.025mmol，5mol％)、3-溴甲苯(303μL，2.5mmol)、和HBPin(73μL，0.5mmol)。将小瓶封闭，从手套箱中取出，并在50℃加热。在24h之后，将样品从反应混合物中取出，通过气相色谱-质谱(GC-MS)对样品分析表明存在源自溴-硼交换的硼化产物，其量与钴装载量呈化学计量比。当2-氯甲苯用作底物时，通过GC-MS在粗反应混合物中观察到氯-硼交换产物。

[0415] 使用(Cp*Co)2(η4:η4-甲苯)作为催化剂将间二甲苯硼化的溶剂和浓度筛选[0416] 在充有氮气的手套箱内，在3mL 小瓶中装入(Cp*Co)2(η4:η4-甲苯)(12mg，0.025mmol，5mol％)和B2Pin2(127mg，0.5mmol)。先后添加适当的溶剂(1.0mL)和间二甲苯(306μL，2.5mmol)。将小瓶封闭，盖上盖子，从手套箱中取出，并在80℃加热24h。之后，将反应小瓶冷却至温室，将样品从反应混合物中取出进行GC分析。结果示于表2。使用相同的条件、但是改变THF的体积评价浓度的影响(表2)。发现，通过增加反应物的浓度，转化率增加，但是，对芳族硼化的选择性降低。

[0417] 表2.使用(Cp*Co)2(η4:η4-甲苯)作为催化剂将间二甲苯硼化时对溶剂和浓度的筛选。

[0418]

[0419]

[0420] a收率是校准的GC收率。

[0421] b反应进行18h。

[0422] 使用(Cp*Co)2(η4:η4-甲苯)进行间二甲苯硼化时对外部配体的筛选

[0423] 在充有氮气的手套箱内，在3mL 小瓶中装入(Cp*Co)2(η4:η4-甲苯)(12mg，0.025mmol，5mol％)、B2Pin2(127mg，0.5mmol)、以及下述配体之一：Ph3P(6.6mg，
0.025mmol，5mol％)，4-(二甲基氨基)吡啶(DMAP；3.0mg，0.025mmol，5mol％)，1,10-邻菲咯啉(phen；2.2mg，0.0125mmol，2.5mol％)，三环己基膦(Cy3P；7.0mg，0.025mmol，5mol％)，或吡啶(Py；2.0μL，0.025mmol，5mol％)。先后添加四氢呋喃(1.0mL)和间二甲苯(306μL，
2.5mmol)。将小瓶封闭，盖上盖子，从手套箱中取出，并在80℃加热24h。加热结束后，将反应小瓶冷却至室温，将样品从反应混合物中取出进行GC分析。结果示于表3。

[0424] 表3.使用(Cp*Co)2(η4:η4-甲苯)进行间二甲苯硼化时对外部配体的筛选[0425]

[0426] a收率是校准的GC收率。

[0427] 尝试将3-三氟甲基苯甲酸甲酯硼化

[0428] 在充有氮气的手套箱内，在3mL 小瓶中装入(Cp*Co)2(η4:η4-甲苯)(12mg，0.025mmol，5mol％)和B2Pin2(127mg，0.5mmol)。先后添加四氢呋喃(0.5mL)和3-三氟甲基苯甲酸甲酯(236μL，1.5mmol)。将小瓶盖上盖子，从手套箱中取出，并在80℃加热17h。
加热结束后，将反应小瓶冷却至室温，取出样品进行分析。GC分析显示不存在硼化产物。

[0429] 使用(Cp*Co)2(η4:η4-甲苯)将3-氟甲苯硼化

[0430] 在充有氮气的手套箱内，在3mL 小瓶中装入(Cp*Co)2(η4:η4-甲苯)(12mg，0.025mmol，5mol％)和B2Pin2(127mg，0.5mmol)。先后添加四氢呋喃(0.5mL)和3-氟甲苯(167μL，1.5mmol)。将小瓶盖上盖子，从手套箱中取出，并在80℃加热21h。并在80℃加热，将反应小瓶冷却至室温，取出样品进行分析。从19F-NMR谱判断，观察到25％的转化率(基于B2Pin2)。从19F-NMR谱确定2-(3-氟-5-甲基苯基)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧硼戊环与2-(2-氟-4-甲基苯基)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧硼戊环的比率为1.4:1。2-(3-氟-5-甲基苯基)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧硼戊环：19F NMR(283MHz，CDCl3)δ-115.4。2-(2-氟-4-甲基苯基)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧硼戊环：19F NMR(283MHz，CDCl3)δ-103.8—-
103.9。

[0431] 使用CoCl2和Zn进行间二甲苯硼化时对外部配体的筛选

[0432] 使用方案1所示的通用过程评价包括各种含膦或含氮配体的基于钴的体系在间二甲苯硼化中的性能。在充有氮气的手套箱内，在3mL 小瓶中装入CoCl2(6.5mg，0.05mmol，10mol％)、配体(0.05mmol，10mol％)、和Zn粉(9.8mg，0.15mmol，30mol％)。然后添加1.0mL的THF。向所得溶液先后添加间二甲苯(183μL，1.5mmol)和硼源(0.5mmol)。然后将小瓶盖上盖子并从手套箱中取出。将反应混合物在80℃加热16-20h。加热之后，取出等份并通过气相色谱进行分析。在所有情况下，未检测到硼化产物。

[0433] 方案1.使用CoCl2和Zn进行间二甲苯硼化时对外部配体的筛选

[0434]

[0435] 使用包括双齿配体的钴络合物进行硼化

[0436] 评价钴络合物作为硼化反应的催化剂的性能，所述络合物包括含有吡啶部分和亚胺部分两者的双齿配体。该类型的配体可通过2-吡啶甲醛与适当苯胺的缩合反应获得。吡啶基亚胺-配位的钴氯化物络合物1-4使用文献过程制备。参见，例如，Zhu，D.et al.Organometallics 2010，29，1897。所有络合物均分离为氯化物桥联的二聚物。可以替换氯化物配体以使这些络合物活化可进行硼化。

[0437]

[0438] 在第一个实验中，钴络合物1上的氯化物配体通过与LiCH2TMS反应进行替换，形成络合物5。然后评价络合物5作为间二甲苯硼化反应的催化剂的性能。在充有氮气的手套箱内，在3mL 小瓶中装入钴络合物5(11.1mg，0.025mmol，5mol％)和间二甲苯(183μL，1.5mmol)。然后添加HBpin(73μL，0.5mmol)。将小瓶盖上盖子并从手套箱中取出。然后将反应在50℃加热15h。通过气相色谱进行分析显示基于HBpin的29％的转化率。尽管具有催化活性，但是发现络合物5对于延长储存是不稳定的。

[0439] 方案2.用钴络合物5进行间二甲苯硼化。

[0440]

[0441] 络合物1-4的活化也可以使用还原性金属(例如，镁或锌)实现以减少钴中心和除去一个或全部两个氯化物配体。

[0442] 在使用2.5mol％的1、12mol％的Rieke’s Mg、3当量间二甲苯和HBpin(1当量)在50℃进行的初始实验中，未观察到硼化产物。但是，在THF中在80℃进行反应，获得48％的总转化率，其中41％为化合物6。观察到苄位硼化与间位硼化比率为27:1。

[0443] 当络合物3用作催化剂在相同条件下进行反应时(方案3)，通过GC检测到稍低的总转化率(38％)。具体地，在充有氮气的手套箱内，在3mL 小瓶中装入钴络合物3(19.8mg，0.025mmol，2.5mol％)和活性Mg(2.4mg，0.1mmol，10mol％)。然后添加0.5mL的THF。将所得混合物搅拌5min。然后先后添加间二甲苯(367μL，3.0mmol)和HBpin(145μL，1.0mmol)。将小瓶盖上盖子并从手套箱中取出。然后将反应混合物在80℃加热16h。通过GC的分析显示基于HBpin的38％的转化率，其中34％确定为苄位硼化产物6。

[0444] 当锌或 (LiHBEt3，1.0M在THF中)用于代替镁时，未观察到硼化产物。也制备钴络合物3的溴化亚铁(II)类似物，并测试其在使用Rieke’s Mg的硼化反应中的活性。当使用间二甲苯或3-三氟间底物时，未检测到硼化产物。

[0445] 方案3.使用Rieke’s Mg作为活化剂进行间二甲苯硼化

[0446]

[0447] 也研究使用格氏试剂进行的络合物1-4的活化。在第一个实验中，评价作为催化剂体系的络合物1和EtMgBr。间二甲苯以42％的总转化率被硼化。同样，苄位硼化产物6是主产物，通过GC检测为37％(方案4)。遗憾的是，3次试验的转化率为0-42％。

[0448] 方案4.使用EtMgBr作为活化剂进行间二甲苯硼化

[0449]

[0450] 使用类似的条件，研究用各种格氏试剂进行钴络合物3的活化。在充有氮气的手套箱内，在3mL 小瓶中装入钴络合物3(19.8mg，0.025mmol，2.5mol％)。先后添加THF(0.5mL)和间二甲苯(367μL，3.0mmol)。接着，逐滴添加格氏试剂(0.1mmol，10mol％)。然后将所得混合物搅拌约5min。然后添加HBpin(145μL，1.0mmol)。将小瓶盖上盖子并从手套箱中取出。将反应混合物在80℃加热21h。加热之后，取出等份，通过气相色谱进行分析。结果列于以下表1。

[0451] 当使用EtMgBr作为活化剂时，观察到硼化反应结果出现显著变化。在6次试验中，获得31-92％的转化率(表1，条目2)。CyMgCl在5次试验中得到79-92％的转化率(表1，条目4)。在使用MeMgCl作为活化剂的两次试验中，观察到转化率为57-84％(表1，条目1)。用体积大的tBuMgCl得到低转化率，当PhMgCl用作催化剂活化剂时未观察到有硼化产物。

[0452] 表1.使用钴络合物3以及作为活化剂的各种格氏试剂进行间二甲苯硼化

[0453]

[0454]

[0455] 也筛选其它有机金属试剂例如Bu2Mg或Et2Zn是否可作为用作钴络合物3的活化剂的潜在还原剂。当二乙基锌用作催化剂活化剂时，通过GC未检测到硼化产物。但是，当使用二正丁基镁时，观察到75％间二甲苯转化为(62％苄位硼化产物6)硼化产物。

[0456] 在间二甲苯的硼化中，比较钴络合物4(含有体积较大的吡啶基亚胺配体)与钴络合物3的活性。使用钴络合物4进行的硼化反应得到63％的总转化率，检测到硼化化合物6为57％(方案5)。但是，相比于催化剂3，钴络合物4得到稍低的转化率。未观察到选择性存在显著差异。

[0457] 方案5.使用钴催化剂4和作为活化剂的CyMgCl进行间二甲苯硼化

[0458]

[0459] 发现活化剂(例如，格氏试剂)的量以及试剂的添加顺序会影响硼化反应。如果使用5或20mol％的格氏试剂(例如，EtMgBr和CyMgCl)，则通过GC未发现硼化产物。试剂添加顺序也会影响反应结果。在表1中所述反应的情况下，首先使催化剂悬浮于THF和间二甲苯中。然后将格氏试剂缓慢添加到混合物中。将所得混合物搅拌约5min；然后将HBpin添加到反应中。但是，如果改变试剂的添加顺序使得格氏试剂是最后添加到反应混合物中的试剂(在HBpin之后)，则总反应转化率显著降低(使用EtMgBr为34％；使用CyMgCl为13％)。也发现添加作为外部配体的吡啶会使反应停止。

[0460] 研究硼化机理

[0461] 假设硼化反应可以通过自由基机理或离子机理进行。如果硼化反应通过自由基途径进行，则可预期的是将自由基清除剂添加到硼化反应中应该会使反应减慢或停止。

[0462] 硼化反应在1-辛烯和9,10-二氢蒽存在下进行(方案6)。当存在烯烃时，通过GC-MS检测到1-辛烯的加成硼氢化反应，未观察到源自间二甲苯的硼化产物。类似地，当存在9,10-二氢蒽时，未观察到源自间二甲苯的硼化产物。但是，在这种情况下，未通过GC或GC-MS检测到蒽(9,10-二氢蒽与自由基物质的反应的预期产物)。

[0463] 方案6.在1-辛烯和9,10-二氢蒽存在下进行的硼化反应

[0464]

[0465] 为了更好地阐释反应机理，对异丙基甲苯用作硼化的底物。如果对异丙基甲苯的硼化是通过自由基中间体进行的，则可预期在反应过程中形成的伯自由基和叔自由基之间存在平衡。预期这可导致形成两种硼化产物。

[0466] 在第一个实验中，对异丙基甲苯的硼化使用钴络合物3以及作为活化剂的EtMgCl进行。在充有氮气的手套箱内，在3mL 小瓶中装入钴络合物3(19.8mg，0.025mmol，2.5mol％)。接着，添加THF(0.5mL)和对异丙基甲苯(468μL，3.0mmol)。然后逐滴添加EtMgCl(2.0M，在MeTHF中)(50μL，0.1mmol)。然后将所得混合物搅拌约5min。然后添加HBpin(145μL，1.0mmol)。将小瓶盖上盖子并从手套箱中取出。将反应混合物在80℃加热
21h。通过GC的分析显示19％转化为单一异构体，基于HBpin(方案7)。使用CyMgCl或MeMgCl作为活化剂进行该反应并未得到硼化产物。

[0467] 方案7.使用络合物3以及使用EtMgCl作为活化剂进行对异丙基甲苯硼化

[0468]

[0469] 接着，进行竞争实验，其中使等摩尔量的间二甲苯和对异丙基甲苯进行硼化(方案8)。在充有氮气的手套箱内，在3mL 小瓶中装入钴络合物3(19.8mg，0.025mmol，
2.5mol％)。添加THF(0.5mL)、间二甲苯(367μL，3.0mmol)、和对异丙基甲苯(468μL，
3.0mmol)。然后逐滴添加CyMgCl(1.0M，在MeTHF中)(100μL，0.1mmol)。然后将所得混合物搅拌约5min。然后添加HBpin(145μL，1.0mmol)。将小瓶盖上盖子并从手套箱中取出。将反应混合物在80℃加热21h。通过GC的分析显示：间二甲苯的转化率为72％(基于HBpin)，对异丙基甲苯的转化率为7％(基于HBpin)。

[0470] 对异丙基甲苯是良好的氢原子供体，其可通过氢原子转移形成稳定的叔苄基自由基。假定对异丙基甲苯在竞争反应中并未阻止间二甲苯的硼化，则可能的是这些钴催化的硼化反应并非经自由基途径进行。

[0471] 方案8.使用钴络合物3以及使用CyMgCl作为活化剂进行等摩尔间二甲苯和对异丙基甲苯的混合物的硼化

[0472]

[0473] 使用十二烷基溴化镁作为活化剂研究来自格氏试剂的烷基残余物的去向。在催化反应条件下，通过GC和GC-MS检测到痕量的十二烷。十二烷的量化通过来自钴络合物3和十二烷基溴化镁之间的化学计量反应的等分样品的GC分析进行。从该化学计量反应，十二烷以70％的收率形成；但是，通过GC-MS也检测到其它未经辨认的含C12产物。

[0474] 也尝试几种其它底物的硼化反应。当4-甲氧基甲苯用作底物时，通过GC观察到痕量的产物。使用3-氟甲苯或2,6-二甲基吡啶未观察到硼化反应。

[0475] 假设硼化反应可包括钴络合物中的卤化物配体与烷氧基的交换。为研究该可能性，使用钴络合物3以及作为活化剂的KOtBu进行间二甲苯的硼化。在充有氮气的手套箱内，在3mL 小瓶中装入钴络合物3(19.8mg，0.025mmol，2.5mol％)和KOtBu(17mg，0.15mmol)。然后添加THF(0.5mL)。然后将所得混合物搅拌约5min。然后，添加间二甲苯(367μL，3.0mmol)和B2pin2(254mg，1.0mmol)。将小瓶盖上盖子并从手套箱中取出。将反应混合物在80℃加热17h。通过GC的分析显示间二甲苯的转化率为8％，基于B2pin2，其中苄位硼化产物与间位硼化产物的比率为1:2(方案9)。使用HBpin未观察到反应。使用NaOtBu可实现类似的转化率。其它碱例如LiOtBu、K2CO3、K3PO4、和KOAc无效。

[0476] 方案9.钴络合物3和作为活化剂的KOtBu进行间二甲苯硼化

[0477]

[0478] 使用包括N-杂环卡宾(NHC)的钴络合物进行硼化

[0479] 评价包括N-杂环卡宾(NHC)作为配体的钴络合物作为硼化催化剂的性能。在使用作为钴源的CoCl2、作为卡宾前体的NHC-1、和碱(KOtBu)的情况下，活性钴催化剂可以原位形成，且可成功实现间二甲苯的硼化(方案10)。

[0480] 在充有氮气的手套箱内，在3mL 小瓶中装入氯化钴(6.5mg，0.05mmol，5mol％)、1,3-二异丙基-1H-咪唑-3- 氯化物(18.9mg，0.1mmol)和KOtBu(22.4mg，
0.2mmol)。添加THF(0.5mL)，并将所得混合物搅拌约10min。形成紫色溶液。然后，添加间二甲苯(367μL，3.0mmol)和HBpin(145μL，3.0mmol)。将小瓶盖上盖子并从手套箱中取出。然后将反应混合物在80℃加热16h。通过GC的分析显示间二甲苯的转化率为40％，基于HBpin。在相同的反应条件下，B2pin2没有得到任何一种硼化产物。在相同的反应条件下，乙苯给出了起始原料的转化率为56％(45％转化为苄位硼化产物)。

[0481] 方案10.使用原位形成的卡宾-配位的钴络合物进行间二甲苯硼化

[0482]

[0483] 假设以上反应中的活性硼化催化剂是在硼化反应过程中原位形成的NHC-配位的钴烷氧基化物。为测试这一假设，合成并分离假设的活性硼化催化剂(NHC-1)。简言之，CoCl2与NHC-1在KOtBu碱存在下反应，在重结晶之后以88％的收率得到钴催化剂8(方案11)。

[0484] 在充有氮气的手套箱内，在烘箱干燥的烧瓶中装入CoCl2(168mg，1.3mmol)和1,3-二异丙基-1H-咪唑-3- 氯化物(490mg，2.6mmol)。然后先后添加THF(8mL)和KOtBu(583mg，5.2mmol)。将所得混合物在手套箱内搅拌1h。然后，真空移除溶剂，使残余物悬浮于甲苯中，并使其过滤通过收集滤液，真空移除溶剂，得到635mg深紫色结晶物质。在-35℃从戊烷中重结晶可得到582mg(88％)的钴络合物8。单晶X-射线衍射证实了该结构。1H NMR(500MHz，苯-d6，ppm)δ41.70(s，4H)39.00(br s，4H)8.76(br s，18H)2.31(br s，24H)。

[0485] 方案11.合成钴络合物8

[0486]

[0487] 然后评价钴络合物8作为硼化催化剂的性能。在充有氮气的手套箱内，在3mL小瓶中装入钴络合物8(5.1mg，0.01mmol，2mol％)。然后先后添加THF(0.25mL)和间二甲苯(183μL，1.5mmol)。然后添加HBpin(73μL，0.5mmol)。将小瓶盖上盖子并从手套箱中取出。然后将反应混合物在80℃加热16h。通过GC的分析显示间二甲苯的转化率为80％，基于HBpin。62％的单硼化产物6与13％的偕-diBpin产物9一起形成。

[0488] 方案12.使用络合物8进行间二甲苯硼化

[0489]

[0490] 在另一个实验中，硼化反应使用底物作为限制试剂进行。在充有氮气的手套箱内，在3mL 小瓶中装入钴络合物8(10.2mg，0.02mmol，2mol％)。接着，添加THF(0.25mL)和间二甲苯(122μL，1.0mmol)。然后，添加HBpin(290μL，2.0mmol)。将小瓶盖上盖子并从手套箱中取出。将反应混合物在80℃加热17h。通过GC的分析显示间二甲苯的转化率为71％：37％的单硼化产物6与29％的偕-diBpin产物9和5％的未经确认的diBpin产物一起形成。

[0491] 也观察到，如果将催化量的HBpin添加到活性钴前催化剂8中，则B2pin2可以用作主要硼源。在充有氮气的手套箱内，在3mL 小瓶中装入钴络合物8(10.2mg，0.02mmol，2mol％)。添加THF(0.5mL)和间二甲苯(122μL，1.0mmol)。然后，添加HBpin(11.6μL，0.08mmol，8mol％)和B2pin2(381mg，1.5mmol)。将小瓶盖上盖子并从手套箱中取出。将反应混合物在80℃加热16h。通过GC的分析显示间二甲苯的转化率为77％：31％的单硼化产物
6与40％的偕-diBpin产物9和6％的未经确认的diBpin产物一起形成。延长加热到至多40个小时并不会改善转化率和产物比率。产物的分离通过快速柱色谱在硅胶上使用戊烷-乙醚混合物作为洗脱液进行。4,4,5,5-四甲基-2-(3-甲基苄基)-1,3,2-二氧杂硼杂戊环以19％的收率分离为无色油状物。1H NMR(500MHz，CDCl3，ppm)δ7.14(dd，1H，J＝7.2，7.2Hz)7.02-
13
6.98(m，2H)6.95(d，1H，J＝7.5Hz)2.32(s，3H)2.27(s，2H)1.25(s，12H)。C NMR(125MHz，CDCl3，ppm)δ138.4，137.7，129.8，128.1，125.9，125.6，83.4，24.7，21.4，一个碳的信号未定位。11B NMR(160MHz，CDCl3，ppm)δ33.0。分离的2,2’-(间-甲苯基亚甲基)-二(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼杂戊环)收率为21％。1H NMR(500MHz，CDCl3，ppm)δ7.14-7.09(m，2H)
7.05(s，1H)6.92-6.88(m，1H)2.30(s，3H)2.27(s，1H)1.24(s，12H)1.23(s，12H)。11B NMR(160MHz，CDCl3，ppm)δ32.9。

[0492] 方案13.使用络合物8和B2pin2进行间二甲苯硼化(限制)

[0493]

[0494] 也评价另外的底物。4-氯甲苯的硼化得到痕量的卤素-硼交换产物。未检测到其它硼化产物。在反应条件下3-氟甲苯脱氟。在11B-NMR中仅观察到痕量的硼化物质。2-甲基噻吩在反应条件下无活性。在使用等摩尔量的2-甲基噻吩和间二甲苯的单独的实验中证实，噻吩可起到催化剂毒物的作为，因为没有观察到间二甲苯的硼化。通过GC和GC-MS也观察到2,6-二甲基吡啶的痕量硼化。

[0495] 使用3-甲基苯甲醚进行的反应得到源自还原-硼化顺序的产物的混合物。在充有氮气的手套箱内，在3mL 小瓶中装入钴络合物8(10.2mg，0.02mmol，2mol％)。然后添加0THF(0.24mL)和3-甲基苯甲醚(126μL，1.0mmol)。然后，添加HBpin(290μL，2.0mmol)。将小瓶盖上盖子并从手套箱中取出。将反应混合物在80℃加热18h。通过GC的分析显示：α-Bpin-甲苯的转化率为11％，α,α-diBpin-甲苯的转化率为25％，甲苯的转化率为
16％。

[0496] 所附权利要求的组合物和方法不限于本申请所述具体组合物和方法的范围，该具体组合物和方法意在说明权利要求的几个方面。功能等价的任何组合物和方法落入权利要求的范围内。除本申请所示和所述那些之外的组合物和方法的各种修改也意在落入所附权利要求的范围内。此外，尽管仅具体描述了本申请公开的某些代表性组合物和方法步骤，但是组合物和方法步骤的其它组合也意在落入所附权利要求的范围内，即使没有明确记载。因此，步骤、要素、组分、或构成部分的组合可大致在本申请明确提及，但是，即使未明确陈述，步骤、要素、组分、和构成部分的其它组合也包括在内。

[0497] 本申请使用的术语“包含”及其变型在使用时与术语“包括”及其变型同义，并且是开放式的非限制性术语。尽管术语“包含”和“包括”已经在本申请用于描述各种实施方式，但是术语“基本上由…组成”和“由…组成”可以用于代替“包含”和“包括”来提供本申请更具体的实施方式，并且这些也是公开的。除非另有提及，否则认为在说明书和权利要求书中使用的所有表示几何形状、尺寸的数目至少、且不试图限制权利要求范围等价物的适用原则地应按有效数字和普通四舍五入法解释。

[0498] 除非另有定义，否则本申请使用的所有技术和科学术语都具有与本公开发明所属领域技术人员所通常理解的相同的含义。本申请引用的出版物以及为其而引用的材料都明确通过参考并入本申请。

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