本文來源 | 小柯化學(xué)
10B的富集通常通過工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)中的三氟化硼（BF3）的化學(xué)交換蒸餾進(jìn)行。作為高豐度10B的起始原材料，10BF3主要轉(zhuǎn)化為10B(OH)3，該化合物主要用于核工業(yè)（圖1B）。無論是10BF3還是10B(OH)3都不能很好的作為硼化試劑將硼-10方便的引入到大量有機(jī)分子中。從合成的角度來看，BF3主要被用作路易斯酸，而不是將硼引入有機(jī)分子中。目前，將富集的10B方便地引入到各種有機(jī)分子中仍是迫切而具有挑戰(zhàn)的課題。
自從聯(lián)硼試劑，尤其是聯(lián)硼頻哪醇硼酸酯（B2pin2），被合成以來，各種硼化技術(shù)蓬勃發(fā)展，通過利用B2pin2作為硼化試劑合成了大量的有機(jī)硼化物，極大地促進(jìn)了有機(jī)硼化物在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用（圖1C）。聯(lián)硼試劑已成為目前合成過程中不可或缺的工具試劑。在現(xiàn)代合成化學(xué)中，B2pin2的使用仍繼續(xù)快速增長，用于合成各種有機(jī)硼化物。毫無疑問，有效合成富含10B的10B2pin2和其他的10B聯(lián)硼試劑，將有助于大規(guī)模合成含有高豐度10B的有機(jī)硼化物，以用于BNCT藥物的研發(fā)（圖1D）。然而，目前還沒有方法合成高豐度硼-10聯(lián)硼試劑。自然豐度的B2pin2通常由三氯化硼或三溴化硼合成而來，然而相應(yīng)高豐度硼-10的三氯化硼或三溴化硼難以獲得。鑒于高豐度硼-10的主要來源是通過分離三氟化硼獲得的，因此，由10BF3合成10B2pin2以及其他10B的聯(lián)硼試劑無疑具有重要的研究意義和應(yīng)用價(jià)值（圖1D）。
基于聯(lián)硼試劑如B2pin2在合成中的廣泛應(yīng)用價(jià)值，瞄準(zhǔn)BNCT技術(shù)對(duì)硼化學(xué)的需求，劉超研究員團(tuán)隊(duì)通過不斷嘗試，首先以自然豐度的三氟化硼作為原料進(jìn)行合成方法的最有條件探索（詳細(xì)內(nèi)容見論文），確定了以三氟化硼和二胺為原料，以氯硅烷作為氯化試劑，通過氟/氯交換、還原B-B成鍵策略成功實(shí)現(xiàn)了用三氟化硼直接合成聯(lián)硼化合物。在獲得最優(yōu)合成方法后，首先以商業(yè)可購買的高豐度10BF3作為起始原料，以克級(jí)規(guī)模合成了富含10B的聯(lián)硼試劑10B2dmeda2和10B2dmbda2（圖2A）。以合成的10B2dmeda2作為原料，通過酯交換或胺交換合成了高豐度的10B2pin2、10B2Epin2、10B2cat2、10B2neop2以及10Bpin-10Bdan（圖2B）。利用10B2pin2在氫氣條件下的銥催化氫解反應(yīng)合成了H10Bpin。這些同位素硼-10試劑的相應(yīng)自然豐度試劑已被廣泛應(yīng)用于合成結(jié)構(gòu)多樣的有機(jī)硼化物。這些硼-10試劑的合成無疑將為合成大量的有機(jī)硼-10化合物提供重要的物質(zhì)基礎(chǔ)。核磁和控制實(shí)驗(yàn)表明，反應(yīng)可能的機(jī)理為：BF3-OEt2首先在二異丙基乙基胺存在下與DMBDA反應(yīng)生成2a-F和四氟硼酸鹽[DIPEA-H]BF4。2a-F在DIPEA和SiCl4存在下進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為2a。同時(shí)，SiCl4對(duì)HBF4-DIPEA進(jìn)行氯化生成氯氟硼酸鹽，在DMBDA和SiCl4存在下進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為2a（圖2D）。最后氯代二胺硼在金屬鈉存在下還原生成聯(lián)硼試劑B2dmbda2。
https://doi.org/10.1016/j.chempr.2023.06.019
