【案例分享】CBS reduction of acetophenone followed by 11B NMR

核磁同位素学社

2023.2.10

背景在这个案例研究中，我们通过使用Spinsolve Multi X NMR系统对原子核11B和13C 的NMR测量，跟踪由苯乙酮3生成相应的醇5的典型对映选择性CBS (Corey, Bakshi, Shibata)还原反应的结果。立体选择性CBS还原最早由E.J. Corey等人于1987年报道[1]。他们使用了手性含硼催化剂2，这是该过程中的活性催化物质。

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反应从市售的预催化剂1开始，将一部分化合物2添加到预催化剂1的四氢呋喃(1M BH3*THF)的硼烷溶液中来活化。

方案1：用1M BH3*THF活化预催化剂1（23℃下5 min），用于CBS还原。

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该活化物质2作为苯乙酮3还原的催化剂。如方案2所示，还原的中间产物为化合物4，可以使用11B NMR进行谱图采集。最终的不对称醇产物5可在MeOH中使用HCl进行酸性处理后得到。对于这项研究，我们在得到4后停止了探究，主要应用Spinsolve 11B和13C NMR功能。

方案2：使用预先活化的催化剂2（10 mol%）在0.6 mL 1M BH3*THF溶液中CBS还原苯乙酮3（50 mg;0.4 mmol），制备相应的中间体4。

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为了跟踪参与催化CBS还原的硼，使用了Spinsolve Multi X，其X通道设置为11B。图1显示了不同结构的硼谱的叠加图：

a) CBS-Me预催化剂1在8ppm左右显示宽信号（橙色）

b) 1M BH3*THF溶液的谱图显示硼烷信号在-1 ppm左右（蓝色）

c)混合物，包括：游离的BH3*THF（蓝色）；活化的CBS-催化剂2的-N-BH3信号（黄色），对应于化学位移- 15ppm左右；1和2的单体/二聚体B-Me的不同信号在20- 40ppm左右（红色）。

在60 MHz Multi X Spinsolve波谱仪上用1H去耦采集所有的硼谱。11B NMR信号的归属与文献一致 [1]。

图1：CBS还原苯乙酮3过程中不同的11B谱叠加图。

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为了验证反应结果，将同一Spinsolve Multi X的X通道切换到13C，获得了苯乙酮还原前后的13C NMR谱。叠加谱图显示了反应后a)起始物质苯乙酮3和b)硼中间体4的13C谱的放大的芳香族区域。可以观察到谱图之间的明显差异。中间产物4的谱图中没有苯乙酮3的羰基峰7。此外，碳6的信号向127ppm的较低的化学位移值移动。而且，由于部分硼的存在，来自起始物质3的四个芳香族CH信号2-5分裂为信号4-5和2-3，这破坏了分子的对称性。最后，在a)中135 ppm处的季碳1在中间产物谱图b)中转变为145 ppm。

图2：在Spinsolve 60 MHz Multi X波谱仪上测量的a)苯乙酮3和b) CBS还原中间产物4在THF中的13C NMR谱图。

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反应的完成也可以通过11B NMR进行验证。图3显示了苯乙酮3与活化的CBS催化剂2反应后的相应11B谱图，-O-BH2基团对应的11B峰在27 ppm左右（绿色）。由于使用了大量过量的BH3*THF，反应后也可以看到相应的信号（蓝色）。在Spinsolve 60 MHz Multi X波谱仪上用1H去耦采集硼谱。11B NMR数据与文献一致[1]。