ПРОИЗВОДНЫЕ БОРАНОКАРБОНАТА, СПОСОБ ИХ ПОЛУЧЕНИЯ И ПРИМЕНЕНИЯ, НАБОР ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ КАРБОНИЛЬНЫХ КОМПЛЕКСОВ ПЕРЕХОДНЫХ МЕТАЛЛОВ Российский патент 2005 года по МПК C07F5/02 C07F19/00 C07F1/06 

Настоящее изобретение относится к соединениям, которые имеют новое использование в качестве источника моноксида углерода и, возможно, в качестве восстановителя при получении карбонильных комплексов переходных металлов.

Карбонильные комплексы являются соединениями, которые содержат моноксид углерода в качестве координированного лиганда. Моноксид углерода является распространенным лигандом в химии переходных металлов, отчасти из-за синергической природы его химической связи с переходными металлами. Связь СО с металлом состоит из двух компонент. Первая компонента связи основана на σ-донировании, то есть перекрывании неподеленной пары электронов у атома углерода с вакантной d-орбиталью металла. Вторая компонента включает обратное π-донирование из полностью заполненной d-орбитали металла в вакантную π* орбиталь атома углерода СО. Этот вторая компонента называется дативной пи-связью или обратным π-донированием.

Вышеописанное образование карбонильных комплексов переходных металлов является ключевым моментом для использования таких соединений при введении метки в молекулы белков, пептидов и широкого разнообразия других соединений. Во многих областях применения мечение этих молекул осуществляют с использованием так называемого набора для мечения веществ, который содержит необходимые реактивы. Современные наборы для введения метки основаны на использовании бороводорода в качестве восстановителя, которые также содержат тартрат, лактозу и боратный буфер, рН 11,5 и заполнены газообразным СО в качестве источника монооксида углерода. К недостаткам этих известных реакционных смесей относится медленное растворение СО в растворителе реакционной смеси, что приводит к снижению выхода карбонильных комплексов, невозможности промышленного производства большого количества флаконов, содержащих набор реактивов, заполненных СО, и медленной диффузии СО даже через герметично закрытые флаконы. Недостатком является также то, что показатель рН смесей довольно высок.

Задачей настоящего изобретения является создание модифицированной формы СО и борогидрида натрия, которая не имела бы вышеупомянутых недостатков.

Задача решена тем, что заявляются новые производные боранокарбоната следующей формулы:

где X₁ означает - Н;

Х₃ и Х₂ являются заместителями, которые могут быть одинаковьми или различными и которые выбирают из группы, состоящей из - Н, - NH_xR_y при х+у=3, или - R, где R означает заместитель, который связан через атом углерода с атомом азота или бора соответственно и представляет собой метил или этил;

Y означает группу - ОН, - OH₂, - OR или - NHR, в которой R означает заместитель, который связан через атом углерода с атомом азота или бора соответственно и представляет собой метил или этил; или их соли для использования в качестве источника моноксида углерода (СО), а также в качестве восстановителя при получении карбонильных комплексов металлов в водном растворе.

Когда Y означает группу -ОН₂, то соединения представляют собой кислоты, которые могут быть депротонированы (например с использованием NaOH). В этом случае соединения, выделяемые в чистом виде, являются солями (боранокарбонат-анион R₃В-СОО^2-+ катион соответствующего металла, например, Li⁺, Na⁺, Ca₂ ⁺ Mg²⁺ и других). Соединение проявляет функцию восстановителя только в случае, когда по меньшей мере один из радикалов X₁, Х₂ и Х₃ означает водород. Для обеспечения устойчивости предпочтительно, чтобы два радикала из X₁, Х₂ и Х₃ представляли собой Н. Монооксид углерода выделяется при нагревании водного раствора, содержащего такое соединение.

Преимущества вышеуказанных соединений заключаются в следующем. Впервые СО получен в водной среде при регулируемых условиях (рН, температура). Карбонильные комплексы заявляемых металлов можно получить в воде в хорошо подобранных условиях, а не в органических растворителях, или при высоком давлении, либо при высокой температуре. Источник СО и восстановитель могут присутствовать в том же самом единственном соединении, что является удобным, поскольку для восстановления фактически всегда требуется получение карбонилов. В случае когда металлом, который служит комплексообразователем, является ^99mТc, или ^188/186Re, наборы для введения метки можно получить без необходимости заполнения флаконов токсичным и летучим СО. Главным преимуществом указанного варианта осуществления изобретения является то, что получают молекулу, которая объединяет различные функциональные группы в одном соединении. Такое соединение может действовать одновременно в качестве восстановителя и в качестве источника СО in situ, в котором получают только СО, если присутствует протонный растворитель (аналогично воде) или кислота Льюиса. Путем модификации заместителей в различных положениях можно получить различные типы соединений. Эти соединения могут быть подразделены на следующие группы:

1. Соединение борана с карбонатом, в котором X₁, X₂ и Х₃ означают - Н, a Y означает -ОН₂, и/или соответствующие соли моно- или дидепротонированного боран-карбоната [Н₃ВСО₂]^2-.

2. Боранаминокислоту (аммонийкарбоксиборан) в котором Х₂ означает NН₃, X₁ и Х₃ означают - Н, a Y означает - ОН и/или соответствующие соли монодепротонированного боранкарбоната аммония [(NН₃)Н₂ВСO₂]^-.

3. Алкилированные боранаминокислоты (триалкиламмонийкарбоксибораны), в которых Х₂ означает - NH_xR_y при х+y=3, где R означает заместитель, который связан через атом углерода с атомом азота и представляет собой предпочтительно алкил или арил, Х₁ и Х₃ означают - Н, а Y означает - ОН.

4. Соединения формулы I, в которых X₁ и Х₃ означают -Н; Х₂ органический заместитель, связанный через атом углерода с атомом бора, а Y означает - ОН₂.

5. Соединения формулы I, в которых X₁, Х₂ и Х₃ имеют вышеуказанные в пунктах 1-4 значения, а Y означает OR', где R' означает заместитель, связанный через атом углерода с атомом кислорода, предпочтительно метил или этил.

6. Соединения формулы I, в которых X₁, X₂ и Х₃ имеют вышеуказанные в пунктах 1-4 значения, а Y означает NH₂, NHR" или NR"₂, где R" означает заместитель, связанный через атом углерода с атомом азота, предпочтительно метил или этил.

В качестве конкретных примеров указанных соединений можно привести:

Производные боранкарбоната: [Н₃В-СООН₂], [Н₃В-СООН]М, [Н₃В-СОО]М₂, Na [Н₃В-СООСН₃], в которых М означает катион щелочного металла;

боранокарбонатов формулы Na [Н₃ВСОМНСН₃], M[H₃B-CONH₂], в которых М означает катион щелочного металла;

аммоний-боранокарбонатов формулы [Н₃N-ВН₂-СООН], [Н₃N-ВН₂-СОО]Li, [(СН₃)₃N-ВН₂-СООН], [(СН₃)Н₂N-ВН₂-СООН], [(СН₃)Н₂Н-ВН₂-СОО]Li, [(СН₃) H₂N-BH₂-СООСН₃]; и аммоний-боранокарбонатов формулы [Н₃N-ВН₂-СОNН₂], [(CH₃)₂HN-BH₂-CONHC₂H₅].

Соединения настоящего изобретения могут быть получены с помощью или аналогично методам, которые описаны Burg и др. в журнале J. Am. Chem. Soc., вып.59, стр.780 (1936) для ВН₃СО; Malone и др., Inorg. Chem., вып.6, стр.817 (1967) для М₂ [Н₃В-СОО] и М [Н₃В-СООС₂Н₅]; Howe и др., Inorg. Chem., вып.10, стр.930(1971) для М[Н₃В-CONH₂]; Spielvogel и др., J. Am. Chem.Soc., вып.102, стр.6343 (1980) для [Н₃N-ВН₂-СООН] и [(СН₃)₃N-ВН₂-СONНС₂Н₅]; Spielvogel и др., Inorg. Chem., вып.23, стр.4322 (1984) для [(СН₃)Н₂N-ВН₂-СООСН₃]; Spielvogel и др., Inorg. Chem., вып.23, стр.1776 (1984) и J. Am. Chem. Soc., вып.98, стр.5702 (1976) для [H₃N-BH₂-CONH₂], [(CH₃)₂HN-BH₂-CONHC₂H₅].

Изобретение далее относится к способу получения карбонильных комплексов переходных металлов, в котором одно или несколько соединений, определенных выше, используется в качестве источника СО и, возможно, в качестве восстановителя. Вкратце этот способ заключается в высвобождении СО из любого соединения настоящего изобретения, в частности из одного или нескольких соединений, приведенных в п.1-6, в воде или буферном растворе за счет протолиза и последующих гидролитических реакций. В свою очередь, металл, с которым карбонил должен образовывать комплекс, восстанавливается гидридным заместителем, присоединенным к бору. Соединения настоящего изобретения, в частности указанные в п.1-6, растворяют в воде или буфере, и затем добавляют металл либо в виде твердого тела, либо в виде раствора. Протонирование и гидролиз соединений настоящего изобретения, в частности соединений 1-6, приводит к высвобождению СО. В то же самое время гидриды, присоединенные к бору (-Н), восстанавливают центр металла до валентности, где металл способен координировать выделенный СО. В этот момент образуются карбонильные комплексы. В соответствии с настоящим изобретением способ получения карбонильных комплексов, таким образом, включает смешивание соединений бороводорода изобретения с водным раствором металла в виде иона металла или (пер) металлата. Под используемом в данной заявке термином "Металл" следует понимать все формы металла, то есть также ионы металла и (пер) металлаты.

Соединения и способ настоящего изобретения пригодны для образования любого карбонильного комплекса, в частности в которых переходной металл в карбонильном комплексе переходного металла выбирают из групп металлов V-B-VIII-B. Более конкретно, заявляемый способ пригоден для получения карбонильных комплексов следующих переходных металлов: ванадия (V), хрома (Сr), молибдена (Мо), вольфрама (W), марганца (Мп), технеция (Тc), рения (Re), железа (Fe), рутения (Ru), осмия (Os), кобальта (Со), родия (Rh), иридия (Ir) и никеля (Ni) и их радиоактивных изотопов.

В объеме данного изобретения предлагается, кроме того, набор для получения карбонильных комплексов переходных металлов, включающий в свой состав любое соединение, полученное в соответствии с настоящим изобретением, в водном растворе, стабилизатор, например как тартрат, глюкогептонат, лактат, цитрат, и буферную систему, например как боратный или фосфатный буфер. В предпочтительном варианте набор данного изобретения содержит по меньшей мере 2 мг боран-карбоната, предпочтительно в боратном буфере (рН 9,1) в бескислородной среде в атмосфере азота. Предпочтительно, чтобы суммарный объем раствора после прибавления раствора радиоактивного металла не превышал 1 мл. Однако в некоторых обстоятельствах можно использовать большие объемы раствора, например 2 или 3 мл. Подходящие условия для инкубации включают нагревание раствора в течение примерно 20 минут до 75°С.

Соединения данного изобретения можно использовать также в воде для восстановления органических соединений с избирательностью и реакционной способностью, сопоставимой с бороводородом или цианбораном.

Кроме того, было установлено, что Н₃ВСО может быть получен непрерывно из Н₃В-THF (тетрагидрофуран) и последующего взаимодействия in situ со спиртовым раствором гидроксида калия с выходом К₂[Н₃ВСО₂]. Ключевым моментом процесса получения является регулирование равновесного состояния между Н₃ВСО и Н₃В-THF. THF селективно конденсируется из потока газа при -50°С, в то время как проходит Н₃ВСО (т.кип.-64°С), уносимый потоком моноксида углерода. После этого полученную газовую смесь непосредственно пропускают через этанольный раствор КОН при температуре -78°С. Нуклеофильная атака [ОН^-] у высокоэлектрофильного атома углерода в Н₃ВСО приводит к образованию К₂[Н₃ВСO₂] с высоким его выходом. При необходимости, сам Н₃ВСО может быть выделен в холодной ловушке при температуре -78°С. Этот способ получения Н₃ВСО проще и удобнее, чем катализируемые простым эфиром методы или те, которые проводят при высоком давлении, и позволяет получить выход продукта до нескольких грамм и более.

Таким образом, данное изобретение относится к способу получения боранкарбоната, включающего стадии:

a) взаимодействия комплекса ВН₃-THF или аналогичного аддукта в THF или смеси THF и другого органического апротонного растворителя с СО, что дает в результате Н₃ВСО;

b) пропускания образованного таким образом Н₃ВСО через холодный раствор гидроксида с моно- или дикатионным противоионом и алифатическим спиртом; и

c) через соответствующее время, необходимое для реакции, нагревания полученного спиртового раствора для осаждения боранкарбоната.

Аналогичным продуктом присоединения является, например, Н₃В (Et₂O). Гидроксид выбирают, например, из группы, состоящей из гидроксида калия, гидроокиси натрия или гидроокиси тетраалкиламмония. Алифатический спирт может быть выбран из группы, состоящей из метанола, этанола и изопропанола.

Соединение Н₃ВСО входит также в объем этого изобретения. Это соединение обладает восстанавливающими свойствами и может использоваться для той цели, например, при получении карбонильных комплексов без СО при высоком давлении, как описано выше, но тогда в апротонном или только слабо протонных растворителях. Представляется также возможность использовать Н₃ВСО in situ, в то время как соединение образуется, когда СО пропускают через растворы "металлов" в THF, например, используемые для синтеза макроскопического [ТсС₃(СO)₃]₂ или аналога Re.

Соединения согласно изобретению находят более широкое использование, чем только для получения карбонильных комплексов, но их можно также использовать в других обстоятельствах, где необходимо получение источника СО в водном растворе. Изобретение также относится к использованию боранокарбоната или его производных в качестве восстановителя органических субстратов, например как сложные эфиры, имины или альдегиды, в воде. Восстановительная способность этих соединений сопоставима с ВН₄- или цианобораном, и они могут, таким образом, быть заменителями, например, для цианоборана в крупномасштабных объемных промышленных процессах.

Настоящее изобретение продемонстрировано нижеследующими примерами, которые служат исключительно для иллюстрации изобретения.

Пример 1

Получение К₂Н₃ВСO₂

1.Синтез ВН₃СО

4 г NaBH₄ осторожно прибавляли к 15 мл концентрированной НзРO₄ (высушенной в течение ночи в высоком вакууме при комнатной температуре) при пониженном давлении (1 мбар) при интенсивном перемешивании в течение 2 часов. Выделившийся ВН₃ сушили путем пропускания через охлаждаемую ловушку при -78°С и конденсировали во второй охлаждаемой ловушке при -200°С, содержащей 70 мл сухого диметилэтаноламина (DME). Вторую ловушку отсоединяли от первой ловушки и вакуумной линии. Температуру доводили до -40°С. Затем в этой ловушке создавали повышенное давление с использованием сухого СО 1,3 бар. Реакционную смесь затем перемешивали в охлаждающей ванне при -40°С (сухой лед с ацетонитрилом) при давлении 1,3 бар СО в течение ночи.

2. Синтез К₂Н₃ВСО₃

Выходное отверстие для газа ловушки подсоединяли к 100 мл двухгорлой круглодонной колбе (оснащенной входным отверстием для газа и парциальным конденсатором горячего орошения), содержащей 50 мл сухого этанола и 3 г КОН. Охлаждающую ванну ловушки затем удаляли и выделяющийся ВН₃СО медленно пропускали через раствор КОН в этаноле при 0°С. DME раствор медленно нагревали до 80°С и затем ловушку трехкратно очищали струей СО. После прекращения выделения ВН₃СО, этанольный раствор кипятили с обратным холодильником в течение 30 мин. После охлаждения раствора до комнатной температуры К₂Н₃ВСO₂ осаждался в виде белого порошка, который затем фильтровали через фильтр из огнеупорного стекла, промывали охлажденным льдом этанолом и сушили при пониженном давлении.

Пример 2

Эксперимент по введению метки с использованием лиофилизированного набора

Набор для введения метки получали путем лиофилизирования 1 мг К₂[ВН₃СОО] в 0,1 мл 0,1М PBS (забуференный фосфатом физиологический раствор), рН 7,5 во флаконе, который очищали струей N₂. В качестве альтернативного варианта можно использовать 0,1М боратный буфер, рН 8,5.

Для мечения прибавляли 1 мл солевого раствора, содержащего [^99mTcO₄]. Установлено, что выход не зависит от абсолютного количества [^99mTcO₄]^-. Полученный таким образом раствор нагревали затем до 75°С в течение 20 мин.

Выход варьирует от 80 до 100% (следы 1 на чертеже) при рН 7,5; следы 3 на чертеже при рН 8,5.

Для установления идентичности соединения, пиколиновую кислоту прибавляли непосредственно к реакционному раствору, в котором получали карбонильный комплекс. С помощью ВЭЖХ обнаружен комплекс [^99mTc(ОН₂) (пик) (СO)₃] (чертеж, следы 2) при сравнении с "холодным" материалом, при этом в данном случае аналогичный комплекс был получен с "холодным" рением. "Горячий" материал установлен с помощью детектора-счетчика радиоактивности, в то время как "холодный материал обнаруживают с помощью УФ-детектора.

Пример 3

Эксперимент по введению метки с использованием так называемого "мокрого набора"

Флакон, содержащий 2 мг боран-карбоната и элюата пертехнетата, выходящего из генератора, в боратном буфере, рН 9,1, в суммарном объеме 1 мл нагревали в течение 20 мин до 75°С. Выход по мечению полученного таким образом продукта [^99mТc(ОН₂) (СO)₃]^-был выше 97%.

Пример 4

Получение дикалий(карбоксилато)тригидробората из Н₃ВTHF

Используемый реакционный аппарат состоял из 250 мл трехгорлой круглодонной колбы, подсоединенной через стеклянную трубку к охлаждаемой ловушке. Другие два горлышка колбы герметизировали каучуковой перегородкой. В колбу помещали трубку из политетрафторэтилена (PTFE) для введения газа. Из выходного отверстия охлаждаемой ловушки PTFE-трубку помещали в 400 мл пробирку Schlenk (Шленка). С закраины пробирки Schlenk tube помещали политеновую трубку, выходящую в барботер с силиконовым маслом, который изолировал реакционный аппарат от окружающей атмосферы.

Охлаждаемую ловушку и пробирку Schlenk погружали в сосуды Дьюара, содержащие изопропанол. Аппарат прочищали струей сухого не содержащего кислорода азота в течение 30 минут, обеспечивая одновременно охлаждение охлаждаемой ловушки до -50°С, а пробирку Schlenk до -78°С путем введения в соответствующие сосуды Дьюара сухого льда.

Раствор, содержащий 5,0 гидроокиси калия в 200 мл абсолютного этанола, прибавляли к содержимому пробирки Schlenk и давали постепенно охладиться до -78°С. Через аппарат быстро пропускали струю монооксида углерода и 30 мл раствора 1 моль дм ^-3 боран-тетрагидрофуранового комплекса в тетрагидрофуране вводили в круглодонную колбу. СО пропускали в раствор так, чтобы приблизительно один пузырек в секунду выходил из аппарата через барботер с силиконовым маслом. Температуру средней части охлаждаемой ловушки поддерживали в интервале от -45 до -55°С, добавляя время от времени сухой лед.

После двухчасового пропускания монооксида углерода 20 мл диметоксиэтана вводили в круглодонную колбу и еще 20 мл порцию диметоксиэтана вводили в среднюю часть охлаждаемой ловушки. Монооксид углерода пропускали через реакционный аппарат по методике, описанной выше. Через 1 час пробирку Schlenk отсоединяли от остальной части аппарата и давали нагреться до комнатной температуры. Спиртовый раствор кипятили с обратным холодильником в течение 45 минут. Полученный белый преципитат отфильтровывали, промывали двумя 5 мл порциями абсолютного этанола и сушили при пониженном давлении с выходом 1,26 г продукта (43% в расчете на ВН₃THF) в виде белого порошка. Найдено К, 38,85% (обнаружен гравиметрическим методом в виде K₂Na[CO(NO₂)₆]); для СН₄ВКО₂ необходимо К, 39,9%. 6н, (200 МГц, D₂O,25°C) 0,80 (1:1:1:1 квартет. ¹J(H-¹¹В)=80 Hz; 1:1:1:1:1:1:1 септет, 1J(Н-¹⁰В)=27 Гц).

Пример 5

Восстановление органического субстрата натрия бензальдегид-2-сульфоната боранокарбонатом в воде.

Калия боранокарбонат (100 мг) и натрия бензальдегид-2-сульфонат (40 мг) смешивали в воде (1 мл) и оставляли на 30 мин при комнатной температуре. Количественный выход натрия 2-(гидроксиметил)-бензолсульфоната подтверждался по исчезновению ¹Н-ЯМР-сигнала в исходном соединении при δ=10,77 и появлению этого сигнала в продукте при δ=5,04. В конце эксперимента реакционная смесь не имела запаха, что свидетельствует о восстановлении сульфонатной группы.

Пример 6

Пример получения соединения I, где Y=-OC₂H₅, или -ОСН₃, или O-(N-гидроксисукцинимид)(NНS).

i) Соединение, в котором Y=-ОСН₃: Na[H₃BCOOH], получают с соответствии с методикой, описанной в примере Примера 4. 100 мг (1,22 ммоль) растворяли в СН₃ОН (3 мл) и прибавляли к полученному раствору 1,5 эквивалента дициклогексилкарбодиимида (DCC). Полученный раствор нагревали до температуры 50°С 3 часа, в течение которых образовался преципитат. Реакционный раствор охлаждали до комнатной температуры и затем отгоняли растворители при пониженном давлении. Остаток перемешивали с тетрагидрофураном для удаления избытка DCC. Затем остаток перемешивали с ацетонитрилом с получением раствора, в котором продукт находился в растворенном состоянии, в то время как образовавшаяся в результате дициклогексилмочевина и исходный материал находились в нерастворенном состоянии. Раствор фильтровали и полученный фильтрат помещали в холодильник и держали при температуре -20°С, в результате чего получали 65 мг (64%) аналитически чистого белого преципитата Na[H₃BCOOCH₃].

Аналитические данные: Вычислено для NаВС₂Н₆O₂: С, 25,06% Н, 6,30%. Найдено: С 24,82%; Н, 6,03%. ИК 2265 см^-1 (В-Н септет), 1703 см^-1 (С=O септет).

ii) Y=-ОС₂Н₅: 100 мг (1,2 ммоль) Na[H₃BCOOCH₃], полученного по описанной ранее методике, растворяли в 10 мл С₂Н₅OН и кипятили с обратным холодильником в течение 2,5 часов, что привело к переэтерификации продукта, и чистый продукт Na[H₃BCOOC₂H₅] можно было выделить путем отгонки растворителя при пониженном давлении. Выход продукта составляет 120 мг, 92%.

Аналитические данные: Вычислено для NаВС₃Н₈О₂: С, 32,79% Н, 7,34%. Найдено С, 31,05% Н, 7,12%. ИК 2290 см^-1 (В-Н септет), 1698 см^-1 (СО септет).

iii) Y=-NHS: 200 мг (2,4 ммоль) Nа[Н₃ВСООСН₃] тщательно перемешивали с 1 г NHS. Затем смесь помещали в пробирку Schlenk в атмосфере азота N₂ и поддерживали ее при температуре примерно 100°С, пока смесь не превратилась в гомогенный расплав. Через 20 минут при этой же температуре смесь отверждали путем охлажения и затем ее растворяли в диметоксиэтане. Эта операция обеспечила удаление избыточного количества NHS. Затем прибавляли ацетонитрил (5 мл), в котором выделенное вещество и продукт находились в растворенном состоянии, но не продукты разложения. Никакого присутствия исходного материала не обнаружено после этой операции. Последующее разведение смеси диэтиловьм эфиром 1:1 и охлаждение до -20°С дало аморфный белый преципитат Na[H₃BCOO-NHS], 105 мг, 49%.

Аналитические данные: Вычислено для NaBC₅H₇O₄N: С, 33,57%, Н, 3,94%, N 7,83%. Найдено: С, 31,11% Н, 3,56% N, 8,24%, ИК-спектр 2270 (широкий) см^-1 (В-Н септет), 1680 см^-1 (плечо при 1705) (С=O септет).

Пример 7

Пример получения соединения I, в котором Y=-N(C₂H₅)₂.

120 мг (1,44 ммоль) Nа[Н₃ВСООСН₃]], полученного по описанной ранее методике, растворяли в этаноле и прибавляли к полученному раствору 2,5 эквивалента HN(C₂H₅)₂. Раствор перемешивали при температуре 30-40°С в течение ночи. Растворитель отгоняли при пониженном давлении, остаток смешивали с THF и затем смесь фильтровали. Прибавление диэтилового эфира к раствору с THF до появления помутнения раствора с последующим выдерживанием реакционной смеси при температуре 0°С в течение 48 часов обеспечило получение 102 мг (52%) Na[H₃BCON(C₂H₅)₂].

Пример 8

Пример получения соединения I, в котором Y=-ОН и Х₂=N(СН₃)₃.

25 г (250 ммоль) (СН₃)₃NНСl перемешивали в THF. Затем к полученной суспензии прибавляли 15,6 г (250 ммоль) Н₃ВСN, и полученную смесь кипятили с обратным холодильником в течение 48 часов. Завершение реакционного взаимодействия определяли, если не выделялось больше никакого Н₂. Растворитель отгоняли и после сублимирования остатка получали 18 г чистого (CH₃)₃NBH₂CN, который непосредственно использовали в следующей стадии.

11,9 г (120 ммоль) (CH₃)₃NBH₂CN растворяли в CH₂Cl₂ и прибавляли [(С₂Н₅)₃О][ВF₄]. Раствор затем кипятили с обратным холодильником в течение 24 часов. Растворитель отгоняли при пониженном давлении и остаток растворяли в 50 мл этанола.

К полученной смеси затем прибавляли 2 мл концентрированного раствора хлористоводородной соли и полученную смесь кипятили с обратным холодильником еще 48 часов. Растворитель отгоняли и остаток экстрагировали три раза с использованием СН₂Сl₂, что дало (СН₃)₃NВН₂СООН в виде белого твердого продукта. Выход составляет 11,3 г (80%).

Аналитические данные: Вычислено для BC₄H₁₂O₂N: С, 41,08% Н, 10,04%, N 11,98%. Найдено: С, 40,51% Н, 9,73% N, 11,25%. ИК-спектр 2365 (широкий) см^-1 (В-Н септет), 1642 см^-1 (С=O септет).

Пример 9

Пример получения соединения, в котором Y=-NHC₂H₅ и X₂=N(СН₃)₃.

Это соединение получали в первых стадиях реакционного процесса по методике, описанной в предыдущем примере. После завершения реакции с [(С₂Н₅)₃О][ВF₄], растворитель не отгоняли, а прибавляли непосредственно 0,5 М NaOH, и полученную реакционную смесь интенсивно перемешивали в течение 2 часов при комнатной температуре. Органический слой отделяли, а водную фазу экстрагировали три раза с использованием СН₂Сl₂. После отгонки растворителя получали соединение [(СН₃)₃NВН₂(СONН(С₂Н₅)] в виде вязкой жидкости.

Аналитические данные: Вычислено для ВС₆Н₁₇NО: С, 55,43% Н, 13,18%, N 10,77% Найдено: С, 56,20% Н, 12,98% N, 10,43%. ИК 2332 (широкий) см^-1 (В-Н септет), 1587 см^-1 (С=O септет).

Пример 10

Пример получения соединения, в котором Y=-ОСН₃ и Х₂=N(СН₃)₃.

Исходное соединение (СН₃)₃NBН₂СООН получали по методике, описанной в примере 8. 2,5 г (21,6 ммоль) растворяли в СН₃ОН и затем прибавляли 1,5 эквивалента DCC.

Полученную смесь нагревали до температуры 50°С в течение 20 часов, охлаждали затем до комнатной температуре и растворитель отгоняли. Промывание остатка диэтиловым эфиром обеспечило удаление избытка DCC. Остаток затем перемешивали с THF и фильтровали из раствора дициклогексилмочевины. После упаривания THF получали (СН₃)₃NВН₂СОСН₃ в виде бесцветной и вязкой жидкости.

Аналитические данные: Вычислено для BC₅H₁₄NO₂: С, 45,85% Н, 10,77%, N, 10,69%. Найдено: С, 44,33% Н, 10,14% N, 11,23%. ИК-спектр 2297 (широкий) см^-1 (В-Н септет), 1699 см^-1 (С=O септет).

Пример 11

Пример получения соединения, в котором Y=-NR₂ и Х₂=N(СН₃)₃.

Соединение (СН₃)₃NВН₂СОСН₃, полученное по методике примера 10, подвергали взаимодействию в THF с любым вторичным амином HNR₂ с выходом соединений общей формулы (СН₃)₃NВН₂СОNR₂ через 10 часов при температуре 50°С. Реакция протекала при этих условиях до полного завершения, и указанные соединения получают обычно в виде бесцветной жидкости.

Пример 12

Пример получения карбонильных комплексов элементов из группы VIB с боранокарбонатом в качестве восстановителя/ агента передачи СО.

К₂Сr₂O₇ (20 мг, 0,07 ммоль) растворяли в 5 мл воды. К полученному раствору прибавляли 110 мг (3,4 ммоль) Na [Н₃ВСO₂Н] (1), растворенный в 5 мл воды. Цвет раствора постепенно менялся от оранжево-желтого до коричнево-зеленоватого в течение 12 часов при комнатной температуре. После этого времени к раствору прибавляли 300 мкл концентрированной HCl для деструкции избытка 1. Происходило сильное выделение газа. Раствор затем упаривали досуха и повторно растворяли в 2 мл этилового спирта. Затем прибавляли 300 мг [Net₄]Cl и полученный раствор перемешивали в течение ночи. Образовавшийся мелкокристаллический желто-коричневый преципитат отфильтровывали (12 мг). ИК-спектр дает типичную картину fас-М(СО)₃ при 2082 и 1986 см^-1, что свидетельствует об образовании карбонильного комплекса. Хотя этот комплекс не охарактеризован структурно, мы предполагаем, что он представляет собой [NEt₄]₂[CrCl₄(CO)₃].

Пример 13

Пример получения карбонильных комплексов элементов из группы VIIIB с боранокарбонатом в качестве восстановителя /агента передачи СО.

Свежеприготовленный водный раствор Na[H₃BCO₂H] (130 мг,1,6 ммоль) перемешивался в атмосфере N₂, и затем прибавляли по каплям раствор RuO₄ (26 мг, 0,016 ммоль) в 2 мл тетрагидрофурана в течение 2 часов. Раствор приобретал коричнево-черный цвет. Через 4 часа при комнатной температуре выпадал в небольшом количестве черный осадок (RuO₂), и раствор имел желтоватый цвет. Преципитат отфильтровывали. ИК-спектр раствора показал типичную картину fас-М(СО)₃, что свидетельствует об образовании части [Ru(СО)₃]². Этот раствор подкисляли трифторуксусной кислотой и упаривали досуха. Анализ остатка (22 мг) свидетельствовал о наличии νCO при 2095 и 2003 см^-1, что согласуется с образованием Ru(ОН₂)₃(СО)₃][СF₃СO₂]₂.

Пример 14

Примеры, иллюстрирующие использование Nа[Н₃ВСO₂Н] в качестве восстановителя органических субстратов

Имины:

Амин 4 и 5 получали путем реакции восстановления имина 3 при использовании в качестве восстановителя Na[H₃BCO₂H]. 214 мг (2 ммоль) 1 прибавляли к раствору, содержащему 330 мг (2,2 моль) 2 в 20 мл метанола через молекулярное сито. Раствор постепенно стал желтого цвета, и ход протекания реакции контролировали с использованием высокоэффективной жидкостной хроматографии. Через 12 часов взаимодействие компонентов полностью завершилось. После этого растворитель удаляли в вакууме и остаток промывали водой для удаления избыток 2. Без последующей очистки остаток повторно растворяли в метаноле и прибавляли 240 мг Nа[Н₃ВСO₂Н]. Полученную смесь перемешивали при комнатной температуре в течение 3 часов и затем кипятили с обратным холодильником в течение еще 2 часов. Желтый цвет постепенно тускнел. Реакцию гасили подкисленной водой до полного прекращения газовыделения. Полученное соединение 4 очищали методом колоночной хроматографии. Выход продукта составил 420 мг в виде бесцветного масла. ¹Н ЯМР(СDСl₃): 7,27, 8,66, 7,44, 7,79 (пир7Н), 3,92 (СН₂), 2,75, 3,40 (CH₂), 1,22 (трет-бутил-Н), ¹³С ЯМР: 157,6, 149,2, 135,8, 122,5, 120,6, 53,9, 50,6, 44,8, 83,2, 40,4, 25,3.

Элементный анализ: Вычислено: С 62,13%, Н 8,42%, N 16,72%. Найдено С 6,93%, Н 8,52%, N 16,44%

Соединение затем обрабатывали для снятия защитной группы с использованием трифторуксусной кислоты с количественным выходом соединения 5.

Восстановление кетона до спирта

97 мг (0,5 ммоль) состава 6 растворяли в метаноле и прибавляли 81 мг Nа[Н₃ВСO₂Н]. Смесь затем кипятили с обратньм холодильником в течение приблизительно 3 часов и ход протекания реакции контролировали с использованием высокоэффективной жидкостной хроматографии. По завершении этого интервала времени исходный материал полностью испарился (исчез). Избыток Nа[Н₃ВСO₂Н] гасили несколькими каплями концентрированной НСl и смесь затем сушили досуха. Очистку осуществляли на силикагеле с последующей обработкой смесью МеОН / CH₂Cl₂ в виде подвижной фазы. Получено 72 мг соединения 7 в виде слегка желтого порошка.

 ¹Н ЯМР(СDСl₃): 8,12, 7,88, 7,55, 7,40, ¹³С ЯМР: 158,7, 150,0, 130,9, 126,5, 121,5 Элементный анализ: Вычислено: С 79,98%, Н 4,65%, N 7,17%. Найдено С 78,80%. Н 4,69%, N 7, 55%.

Настоящее изобретение относится к новым производным боранокарбоната формулы I:

где X₁ означает -Н; Х₃ и Х₂ являются заместителями, которые могут быть одинаковыми или различными и которые выбирают из группы, состоящей из -Н, -NH_xR_y при х+у=3, или -R, где R означает заместитель, который связан через атом углерода с атомом азота или бора соответственно и представляет собой метил или этил; Y означает группу -ОН, -OH₂, -OR или -NHR, в которой R означает заместитель, который связан через атом углерода с атомом азота или бора соответственно и представляет собой метил или этил; или их соли. Технический результат изобретения состоит в использовании полученных соединений в качестве источника моноксида углерода (СО), а также в качестве восстановителя при получении карбонильных комплексов металлов в водном растворе. Изобретение также включает в свой объем способ получения боранокарбоната и способ восстановления с использованием Н₃ВСО в качестве восстанавливающего агента. 6 н. и 14 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. Производные боранокарбоната следующей формулы:

где X₁ означает -Н;

X₂ и Х₃ являются заместителями, которые могут быть одинаковыми или различными и которые выбирают из группы, состоящей из -Н, -NH_xR_y при х+у=3, или -R, где R означает заместитель, который связан через атом углерода с атомом азота или бора соответственно и представляет собой метил или этил;

Y означает группу -ОН, -ОН₂, -OR или -NHR, в которой R означает заместитель, который связан через атом углерода с атомом азота или кислорода соответственно, и представляет собой метил или этил;

или их соли для использования в качестве источника моноксида углерода (СО), и необязятельно в качестве восстановителя при получении карбонильных комплексов металлов в водном растворе.

аммоний-боранокарбаматов: [H₃N-BH₂-CONH₂], [(CH₃)₂HN-BH₂-CONHC₂H₅].

а) взаимодействия ВН₃-THF или Н₃В(Еt₂О) в THF (тетрагидрофуран) или смеси THF и другого органического апротонного растворителя с СО, приводя к образованию Н₃ВСО;

b) пропускания образованного таким образом Н₃ВСО через холодный раствор гидроксида с моно- или дикатионным противоионом и алифатическим спиртом; и

c) через соответствующее время, необходимое для реакции, нагревания полученного спиртового раствора для осаждения боранокарбоната.