производные боранокарбоната, способ их получения и применения, набор для получения карбонильных комплексов переходных металлов

Формула изобретения

1. Производные боранокарбоната следующей формулы:

где X₁ означает -Н;

X₂ и Х ₃ 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.

2. Соединение по п.1, в котором указанное соединение представляет собой соединение боранокарбоната, где X₁, Х₂ и Х₃ означают -Н, а Y означает -ОН₂, и/или соответствующие соли моно- или дидепротонированного боранокарбоната [Н₃ВСО₂ ]^2-.

3. Соединение по п.1, в котором указанное соединение представляет собой боранаминокислоту (аммонийкарбоксиборан), где X₂ означает NН₃, X₁ и Х ₃ означают -Н, a Y означает -ОН, и/или соответствующие соли монодепротонированного аммонийборанокарбоната [(NН₃ )ВСО₂]^-.

4. Соединение по п.1, в котором указанное соединение представляет собой алкилированные боран-аминокислоты (триалкиламмонийкарбоксибораны), где X ₂ означает -NH_xR_y при х+у=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.

5. Соединение по п.1, в котором X₁ и Х₃ означают -Н, Х₂ органический заместитель, связанный через атом углерода с атомом бора, а Y означает -ОН₂ .

6. Соединение по п.1, в котором X₁, X ₂ и Х₃ имеют вышеуказанные в пп.1-5 значения, а Y означает OR', где R' означает заместитель, связанный через атом углерода с атомом кислорода, предпочтительно алкил, более предпочтительно метил или этил.

7. Соединение по п.1, в котором X₁, Х₂ и Х₃ имеют вышеуказанные в пп.1-5 значения, а Y означает NH₂, NHR" или NR"₂, где R" означает заместитель, связанный через атом углерода с атомом азота, предпочтительно алкил, более предпочтительно метил или этил.

8. Соединение по п.1, выбранное из группы, состоящей из производных боранокарбоната: [Н₃В-СООН₂], [Н₃В-СООН]М, [H ₃B-COO]M₂, Na[Н₃В-СООСН ₃], в которых М означает катион щелочного металла; боранокарбаматов Na[Н₃ВСОNНСН₃], М[Н₃В-СОNH ₂], в которых М означает катион щелочного металла; аммоний-боранокарбонатов [Н₃N-ВН₂-СООН], [Н₃N-ВН ₂-СОО]Li, [(СН₃)₃N-ВН₂ -СООН], [(СН₃)Н₂N-ВН₂-СООН], [(CH₃)H₂N-BH₂-COO]Li, [(СН ₃) Н₂Н-ВН₂-СООСН₃];

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

9. Способ получения карбонильных комплексов переходных металлов, включающий смешивание соединения боранокарбоната по пп.1-8 с водным раствором переходного металла в виде иона металла или (пер)металлата, отличающийся тем, что одно или несколько соединений боранокарбоната используют в качестве источника СО и необязательно в качестве восстановителя.

10. Способ по п.9, отличающийся тем, что переходный металл в указанном карбонильном комплексе переходных металлов выбирают из металлов групп V-B - VIII-B.

11. Способ по п.10, отличающийся тем, что переходный металл в указанном карбонильном комплексе переходных металлов выбирают из группы, состоящей из Ванадия (V), Хрома (Сr), Молибдена (Мо), Вольфрама (W), Марганца (Мn), Технеция (Тc), Рения (Re), Железа (Fe), Рутения (Ru), Осмия (Os), Кобальта (Со), Родия (Rh), Иридия (Ir) и Никеля (Ni).

12. Набор для получения карбонильных комплексов переходных металлов, содержащий по меньшей мере одно соединение по пп.1-8 в водном растворе, необязательно один или несколько стабилизаторов, необязательно один или несколько дополнительных восстановителей и буферную систему.

13. Набор по п.12, отличающийся тем, что стабилизаторы выбирают из группы, состоящей из глюкогептоната, тартрата, цитрата, лактата.

14. Набор по п.12 или 13, отличающийся тем, что дополнительные восстановители выбирают из группы, состоящей из бороводородов, дитионитов, SnCl₂, сульфита.

15. Способ получения боранокарбоната, включающий стадии:

а) взаимодействия ВН₃-THF или Н₃В(Еt ₂О) в THF (тетрагидрофуран) или смеси THF и другого органического апротонного растворителя с СО, приводя к образованию Н₃ ВСО;

b) пропускания образованного таким образом Н₃ ВСО 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.

16. Способ по п.15, отличающийся тем, что гидроксид выбирают из группы, состоящей из гидроокиси калия, гидроокиси натрия или гидроокиси тетраалкиламмония.

17. Способ по любому из пп.15 и 16, отличающийся тем, что алифатический спирт выбирают из группы, состоящей из метанола, этанола и изопропанола.

18. Способ по любому из пп.15 и 16, отличающийся тем, что указанный способ осуществляют по методике, описанной в примере 4.

19. Способ восстановления, в котором Н₃ВСО, полученный по п.15, используют в качестве восстановителя при получении источника СО в водном растворе.

20. Способ восстановления органических субстратов, таких, как сложные эфиры, имины или альдегиды, в котором боранокарбонат или его производные по п.1 используют в качестве восстановителя при получении источника СО в водном растворе.

Описание изобретения к патенту

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 -донировании, то есть перекрывании неподеленной пары электронов у атома углерода с вакантной d-орбиталью металла. Вторая компонента включает обратное -донирование из полностью заполненной d-орбитали металла в вакантную * орбиталь атома углерода СО. Этот вторая компонента называется дативной пи-связью или обратным -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 R₃ В-СОО^2-+ катион соответствующего металла, например, Li⁺, Na⁺, Ca₂ ⁺ Mg ²⁺ и других). Соединение проявляет функцию восстановителя только в случае, когда по меньшей мере один из радикалов X ₁, 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 Х ₃ означают - Н, a Y означает -ОН₂, и/или соответствующие соли моно- или дидепротонированного боран-карбоната [Н₃ ВСО₂]^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 - ОН ₂.

5. Соединения формулы I, в которых X ₁, 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, [Н ₃В-СОО]М₂, Na [Н₃В-СООСН ₃], в которых М означает катион щелочного металла;

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

аммоний-боранокарбонатов формулы [Н ₃N-ВН₂-СООН], [Н₃N-ВН₂ -СОО]Li, [(СН₃)₃N-ВН₂-СООН], [(СН₃)Н₂N-ВН₂-СООН], [(СН ₃)Н₂Н-ВН₂-СОО]Li, [(СН₃ ) H₂N-BH₂-СООСН₃]; и аммоний-боранокарбонатов формулы [Н₃N-ВН₂-СОNН₂], [(CH ₃)₂HN-BH₂-CONHC₂H ₅].

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 [Н₃ В-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 [Н ₃N-ВН₂-СООН] и [(СН₃)₃ N-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-CONH ₂], [(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 Н₃ В-THF (тетрагидрофуран) и последующего взаимодействия in situ со спиртовым раствором гидроксида калия с выходом К ₂[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 Н ₃ВСО (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[Н ₃ВСO₂] 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 ВН ₃-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 К₂Н₃ВСO ₂

1.Синтез ВН₃СО

4 г NaBH ₄ осторожно прибавляли к 15 мл концентрированной НзРO ₄ (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 [^99m TcO₄]. 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 =10,77 и появлению этого сигнала в продукте при =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[H₃ BCOOCH₃].

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=-ОС₂ Н₅: 100 мг (1,2 ммоль) Na[H₃BCOOCH ₃], 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(C₂ H₅)₂.

120 мг (1,44 ммоль) Nа[Н ₃ВСООСН₃]], 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(C ₂H₅)₂].

Пример 8

Пример получения соединения I, в котором Y=-ОН и Х₂=N(СН ₃)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)₃NBH ₂CN, который непосредственно использовали в следующей стадии.

11,9 г (120 ммоль) (CH₃)₃ NBH₂CN растворяли в CH₂Cl₂ и прибавляли [(С₂Н₅)₃О][ВF ₄]. 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 СН ₂Сl₂, что дало (СН₃)₃ NВН₂СООН в виде белого твердого продукта. Выход составляет 11,3 г (80%).

Аналитические данные: Вычислено для BC ₄H₁₂O₂N: 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(С ₂Н₅)] 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)₃NВН ₂СОСН₃ в виде бесцветной и вязкой жидкости.

Аналитические данные: Вычислено для BC₅H ₁₄NO₂: 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=-NR ₂ и Х₂=N(СН₃)₃.

Соединение (СН₃)₃NВН₂СОСН ₃, полученное по методике примера 10, подвергали взаимодействию в THF с любым вторичным амином HNR₂ с выходом соединений общей формулы (СН₃)₃NВН₂СОNR ₂ 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 [Н₃ВСO₂ Н] (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 [Net ₄]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 CO при 2095 и 2003 см^-1, что согласуется с образованием Ru(ОН₂)₃(СО)₃][СF₃ СO₂]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[H₃ BCO₂H]. 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[Н ₃ВСO₂Н]. 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[Н ₃ВСO₂Н] 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%.