在Pauli
g标度上B的电负性为20,H的电负性为21,BH键的极性极小4。尽管氢有加到较能容纳正电荷的碳原子上去的微弱倾向,但加成反应受电子效应的影响不大,相对来说过渡态可能是非极性的,因此对于不对称烯烃的加成反应,其活性及方向主要取决5于空间因素。当烯烃与硼烷进行硼氢化反应时,在溶剂醚的作用下,BH32首先变成单硼烷BH3,与醚形成络合物即醚中氧原子的电子对进入B的空轨道,在BH32中B是个缺电子中心,它作为亲电试剂进攻烯烃中富电子p键,烯烃的p电子进入B的轨道而形成p络合物;然后形成一个四中心过渡态a或b,p电子逐步与B形成BC键BH3中的一个H带着一对电子转移到带有部分正电荷的C2上形成CH键RBH2的另外两H经过相同反应得到R3B。氧化反应机理如下:
RR3BHOO
ROHOH
RBOR
RB
OR
HOO
RORBOROH
OHRBOR2
HOO
BOR3
H2O
3ROHBOH3
2硼氢化反应的应用
硼氢化氧化反应使烯烃转化为醇,此反应具有高度的方向专一,硼氢化氧化反应的主要产物与羟汞化、脱汞反应或直接用酸催化的水合反应所生成的产物不是相同而是相反,即是反马氏规则的;在硼氢化氧化反应中无重排反应发,即中间体不是碳正离子,因此此反应在应用上没有其它反应复杂。烯烃的硼氢化氧化反应在立体化学方面也表现出高度的立体选择性,硼氢化氧化反应在立体化学上是顺式加成的。从上述讨论中可知,硼氢化氧化反应的实质为:相当于烯烃与水的亲电加成,是制醇的好方法之一。其特征为:反应取向上是反马氏
f规则;反应过程中无重排反应发生;在立体化学上是顺式加成。
21氧化
三烷基硼烷被过氧化氢氧化几乎定量地生成硼酸酯,后者在碱性条件下很容易水解,生成相应的醇和硼酸。此反应与硼氢化反应结合,即硼氢化氧化反应,可将烯烃转变成醇,所得的醇是反马氏规则加成产物,形成烷基硼烷时的顺式构型保持不变,加入的H和OH在同一侧:
B2H6
CH3
H
H2O2NaOH
CH3
H
H3C
H
BH2
H
OH
炔烃与硼烷加成得到双硼烷,后者在碱性条件下氧化成为醇,如果叁键在链中,经硼氢化氧化得到酮。用位阻比较大的2,3二甲基2丁基硼烷与炔烃反应则形成单烃基硼烷,其氧化可得到醛。
RCCHRCCRc
B2H6B2H6
RCH2CH2BH22RCHCBH2Rc
H2O2NaOHH2O2NaOH
RCH2CH2OHRCH2CORc
22氢化
三烷基硼烷与有机酸常用丙酸加热至100℃被还原成相应的烷烃,从而硼氢化反应为烯烃转变成烷烃提供了一种非催化氢化方法:
RCH2CH23B3CH3CH2COOH
例如
3RCH2CH3CH3CH2COO3B
C4H9CHCH2
B2H6
C4H9CH2CH23B
丙酸r