Anionic Adducts
Sp2-sp3 tetraalkoxy diboron compounds have gained attention due to the development of new, synthetically useful catalytic reactions either with or without transition-metals. Lewis-base adducts of the diboron(4) compounds were suggested as possible intermediates in Cu catalyzed borylation reactions some time ago. However, intermolecular adducts of tetraalkoxy diboron compounds have not been studied yet in great detail. In preliminary studies, we have synthesized a series of anionic sp2-sp3 adducts of B2pin2 with alkoxy-groups (L = [OMe]–, [OtBu]–), a phenoxy-group (L = [4-tBuC6H4O]–) and fluoride (L = [F]–, with [nBu4N]+ as the counter ion) as Lewis-bases.
Neutral Adducts
Since their isolation and characterization, applications of N-heterocyclic carbenes (NHCs) and related molecules, e.g., cyclic alkylaminocarbenes (CAACs) and acyclic diaminocarbenes (aDCs), have grown rapidly. Their use as ligands in homogeneous catalysis and directly in organocatalysis, including recently developed borylation reactions, is now well established. Recently, several examples of ring expansion reactions (RER) involving NHCs were reported to take place at elevated temperatures, involving Be, B, and Si.
Furthermore, preliminary studies in the group of Marder et al. showed the presence of neutral sp2-sp3 diboron compounds with B2pin2 and the NHC Cy2Im. In this work, we focused on the synthesis and characterization of further neutral sp2-sp3 as well as sp3-sp3 diboron adducts with B2cat2 and B2neop2 and different NHCs. Whereas the mono-NHC adduct is stable for several hours at temperatures up to 60 °C, the bis-NHC adducts undergo thermally induced rearrangement to form the ring expanded products compound 26 and 27. B2neop2 is much more reactive than B2cat2 giving ring expanded product 29 at room temperature in quantitative yields, demonstrating that NHC ring expansion and B–B bond cleavage can be very facile processes.
Whereas the mono-NHC adduct is stable for several hours at temperatures up to 60 °C, the bis-NHC adducts undergo thermally induced rearrangement to form the ring expanded products compound 26 and 27. B2neop2 is much more reactive than B2cat2 giving ring expanded product 29 at room temperature in quantitative yields, demonstrating that NHC ring expansion and B–B bond cleavage can be very facile processes. / Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde die Synthese und das Reaktionsverhalten Lewis-Säuren/Lewis-Basen-Addukte von Diboran(4)-Verbindungen als Lewis-Säuren untersucht. Als Lewis-Basen dienten zum einem das Fluorid-Ion, zum anderen N-Heterozyklische Carbene. Ein Ziel der vorliegenden Arbeit war somit die Synthese und Charakterisierung anionischer sp2-sp3-Diboran-Verbindungen des Typs [B2(OR)4F][NMe4] (OR2 = Pinakol, Catechol und Neopentyl), die auf ihre Eigenschaft als „Boryl-Übertragungsreagenz“ gegenüber Diazoniumsalzen überprüft wurden.
Der zweite Teil der Arbeit untersucht die Reaktion von Diboranen (B2cat2 und B2neop2) mit gesättigten und ungesättigten N-Heterozyklischen Carbenen (NHCs). Die neutralen, einfach- und zweifach-substituierten NHC-Addukte des Typs B2(OR)4•NHC und B2(OR)4•(NHC)2 wurden anschließend auf ihre thermische Stabilität untersucht.
Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen zum einem, dass anionische Addukte des Typs [B2(OR)4F][NMe4] 4, 7 und 9 als „Boryl-Übertragungsreagenzien“ eingesetzt werden können. Ferner lassen sich ausgehend von Diboran(4)-Verbindungen durch die Umsetzung mit N Heterozyklischen Carbenen die einfach- und zweifach-substituierten NHC-Addukte B2(OR)4•NHC und B2(OR)4•(NHC)2 synthetisieren. Diese sind zum Teil instabil gegenüber einer Ringerweiterungsreaktion unter Insertion einer Boryleinheit in die C–N-Bindung des Carbens. Untersuchungen an NHC-Addukten von Boranen BR3 und HB(OR)2 zeigen weiterhin, dass die Addukte Ph3B•NHC gegenüber solchen Ringerweiterungen stabil sind. Die Addukte HB(OR)2•NHC sind je nach eingesetztem Carben und Boran entweder stabil oder reagieren unter B–H-Bindungsaktivierung zur Ringerweiterung des Carbens.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:uni-wuerzburg.de/oai:opus.bibliothek.uni-wuerzburg.de:13632 |
| Date | January 2017 |
| Creators | Würtemberger-Pietsch, Sabrina |
| Source Sets | University of Würzburg |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | doctoralthesis, doc-type:doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Rights | https://opus.bibliothek.uni-wuerzburg.de/doku/lic_mit_pod.php, info:eu-repo/semantics/openAccess |
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