Iridium-Catalyzed ortho-Selective Borylation of Aromatic Amides Using Oxime Ligands

Abstract

Organoboron compounds are widely used in various fields, including as intermediates in organic synthesis reactions like the Suzuki-Miyaura reaction. Recently, several drugs containing boron have also been developed. The first anticancer drug in this field, Bortezomib, can be used to treat multiple myeloma, and recently approved antifungal drug Tavaborole and anti-eczema drug Crisaborole also incorporate boron. Due to their versatile applications, there has been significant interest in developing convenient methods for synthesizing organoboron compounds over the past few decades.

Traditional methods for synthesizing organoboron compounds often require highly reactive reagents or are unsuitable for substrates with base-sensitive functional groups. The development of mild alternative methods has been a challenging issue for the last two decades. Among them, transition metal-catalyzed C-H borylation has made significant progress, offering high yields and selectivity. However, to the best of our knowledge, there have been no reports of ortho-borylation using oxime ligands. Therefore, we investigated the effect of oxime ligands on ortho-borylation reaction using iridium transition metal catalysts.

Typically, synthesizing ortho-borylated products has been limited by the need for a nitrogen, oxygen, silicon based directing group or the use of ligands that are difficult to synthesize. In this study, we successfully synthesized an ortho-borylated product using an oxime ligand, which can be readily transformed into various derivatives. Both ligands bearing an electron-withdrawing or an electron-donating group were investigated and the ortho-borylated product was obtained in moderate yield. Although further research is needed, the optimized conditions gave the high ortho selectivity.|유기 보론 화합물은 매우 다양한 분야에서 사용되고 있으며, 특히 유기 합성에서 Suzuki-Miyaura 반응을 포함한 여러 반응의 유용한 중간체로도 사용된다. 최근에는 보론을 포함한 많은 약물도 개발되고 있다. 이 분야에서 최초의 항암제인 Bortezomib은 다발성 골수종 치료에 사용될 수 있으며, 최근 승인된 항진균제 Tavaborole 및 항습진제 Crisaborole 또한 보론을 포함하고 있다. 이들의 다양한 응용 덕분에 지난 수십 년 동안 유기 보론 화합물의 합성을 위한 편리한 방법을 개발하는 데 큰 관심이 있어 왔다.

하지만 전통적인 유기 보론 화합물을 합성하는 방법들은 반응성이 높은 시약을 사용해야 하거나 염기에 민감한 작용기가 있는 기질에 적합하지 않은 경우가 많다는 한계를 가지고 있다. 온화한 대체 방법의 개발은 지난 20년 동안 어려운 문제였다. 그중에서도 전이 금속 촉매를 사용한 C-H 보릴화는 높은 수율과 선택성을 제공하며 이 분야에서 크게 발전하였다. 그러나 우리가 아는 한, 옥심 리간드를 이용한 오쏘 보릴화에 대한 보고는 없었다. 따라서 우리는 이리듐 전이 금속 촉매를 사용한 오쏘 보릴화 반응에서 옥심 리간드의 효과를 조사하였다.

일반적으로 오쏘-보릴화된 생성물을 합성하기 위해서는 질소, 산소, 실리콘 기반의 지향기가 필요하거나 합성하기 어려운 리간드를 사용해야 하는 한계가 존재했다. 이 연구에서는, 다양한 유도체로 쉽게 변형될 수 있는 옥심 리간드를 사용하여 오쏘-보릴화된 생성물을 성공적으로 합성했다. 전자 주개 또는 전자 끌개 그룹을 가진 두 가지 리간드가 조사되었고, 오쏘-보릴화된 생성물은 중간 정도의 수율로 얻을 수 있었다. 추가 연구가 필요하지만, 최적화된 조건에서 높은 오쏘 선택성을 보였다.