알켄의 붕소화-산화

산소 수화 환원 외에도 수소 붕소 산화는 알켄을 알코올로 전환하는 또 다른 중요한 반응입니다. 그러나 옥시머큐레이션-환원과 달리 하이드로보레이션-산화는 반-마르코프니코프의 위치 선택성으로 진행됩니다.

이는 2단계 변환입니다. 첫 번째 단계는 하이드로보란(hydroboration)으로, 테트라하이드로푸란에 용해된 보란이 알켄에 첨가되어 유기보란(organoborane) 중간체를 형성한 다음, 과산화수소를 사용하여 중간체를 산화시켜 알코올을 생성하는 것입니다.

보란의 붕소 원자는 비어 있는2p 궤도와 불완전한 옥텟을 가지고 있어 전자가 결핍되고 전기친화성이 됩니다.

단량체 보란은 불안정하며 쉽게 디보란으로 이합체화됩니다. 그러나, 테트라히드로푸란(tetrahydrofuran)과 같은 용매에서 안정화될 수 있으며, 이는 비어 있는 2p 붕소 궤도에 전자쌍을 제공하여 안정적인 붕소-에테르 복합체를 형성합니다.

hydroboration 기계장치는 알켄 π 전자에 의하여 borane에 대한 공격으로 공동으로 진행한다. 이것은 붕소가 덜 치환되고 입체적으로 덜 방해받는 탄소에 부분적으로 결합되는 전이 상태로 이어집니다.

그 결과 알켄 이중 결합을 가로질러 BH₂ 와 수소가 syn-addition되어 알킬보란을 형성합니다.

2개의 알켄 분자의 연속적인 추가는 trialkylborane를 일으킵니다.

반응의 두 번째 부분은 산화입니다. 여기서, 수산화물 이온은 과산화수소를 탈양성자화하여 과산화수소를 형성하고, 이는 추가로 친핵성으로 작용하고 트라이얼킬보란을 공격하여 불안정한 중간체를 생성합니다.

다음으로, 붕소에서 인접한 산소 원자로의 알킬 그룹의 이동은 수산화물 이온의 배출을 초래하여 알콕시보란을 형성합니다. 이 단계를 반복하여 trialkylborane을 trialkoxyborane으로 전환합니다.

트라이얼콕시보란(trialkoxyborane)의 붕소 원자는 다른 수산화물 이온에 의한 친핵성 공격을 더 겪습니다. 마지막으로, 알콕사이드 이온의 이탈에 이어서 양성자화가 이루어지면 표적 알코올이 생성됩니다.

따라서, syn 입체선택성인 2-methyl-2-butene의 수소보화-산화는 anti-Markovnikov's regioselectivity를 갖는 한 쌍의 거울상 이성질체 3-methyl-2-butanol 분자를 형성합니다. 대조적으로, oxymercuration-reduction의 입체선택성 부족은 Markovnikov의 위치 선택성에 따라 syn 및 anti 구성에서 2-methyl-2-butanol을 생성합니다.