Six-Membered Heterocyclic Boronate Esters. Synthesis and Structural Analysis

Abstract

Abstract. Nine heterocyclic zwitterionic boronate esters derived from carbonylphenylboronic acids and amino-diols are described. Compounds were prepared by direct condensation reaction between 3- or 4-formyl/acetylphenylboronic acids with 2-amino-2-methyl-1,3-propanediol (1a-1d) or serinol (2-amino-1,3-propanediol) (1e-1h). Compound 2e was obtained by reaction between 4-formylphenylboronic acid and serinol using a solvent mixture methanol/acetone, an aldol condensation reaction was observed. All compounds were characterized by common spectroscopic techniques such as FT-IR, mass spectrometry, and multinuclear ¹H, ¹³C and ¹¹B NMR spectroscopy. ¹¹B NMR spectra showed signals between δ = 1.9 to 7.3 ppm for all compounds, indicating a tetracoordinated environment for the boron atoms in solution. X-ray diffraction analysis showed that boronates are contained in six-membered heterocycles, which have a chair conformation with -OH and -NH₃⁺ substituents in syn disposition. The formation of channels in the crystal lattice that are filled with water and supported by hydrogen bonding interactions is noteworthy.

Resumen. En el presente trabajo se describen nueve ésteres de boro zwitteriónicos, derivados de ácidos cabonilfenilborónicos. Los compuestos fueron obtenidos mediante reacciones de condensación entre el ácido 3- o 4- formil/acetilfenilborónico con 2-amino-2-metil propanodiol (1a-1d) o serinol (1e-1h). El compuesto 2e se sintetizó a través del ácido 4-formilfenilborónico y serinol (2-amino-1,3-propanodiol) utilizando una mezcla de disolventes metanol/acetona, dando lugar a una reacción de condensación aldólica. Los compuestos fueron caracterizados por técnicas espectroscópicas como son FT-IR, espectrometría de masas y espectroscopia multinuclear de RMN ¹H, ¹³C y ¹¹B. El espectro RMN de ¹¹B mostró señales anchas entre δ = 1.9 y 7.3 ppm para todos los compuestos, lo cual indica la presencia de átomos de boro tetracoordinados en solución. El análisis por difracción de rayos-X de monocristal mostró la formación de heterociclos de 6 miembros en conformación silla, con una marcada estereoselectividad en donde los grupos -OH y -NH₃⁺ se encuentran en disposición syn. En la red cristalina, se observaron canales ocupados por moléculas de agua y soportados por enlaces de hidrógeno.