[发明专利]芳香硼酸类化合物的制备方法

说明书

[技术领域]

本发明涉及一种芳基硼酸类化合物的制备方法。

[背景技术]

从过去二三十年发表的文献数可知，硼酸及其衍生物的文献发表数量逐年上升，其合成研究已成为有机合成的热点。

取代芳基硼酸是带有取代基的单苯环或多环芳烃的硼酸衍生物，为中等强度的路易斯酸，其在空气中较为稳定，对潮气不敏感，可以长期保存，且反应活性较高，各种取代芳基硼酸不仅是重要的有机合成中间体、医药(尤其使用芳基硼酸在铑系催化剂的作用下与烯、醛发生偶联反应制得万珂)及农药、化工中间体，还在制备生物活性试剂或液晶材料研究上也有广泛的应用，被广泛应用于C-C键、C-O键、C-N、C-S键的形成中。由于其具有低毒性和最终降解成为对环境友好的硼酸，所以取代芳基硼酸被认为是绿色化合物。

[发明内容]

本发明的目的在于解决现有技术中丁基锂或DIBAL-H体系需要无水条件和超低温反应体系，反应难度高，操作困难的缺点。

本发明的另一个目的在于降低反应成本和难度。

为了实现上述目的，本发明提供一种芳基硼酸类化合物的制备方法，该方法成本低、操作简单、符合绿色化学要求，并适合工业化生产，其包括以下三 个步骤：

(1)将镁屑与非质子性有机溶剂混合，加入硼氢化钠，缓慢滴加三氟化硼乙醚，使反应温度控制在-5～10℃之间，滴加完毕，反应升至室温搅拌10-30小时；

(2)将反应体系降温至-5～10℃之间，缓慢滴加卤代芳基的非质子性有机溶剂，滴加完毕，反应升至室温搅拌1-24小时；

(3)用酸调节PH＝1～3，除去有机溶剂，固体重结晶，干燥。

其中，所述的卤代芳基如下式(1)或(2)所示：

优选的，R₁为氯、溴或碘；R₂和R₃分别为氢、氟、溴、C1～C6烷基、烷氧基、氨烷基、醛基、巯基、巯烷基；Z₁为氢或氮；Z₂为氢、氧、氮或硫。

步骤(1)所述非质子性溶剂为四氢呋喃、甲苯或二甲苯。

步骤(1)所述的镁屑与硼氢化钠及三氟化硼乙醚的摩尔比优选为：1：(1～3)：(1～3)。

步骤(1)所述的镁屑与非质子性有机溶剂的用量比优选为1mol∶1～2L。

步骤(2)中所述的卤代芳基与非质子性有机溶剂的用量比优选为1mol∶0.1～0.3L。

步骤(3)所述的重结晶条件为：将固体溶解在沸水中后缓慢冷却至室温析出晶体。

步骤(3)所述的酸优选为10％的盐酸水溶液。

本发明所采用的方法具有以下几个优点：

(1)步骤(1)中使用硼氢化钠和三氟化硼乙醚体系，取代了现有技术中常用的丁基锂或DIBAL-H体系，是反应体系不需要无水条件，大大改善了反应难度，并且不需要超低温反应体系，是反应温度控制在0度附近，易于操作；

(2)步骤(3)简化了重结晶体系，用水重结晶即可得到纯度98％以上的芳基硼酸化合物，适于工业化生产。

作为芳基硼酸化合物，其广泛应用与医药、农药等有机合成反应中，例如：1、用Suzuki偶联反应来合成联芳基；2、与a，b-不饱和羰基化合物的共轭加成；3、与炔烃的加成等。

因此，本发明提供了一种高效、低成本的大规模合成芳基硼酸化合物的方法，平均收率可达到80％以上。

本发明化合物结构鉴定使用BrukerAV-400型号核磁仪，使用氘代DMSO溶解，并且加2-3滴重水与硼酸基的活泼氢进行交换后予以检测。

本专利重点对含氟苯硼酸、对溴苯硼酸和多环芳基硼酸进行了合成及工艺改进。采用格氏试剂法合成了对氟苯硼酸，并运用正交设计试验对影响其收率的诸因素进行分析，并优化了其合成条件有机锂试剂法是实验室制备、取代芳基硼酸的常用方法，但其不适合对含有敏感集团的取代芳基硼酸的合成，且有 机锂试剂价格昂贵，操作危险，反应温度往往要降到-78度以下，给大批量的工业化生产带来较大难度。同有机锂试剂法相比，格式试剂法制备取代芳基硼酸，原料廉价易得，操作简单安全，应用十分广泛，是制备取代芳基硼酸的首选。但要工业化生产还需在保证收率的情况下、尽可能的提高亲和取代温度，缩短反应时间。