[发明专利]一种制备芳基硼酸新戊二醇酯的方法

说明书

技术领域

本发明属于有机合成技术领域，具体涉及一种制备芳基硼酸新戊二醇酯的方法。

背景技术

芳基硼酸酯类化合物是一类在有机合成领域中非常重要的合成中间体，因此如何简单高效地合成各类芳基硼酸酯类化合物受到了持续的关注（参见：Boronic Acids；Hall, D. G.; Wiley-VCH: Weinheim, Germany, 2005）。合成芳基硼酸酯的传统方法是卤代芳烃和三烷基硼酸酯在金属有机试剂（如有机锌试剂，格氏试剂）作用下发生反应，但是这一方法由于需用到敏感的金属有机试剂而有诸多限制（参见：Suzuki, A.; Brown, H. C. Organic Syntheses via Boranes; Aldrich Chemical Co.: Milwaukee, 2003; Vol.3）。为了避免上述金属有机试剂的使用，人们开发了过渡金属催化的卤代芳烃和硼试剂的交叉偶联反应来合成芳基硼酸酯，其中使用较多的是钯系催化剂（参见：Ishiyama, T.; Murata, M.; Miyaura, N.; J. Org. Chem. 1995, 60, 7508）；但是使用钯系催化剂也有一些缺点，最明显的就是其昂贵的价格。

与昂贵的钯系催化剂相比，镍系催化剂的价格是非常便宜的，在工业化应用中具有显著的成本优势。因此，开发镍系催化剂实现卤代芳烃与硼试剂的交叉偶联反应来合成芳基硼酸酯受到了越来越多的关注。例如，使用1,3-双(二苯基膦)丙基二氯化镍和1,3-双(二苯基膦)丙烷组成的催化体系，可以实现溴代芳烃与新戊二醇甲硼烷的交叉偶联；采用1,3-双(二苯基膦)丙基二氯化镍和1,1’- 双(二苯基膦)二茂铁组成的催化体系，以锌粉为添加剂，可以高效地催化碘代芳烃或溴代芳烃与新戊二醇甲硼烷的交叉偶联反应，该方法具有更好的底物适用性和更高的催化效率。这些结果表明相对廉价的镍系催化剂在合成芳基硼酸酯类化合物的卤代烃与硼试剂的交叉偶联反应中是有很大的应用前景的，但是这些方法也有一定的缺陷，如反应温度需要100℃的高温、催化剂用量需要10 mol %，尤其存在无法广泛应用于活性较低但价格更为便宜且种类繁多的氯代芳烃的问题。

以氟化铯为碱，以三甲基(2,2,2-三氟乙氧基)硅烷为添加剂，以二(三甲基膦)二氯化镍为催化剂可以实现氯代芳烃与联硼酸频哪醇酯的交叉偶联反应，但是该方法的反应温度仍需要100℃的高温，而且需要使用毒性较大的三甲基膦和较昂贵的添加剂；使用二异丙基乙胺作碱，采用1,3-双(二苯基膦)丙基二氯化镍和三苯基膦组成的催化体系，可以实现溴代芳烃和氯代芳烃与四羟基二硼的交叉偶联反应以制备芳基硼酸；与之前的方法相比，该方法也存在一些弊端，主要有：（1）需要使用毒性较大的三苯基膦；（2）涉及的底物大部分为溴代芳烃，对活性较低、但廉价易得的氯代芳烃涉及相对较少；（3）对于大部分氯代芳烃底物仍需较高的反应温度，等等。因此，很有必要研发更多的催化体系，以高效的催化卤代芳烃，特别是氯代芳烃与硼试剂的交叉偶联反应。至今为止，还未见含亚磷酸酯和氮杂环卡宾的混配型镍(II)配合物的报道，也未见其催化氯代芳烃和联硼酸新戊二醇酯之间的交叉偶联反应的报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种在甲醇钾的存在下，利用含亚磷酸酯和氮杂环卡宾的混配型镍(II)配合物高效地催化苯基氯代物与联硼酸新戊二醇酯的交叉偶联反应来合成芳基硼酸新戊二醇酯，其催化活性和底物适用性都显著优于现有技术。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种制备芳基硼酸新戊二醇酯的反应的方法，包括以下步骤，在惰性气体气氛中，依次加入催化剂、甲醇钾、联硼酸新戊二醇酯、苯基氯代物和有机溶剂，于40℃下反应6小时，即得到芳基硼酸新戊二醇酯；所述苯基氯代物为对氯苯酚、对氯苯胺、对氯甲二苯酮或者对氰基氯苯；所述催化剂的用量为苯基氯代物摩尔量的5%；所述催化剂的化学结构通式如下所示：

其中，R¹为乙基或者异丙基；R²为2,4,6-三甲基苯基、2,6-二异丙基苯基或叔丁基；X为溴或者氯。

反应结束后，用水终止反应，反应产物用乙酸乙酯萃取，通过柱层析提纯，进行定量分析，可得到产物收率。

上述技术方案中，所述惰性气体为氩气。