[发明专利]一种五氟苯硼酸的制备方法

说明书

本发明提供了一种五氟苯硼酸制备方法，属于有机合成技术领域。以五氟溴苯为起始原料经格氏反应制备五氟苯硼酸的步骤是先制备格氏试剂，然后再进行格氏反应，本发明采用双向滴加方法制备五氟苯硼酸，将格氏试剂的制备和格氏反应同时进行，边制备格氏试剂，边进行格氏反应，这样降低了反应体系中格氏试剂的浓度，减少了偶联和双取代副反应，收率和纯度均有所提高，成本下降明显。

技术领域

本发明涉及有机合成技术领域，尤其涉及一种五氟苯硼酸的制备方法。

背景技术

芳基硼酸是一种在空气中比较稳定、对潮气不敏感、可以长期保存且反应活性较高的有机合成及医药、化工中间体。五氟苯硼酸含有五个氟原子，由于其结构的特殊性，具有良好的稳定性和大的介电各向异性，近年在有机合成、生物医学、农药及材料学方面都有非常重要的作用，特别在液晶显示材料方面作用尤为显著。

从已经公开的文献资料来看，主要有以下两种合成工艺：

1、有机锂试剂法

首先用五氟溴苯与烷基锂作用制得含氟苯基锂，然后与三烷基硼酸酯反应，经稀酸水解后得到相应的五氟苯硼酸。反应化学式表示如下：

缺点：烷基锂试剂价格昂贵、易燃易爆、反应条件苛刻，需要低温下进行、应用范围小，不能制备含有氰基、酯基的含氟苯硼酸。

2、格氏试剂法

首先由五氟溴苯与镁屑反应制得格氏试剂，然后与烷基硼酸酯反应，经稀酸水解得到相应的含氟苯硼酸。有关的化学式表示如下：

文献报道的方法，有的需要超低温，反应条件苛刻、有的收率低、有的含量偏低，上述问题限制了格氏试剂法在工业上制备五氟苯硼酸。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种新的五氟苯硼酸的制备方法，核心为采用双滴加方式。即将格氏试剂的制备和格氏反应同时进行，边制备格氏试剂，边进行格氏反应，这样降低了反应体系中格氏试剂的浓度，减少了偶联副反应，收率提高，成本降低；同时反应体系中，格氏试剂浓度的减少，降低了格氏试剂在体系中的活泼性，从而避免了格氏试剂因储存及反应因格氏试剂浓度过高而引起的爆炸危险。

传统制备方法中，以五氟溴苯为起始原料，经格氏反应来制备，分为如下两步反应：

A、五氟苯基溴化镁格氏试剂的制备：五氟溴苯与金属镁在含有醚键的有机溶剂作用下反应制得五氟苯基溴化镁溶液：

B、五氟苯硼酸的制备：格氏试剂五氟苯基溴化镁与硼酸三烷基酯反应得到五氟苯硼酸。

本发明所述一种五氟苯硼酸的制备方法，包括如下操作：采用双滴加方式制备五氟苯硼酸，同时双向滴加五氟溴苯和硼酸三烷基酯，使两步反应同步进行，五氟苯基溴化镁的制备和五氟苯硼酸的制备在同一反应体系中进行。

进一步地，在上述技术方案中，所述格氏反应步骤为，以碘作为引发剂，五氟溴苯与镁的摩尔比为1:1.0-1.3，将五氟溴苯的醚类溶液，控温20-80℃加入到碘、镁和醚类溶剂中，待引发后进行双滴加。格氏试剂的引发温度优选30-50℃。

进一步地，在上述技术方案中，反应溶剂选自四氢呋喃、乙醚、2-甲基四氢呋喃、甲基叔丁基醚、异丙基醚中的一种或两种及两种以上混合。

进一步地，在上述技术方案中，格氏反应结束后，采用5～10％盐酸或饱和氯化铵溶液溶液中的一种或两种及两种以上混合体系淬灭。

进一步地，在上述技术方案中，在进行双向滴加之前，反应体系中格氏试剂的浓度为5-15％。

进一步地，在上述技术方案中，双向滴加时，控制五氟溴苯的滴加速度不低于硼酸三烷基酯的滴加速度。