一种芳基硼酸酯和烯基硼酸酯的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种芳基硼酸酯和烯基硼酸酯的制备方法。所述方法包括如下步骤：在吡啶或其衍生物的催化作用下，经下述1)或2)即得式Ⅰ‑1或式Ⅰ‑2所示取代硼酸酯：1)卤代物、联硼酸酯和醇盐进行反应；2)卤代物与联硼酸酯—醇盐复合物进行反应。本发明专利技术为一种高效的芳基和烯基硼酸酯的制备方法。本发明专利技术提供的制备方法，使用价格低廉的吡啶或其衍生物作为催化剂代替过渡金属催化剂，且反应条件温和，反应产率高，避免了痕量过渡金属在硼化产物中的残留，降低了芳基和烯基硼酸酯合成反应的成本。

Process for preparing aryl boronic acid ester and alkenyl borate

The invention discloses a method for preparing aryl boronic acid ester and alkenyl boric acid ester. The method comprises the following steps: the catalytic effect of pyridine and its derivatives, by the following 1) or 2) to obtain the type I or type 1 I 2 shows: 1) ester substituted boronic acid halides, boric acid ester and alcohol salt reaction; 2) halides react with diboron - salt complex alcohol esters. The invention relates to a method for preparing an efficient aryl and alkenyl boronic acid ester. The preparation method provided by the invention, the use of inexpensive pyridine or its derivatives as catalyst instead of transition metal catalyst, and mild reaction conditions, high reaction yield, avoid trace transition metals in boron residue in the product, reduce the aryl and alkenyl boronic ester synthesis reaction cost.

【技术实现步骤摘要】
一种芳基硼酸酯和烯基硼酸酯的制备方法
本专利技术涉及一种芳基硼酸酯和烯基硼酸酯的制备方法，属于有机化合物合成领域。
技术介绍
芳基和烯基硼酸酯是重要的化学模块，在有机合成、医药和材料领域有着非常广泛的应用。传统的合成芳基硼酸酯和烯基硼酸酯的方法包括：(1)对芳基或烯基卤化物进行当量金属化，形成格氏试剂或有机锂试剂，然后以硼酸三烷基酯做为硼源进行硼化，如下式：但这类方法对官能团的耐受性有限，不利于带有敏感官能团的芳基和烯基硼酸酯的合成。(2)使用过渡金属作为催化剂，催化芳基或烯基卤化物与硼源化合物(双硼试剂或硼烷)进行反应生成芳基硼酸酯，如下式：但是这类方法需要过渡金属的参与，即使痕量的过渡金属残留都会对药物及材料产生不利的影响。(3)在强碱或紫外光照射条件下实现芳基卤化物的直接硼化反应(JOURNALOFTHEAMERICANCHEMICALSOCIETY2012,134,19997；JOURNALOFTHEAMERICANCHEMICALSOCIETY2016,138,2985)。但是这类方法存在硼化试剂昂贵、效率低、需要特殊光反应设备等缺点。鉴于上述现有技术，需要提供一种新的芳基和烯基硼酸酯的制备方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种高效的芳基和烯基硼酸酯的制备方法。本专利技术所提供的取代硼酸酯(芳基和烯基硼酸酯)的制备方法，包括如下步骤：在吡啶或其衍生物的催化作用下，经下述1)或2)即得式Ⅰ-1或式Ⅰ-2所示取代硼酸酯：1)卤代物、联硼酸酯和醇盐进行反应；2)卤代物与联硼酸酯—醇盐复合物进行反应；式Ⅰ-1和式Ⅰ-2中，R1为苯基、取代苯基、稠环芳基、联苯类芳基、芴基、呋喃基、噻吩基、吡啶基、苯并呋喃基、苯并噻吩基、喹啉基或C1～C6烷基取代的烯基；式Ⅰ-1中，R2和R2’均为C1～C6烷基，可以相同或不同；式Ⅰ-2中，R2”和R2”’均独立地选自亚甲基、甲基亚甲基、1,1-二甲基亚甲基、乙撑基、甲基乙撑基和1,1-二甲基乙撑基。上述的制备方法中，所述稠环芳基具体可为萘基；所述联苯类芳基具体可为联二苯。上述的制备方法中，所述吡啶或其衍生物的结构式如式Ⅱ所示：式Ⅱ中，R3表示吡啶环上的一个或多个取代基，选自H、C1～C6烷基、C1～C6烷氧基、N,N-二甲基、氰基、酯基、苯基、取代苯基、萘基、呋喃基、噻吩基和吡啶基。上述的制备方法中，R1和R3中的取代苯基均为单取代苯基或双取代苯基，其中的取代基选自C1～C6烷基、C1～C6烷氧基、C1～C6烯基、C1～C6烯氧基、C1～C6炔基、C1～C6炔氧基、C1～C6酯基、卤素、三氟甲基、三氟甲氧基和氰基，其中，C1～C6烷基具体可为甲基，C1～C6烷氧基具体可为甲氧基，C1～C6烯氧基具体可为1-丙烯氧基，C1～C6酯基具体可为甲酯基或乙酯基，卤素具体可为氟或氯。上述的制备方法中，所述卤代物的结构式如式Ⅲ所示：R1-X式Ⅲ式Ⅲ中，R1的定义同式Ⅰ-1中；X为碘、溴或氯。上述的制备方法中，所述联硼酸酯的结构式如式Ⅳ-1或式Ⅳ-2所示：式Ⅳ-1中，R2和R2’的定义同式Ⅰ-1中，式Ⅳ-2中，R2”和R2”’的定义同式Ⅰ-2中。上述的制备方法中，所述醇盐的分子式为R4OM，其中，R4表示C1～C6烷基，M表示锂、钠或钾。上述的制备方法中，所述联硼酸酯—醇盐复合物的结构式如式Ⅴ-1或式Ⅴ-2所示：式Ⅴ-1中，R2和R2’的定义同式Ⅰ-1中；式Ⅴ-2中，R2”和R2”’的定义同式Ⅰ-2中；式Ⅴ-1和式Ⅴ-2中，R4表示C1～C6烷基，M表示锂、钠或钾。上述的制备方法中，方法1)中的反应方程式如下所示：方法2)中的反应方程式如下所示：方法2)与方法1)的区别在于将所述联硼酸酯与所述醇盐预先反应形成所述联硼酸酯—醇盐复合物，经分离后用于芳基硼酸酯和烯基硼酸酯的合成，其余反应条件均相同。上述的制备方法中，1)中，所述卤代物、所述联硼酸酯、所述醇盐与所述吡啶或其衍生物的摩尔比可为1：1.0～3.0：1.0～3.0：0.01～1.0，具体可为1：2.0：2.0：0.2；2)中，所述卤代物、所述联硼酸酯—醇盐复合物与所述吡啶或其衍生物的摩尔比可为1：1.0～3.0：0.01～1.0，具体可为1：2.0：0.2。上述的制备方法中，1)和2)中，所述反应的温度均可为20～150℃，具体可为85℃，时间均可为0.1～48h，具体可为12h。上述的制备方法中，1)和2)中，所述反应均在有机溶剂中进行，所述有机溶剂为烷烃类溶剂、醚类溶剂、苯类溶剂、二甲亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺和N-甲基吡咯烷酮中至少一种；所述烷烃类溶剂具体可为二氯甲烷、三氯甲烷或四氯化碳；所述醚类溶剂具体可为四氢呋喃或甲基叔丁基醚；所述苯类溶剂具体可为苯或甲苯。与现有的合成方法相比，本专利技术具有如下有益效果：使用价格低廉的吡啶或其衍生物作为催化剂代替过渡金属催化剂，且反应条件温和，反应产率高，避免了痕量过渡金属在硼化产物中的残留，降低了芳基和烯基硼酸酯合成反应的成本。具体实施方式下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。下列实施实例中，Me表示甲基，Ph表示苯基，MTBE表示甲基叔丁基醚。下述实施例中的联硼酸频那醇酯、联硼酸新戊二醇酯和双联(2-甲基-2,4-戊二醇)硼酸酯从安耐吉试剂公司购买，纯度>97％；甲醇钾从阿拉丁试剂公司购买，纯度>95％，甲醇钠从百灵威公司购买，纯度>97％；4-苯基吡啶从梯希爱试剂公司购买，纯度>97％；其他取代的吡啶化合物均从百灵威试剂公司购买，纯度>97％；所用溶剂均从百灵威试剂公司购买。以上化合物均直接使用。一、芳基硼酸酯和烯基硼酸酯的合成方法(采用方案1)：1、小量合成方法：在氩气气氛下，向一个15mL封管中依次加入磁力搅拌子，芳基或烯基卤代物(0.500mmol)、联硼酸酯(1.00mmol)、醇盐(1.00mmol)、吡啶催化剂(0.100mmol)以及溶剂(例如0.4mL甲基叔丁基醚)。将该反应管用聚四氟乙烯盖子封好后，置于一个温度恒定在85℃的油浴锅中，搅拌反应12小时。将反应液冷却至室温后，打开封盖，加入5mL水和10mL乙醚，充分搅拌。分离出有机相，向水相中加入冰醋酸，将溶液的pH调至7，再用10mL乙醚分三次萃取。合并所有的有机相，用饱和食盐水洗涤，再用无水硫酸钠干燥20分钟后在旋转蒸发仪上浓缩。所得的粗产品使用硅胶色谱柱纯化，即得到相应的芳基硼酸酯或烯基硼酸酯。2、克级制备方法反应式与小量合成方法相同。在一个配有冷凝管的50mL圆底烧瓶中依次加入磁力搅拌子，芳基或烯基卤代物(10.0mmol)、联硼酸酯(20.0mmol)、醇盐(20.0mmol)、吡啶催化剂(2.00mmol)以及少量溶剂(例如8mL甲基叔丁基醚)。将该混合物在氩气气氛下置于一个温度恒定在85℃的油浴锅中，在搅拌下加热回流12小时。将反应液冷却至室温后，加入20mL水和20mL乙醚，充分搅拌。分离出有机相，向水相中加入冰醋酸，将溶液的pH调至7，再用30mL乙醚分三次萃取。合并所有的有机相，用饱和食盐水洗涤，再用无水硫酸钠干燥20分钟后在旋转蒸发仪上浓缩。所得的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种取代硼酸酯的制备方法，包括如下步骤：在吡啶或其衍生物的催化作用下，经下述1)或2)即得式Ⅰ‑1或式Ⅰ‑2所示取代硼酸酯：1)卤代物、联硼酸酯和醇盐进行反应；2)卤代物与联硼酸酯—醇盐复合物进行反应；

【技术特征摘要】
1.一种取代硼酸酯的制备方法，包括如下步骤：在吡啶或其衍生物的催化作用下，经下述1)或2)即得式Ⅰ-1或式Ⅰ-2所示取代硼酸酯：1)卤代物、联硼酸酯和醇盐进行反应；2)卤代物与联硼酸酯—醇盐复合物进行反应；式Ⅰ中，R1为苯基、取代苯基、稠环芳基、联苯类芳基、芴基、呋喃基、噻吩基、吡啶基、苯并呋喃基、苯并噻吩基、喹啉基或C1～C6烷基取代的烯基；式Ⅰ-1中，R2和R2’均为C1～C6烷基，可以相同或不同；式Ⅰ-2中，R2”和R2”’均独立地选自亚甲基、甲基亚甲基、1,1-二甲基亚甲基、乙撑基、甲基乙撑基和1,1-二甲基乙撑基。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述吡啶或其衍生物的结构式如式Ⅱ所示：式Ⅱ中，R3表示吡啶环上的一个或多个取代基，选自H、C1～C6烷基、C1～C6烷氧基、N,N-二甲基、氰基、酯基、苯基、取代苯基、萘基、呋喃基、噻吩基和吡啶基。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：R1和R3中的取代苯基均为单取代苯基或双取代苯基，其中的取代基选自C1～C6烷基、C1～C6烷氧基、C1～C6烯基、C1～C6烯氧基、C1～C6炔基、C1～C6炔氧基、C1～C6酯基、卤素、三氟甲基、三氟甲氧基和氰基。4.根据权利要求1-3中任一项所述的制备方法，其特征在于：所述卤代物的结构式如式Ⅲ所示：R1-X式Ⅲ式Ⅲ中，R1的定义同式Ⅰ-1中；X为碘、溴或氯。5.根据权利要求1-4中任一项所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：焦雷，张力，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京,11