CN102093399A - 一种新型硼化试剂二甲胺基硼酸频哪醇酯、合成及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种新型硼化试剂二甲胺基硼酸频哪醇酯PinB(DMA)的结构如下：
合成具体步骤为：在50~70oC温度条件下，原料B(NMe2)3与频哪醇在无溶剂条件下反应2~5小时，在-0.1Mpa真空条件下蒸馏，收集45-50oC馏分，即为产品。本发明二甲胺基硼酸频哪醇酯，具有水敏感性低、结构稳定、在参与硼化反应时可避免超低温反应等特性，而具有重要的市场价值。本发明硼化试剂的合成与同类工艺相比具有显著的特点：反应步骤简单，工艺条件温和易操作，无溶剂反应，且工艺稳定性好，易于实现工业化生产，后处理简单，且收率高，纯度好。本发明硼化试剂纯度好，在硼化反应中有着广泛的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及有机化学合成领域，特别是一种新型硼化试剂，提从其合成工艺，另外还涉及其用途。
背景技术
硼酸及硼酸酯类化合物作为一种重要的中间体，在有机及药物合成中的应用相当广泛，而制备高附加值的硼酸及其酯，最广泛的方法是用金属有机化合物和硼化试剂如硼酸三甲酯、硼酸三异丙酯、甲氧基硼酸频哪醇酯或异丙氧基硼酸频哪醇酯等在低温下反应获取。但上述传统的硼化试剂都是对水汽及其敏感易水解的化合物，这使其包装、存储运输都带来了一定的困难；另一方面由于它们自身活性极高的特点在进行硼化反应时往往需在低温等苛刻和高能耗的条件下进行，这给其工业化带来一定的困难。在这种形式下我们急需一种可替代的对水敏感度低、结构相对稳定、活性适中的硼化试剂。
发明内容
本发明的目的是克服上述不足问题，提供一种新型硼化试剂二甲胺基硼酸频哪醇酯的合成，合成方法简单，产品纯度高，性能稳定；另外本发明还涉及二甲胺基硼酸频哪醇酯的应用，应用效果佳，降低生产成本。
本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：一种新型硼化试剂二甲胺基硼酸频哪醇酯PinB(DMA)的结构如下：
本发明一种新型硼化试剂二甲胺基硼酸频哪醇酯PinB(DMA)的合成，合成路线如下式：
具体步骤为：在50~70oC温度条件下，原料B(NMe2)3与频哪醇在无溶剂条件下反应2~5小时，在-0.1Mpa真空条件下蒸馏，收集45-50oC馏分，即为产品。
所述整个反应在惰性气体如氩气、氮气等保护下进行反应。
所述原料B(NMe2)3与频哪醇的摩尔比为：1.05~1.2 : 1.0。
所述原料频哪醇在40~60oC熔融状态下添加到50~70oC的B(NMe2)3中，滴加过程有气体溢出。
所述反应终点通过GC监控，频哪醇与产物的GC含量比值小于1%判断反应终点。
本发明新型硼化试剂二甲胺基硼酸频哪醇酯PinB(DMA) 作为硼化试剂应用于烷基硼酸频哪醇酯、芳基硼酸频哪醇酯、及杂环硼酸频哪醇酯的合成。
本发明属于二取代胺基硼酸联二醇酯的合成工艺，二取代胺基硼酸联二醇酯(简称DiolB(NRR’))结构如下：
其中最简单且最易制备的二取代胺基硼酸联二醇酯是二甲胺基硼酸频哪醇酯(简称PinB(DMA))。
本发明二甲胺基硼酸频哪醇酯作为一种新型硼化试剂与目前硼化学领域中常见的传统的硼化试剂B(OMe)3, B(OIPA)3， PinB(OMe), PinB(OIPA)相比，具有水敏感性低、结构稳定、在参与硼化反应时可避免超低温反应等特性，而具有重要的市场价值。
本发明硼化试剂的合成与同类工艺相比具有显著的特点：反应步骤简单，工艺条件温和易操作，无溶剂反应，且工艺稳定性好，易于实现工业化生产，后处理简单，且收率高，纯度好。
本发明硼化试剂纯度好，在硼化反应中有着广泛的应用前景。
四、具体实施方式：
下面通过实施例详述本发明；但本发明并不限于下述的实施例。
实施例1：新型硼化试剂二甲胺基硼酸频哪醇酯PinB(DMA)的制备
氩气保护下，向500ml反应瓶中加入143.0g (1.0 mol) B(NMe2)3，加热至50 oC, 在另一250ml反应瓶中，氩气保护下，加入123.9g(1.05 mol)频哪醇加热至45 oC熔融后用氩气缓慢的压入500ml反应瓶中，有气体溢出。逐渐的升高温度至68 oC，气体溢出的速度加快，68 oC下搅拌反应3小时后，降至室温20 oC，取样GC检测频哪醇与产物的的GC含量比值为0.7%，在-0.1Mpa真空条件下蒸馏，收集45-50oC馏分，即为产品。GC﹥98%，收率：98% ，1H NMR (CDCl3) δ1.20ppm, 单峰12H, 2.58ppm, 单峰6H。
实施例2：新型硼化试剂二甲胺基硼酸频哪醇酯PinB(DMA)的制备
氩气保护下，向1000ml反应瓶中加入143.0g (1.0 mol) B(NMe2)3，在反应瓶上安置500ml滴液漏斗中，加入400ml 141.6g(1.2 mol)频哪醇的THF溶液。加热反应瓶至60 oC， 缓慢滴加频那醇的THF溶液，有气体溢出。逐渐的升高温度至70 oC，气体溢出的速度加快，滴加完毕后，70 oC下搅拌反应至无气体放出后，降至室温20 oC，取样GC检测频哪醇与产物的的GC含量比值为0.6%，在-0.1Mpa真空条件下蒸馏，收集45-50oC馏分，即为产品。GC﹥98%，收率：98% ，
实施例3：PinB(DMA)作为硼化试剂制备正丁基硼酸频哪醇酯
氩气保护下，向装有100 mL四氢呋喃的500mL反应瓶中加入17.1g (0.10 mol) PinB(DMA)，将体系温度降至0~5 oC，滴加44.3ml 2.5M 正丁基锂 (0.11 mol), 0~5 oC下搅拌30分钟后，升至室温，继续搅拌2小时，滴加200mL 1M KH2PO4 缓冲液将反应淬灭，用150mL乙酸乙酯萃取3次，合并有机相，无水硫酸钠干燥，浓缩有机相，用40g 正己烷打浆，过滤得白色固体：12.9g, 收率：70% ，GC >97%。1H NMR，11B NMR和IR与标准谱图一致。
实施例4：PinB(DMA)作为硼化试剂制备烯丙基硼酸频哪醇酯
氩气保护下，向装有600 mL乙二醇二甲醚的2L反应瓶中加入25.5g (1.05 mol) 镁、171.0g (1.0 mol) PinB(DMA) 搅拌均匀，室温下滴加76.5g (1.0 mol) 烯丙基氯，滴加完毕后搅拌2小时，温度上升至30 oC时冷水浴控温在30 oC左右，继续搅拌待温度开始下降后撤除冷水浴自然降温，取样送GC监测烯丙基氯与产物的比值GC比＜1%，加入300g饱和NaCl水溶液淬灭分层，分离有机层后加入500mL 甲基叔丁基醚萃取一次。合并有机层减压蒸除溶剂，得到粗品后用60~70℃饱和NaCl水溶液洗两次，分出NaCl水层，得产物100.8g, 收率：60% ，GC >98%。1H NMR，11B NMR与标准谱图一致。
实施例5：PinB(DMA)作为硼化试剂制备苯硼酸频哪醇酯
氩气保护下，向装恒压滴液漏斗和冷凝管的250mL四口瓶中，加入2.6g (0.11mol)镁屑和1~2粒碘，25g 四氢呋喃，升温至45 oC，滴加少量的15.7g (0.10 mol)溴苯的四氢呋喃溶液30.0g，引发反应后滴加剩余的溴苯溶液，滴加完成后搅拌4小时，制得苯基溴化镁的四氢呋喃溶液。
在另一500mL四口瓶中加入20.5g (0.12 mol) PinB(DMA)、30g 四氢呋喃，降温至0~5 oC，滴加上述格氏试剂，滴加完毕后保温反应1小时，升至室温，继续反应2小时，加入200g饱和NaCl水溶液淬灭分层，分离有机层后使用500mL甲基叔丁基醚萃取三次。合并有机层， 无水硫酸镁干燥，减压蒸除溶剂，正己烷打浆，过滤，得产物16.9g, 收率：83% ，GC >98%。1H NMR，11B NMR与标准谱图一致。
实施例6：PinB(DMA)作为硼化试剂制备3-氟苯硼酸频哪醇酯
氩气保护下，向装恒压滴液漏斗和冷凝管的250mL四口瓶中，加入镁屑2.6g (0.11mol) 和1~2粒碘，25g 四氢呋喃，升温至45 oC，滴加少量的3-氟溴苯17.5g (0.10 mol)的四氢呋喃溶液30.0g，引发反应后滴加剩余的3-氟溴苯溶液，滴加完成后搅拌5小时，制得3-氟苯基溴化镁的四氢呋喃溶液。
在另一500mL四口瓶中加入20.5g (0.12 mol) PinB(DMA)、30g 四氢呋喃，降温至0~5 oC，滴加上述格氏试剂，滴加完毕后保温反应1小时，升至室温，继续反应2小时，加入200g饱和NaCl水溶液淬灭分层，分离有机层后使用500mL甲基叔丁基醚萃取三次。合并有机层， 无水硫酸镁干燥，减压蒸除溶剂，正己烷打浆，过滤，得白色针状产物16.9g, 收率：76% ，GC >98%。1H NMR，11B NMR与标准谱图一致。
实施例7：PinB(DMA)作为硼化试剂制备4-氯吡啶-3-硼酸频哪醇酯
氩气保护下，向装有150 mL乙醚的500mL反应瓶中加入21.2g (0.210 mol) 二异丙胺，降温至0 oC，滴加85.8mL (2.5M, 0.215mol)正丁基锂，滴加完毕后搅拌30分钟, 备用。在另一装有200 mL乙醚的1L反应瓶中加入15g (0.100 mol) 4-氯吡啶盐酸盐、18.8g (0.110 mol) PinB(DMA)，搅拌均匀后，降温至0 oC，将上述制备的LDA溶液滴加到反应体系中，滴毕后搅拌2小时，加入321g (0.440 mol) 5% HCl/乙醚溶液，加入完毕室温搅拌反应4小时。反应液过滤，滤液减压浓缩，30g正己烷打浆，过滤，得类白色固体 12.0g，收率：50%。纯度：GC >96%，1H NMR与标准谱图一致。
实施例8：PinB(DMA)作为硼化试剂制备5-甲基-2-呋喃硼酸频哪醇酯
氩气保护下，向装有500 mL四氢呋喃的2L反应瓶中加入125g ( 1.52 mol) 2-甲基呋喃，降温至0℃，滴加430g ( 2.5M, 1.60 mol) 正丁基锂溶液，滴加完毕后搅拌3h，滴加287g (1.68 mol) PinB(DMA) 后搅拌1小时，自然升温至室温，继续搅拌2小时，取样GC监测2-甲基呋喃与产物的比值GC比＜1%, 加入300g饱和NaCl水溶液淬灭分层，分离有机层后使用1L甲基叔丁基醚萃取三次。合并有机层减压蒸除溶剂，得产物199.3g, 收率：63% ，GC >98%。1H NMR，11B NMR与标准谱图一致。
Claims (7)
1.一种新型硼化试剂二甲胺基硼酸频哪醇酯PinB(DMA)的结构如下：
2.根据权利要求1所述的新型硼化试剂二甲胺基硼酸频哪醇酯PinB(DMA)的合成，其特征是：合成路线如下式：
具体步骤为：在50-70oC温度条件下，原料B(NMe2)3与频哪醇在无溶剂条件下反应2-5小时，在-0.1Mpa真空条件下蒸馏，收集45-50oC馏分，即为产品。
3.根据权利要求2所述的新型硼化试剂二甲胺基硼酸频哪醇酯PinB(DMA)的合成，其特征是：整个反应在惰性气体如氩气、氮气等保护下进行反应。
4.根据权利要求2所述的新型硼化试剂二甲胺基硼酸频哪醇酯PinB(DMA)的合成，其特征是：原料B(NMe2)3与频哪醇的摩尔比为：1.05-1.2 : 1.0。
5.根据权利要求2所述的新型硼化试剂二甲胺基硼酸频哪醇酯PinB(DMA)的合成，其特征是：原料频哪醇在40-60oC熔融状态下添加到50-70oC的B(NMe2)3中，滴加过程有气体溢出。
6.根据权利要求2所述的新型硼化试剂二甲胺基硼酸频哪醇酯PinB(DMA)的合成，其特征是：反应终点通过GC监控，频哪醇与产物的GC含量比值小于1%判断反应终点。
7.根据权利要求1所述的新型硼化试剂二甲胺基硼酸频哪醇酯PinB(DMA) 的应用，其特征是：作为硼化试剂应用于烷基硼酸频哪醇酯、芳基硼酸频哪醇酯、及杂环硼酸频哪醇酯的合成。
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