CN104395326B - 二取代硼酸衍生物的制造方法和新型二取代硼酸衍生物 - Google Patents

二取代硼酸衍生物的制造方法和新型二取代硼酸衍生物 Download PDF

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Abstract

本发明涉及二取代硼酸衍生物的制造方法和新型的二取代硼酸衍生物。根据本发明的制造方法，通过使通式(1)(式中，Ar和M与说明书和权利要求书为相同含义)所示的化合物与硼酸三叔丁酯反应，然后使反应物水解，从而可以选择性地且以高收率得到通式(2)所示的二取代硼酸衍生物。Ar‑M (1)

Description

二取代硼酸衍生物的制造方法和新型二取代硼酸衍生物
技术领域
本发明涉及选择性地制造二取代硼酸衍生物的方法和新型的二取代硼酸衍生物。
背景技术
已知二取代硼酸与硼酸同样地能够用于铃木偶联反应(Suzuki-Miyaurareaction)(例如参照专利文献1～3)，特别是电气电子材料和医药领域中有用的有机合成中间体。
作为制造二取代硼酸的方法，公开了将芳香族化合物锂化、使其与硼酸三烷基酯反应的方法，例如，使用正丁基锂将2-(1,1-二甲基乙基)-5-苯基-2H-四唑锂化，使其与硼酸三甲酯反应，然后用于水解反应，从而合成双[2-[2-(1,1-二甲基乙基)-2H-四唑-5-基]苯基]二取代硼酸的方法(例如参照专利文献2)。
另外，公开了使芳香族格氏试剂与硼酸三烷基酯反应的方法，例如，使3,4-二氯苯基溴化镁与硼酸三甲酯反应，然后用酸处理，从而合成双(3,4-二氯苯基)二取代硼酸的方法(例如参照专利文献3)。该方法中公开了，使用相对于芳香族格氏试剂为1.1当量的硼酸三烷基酯时能生成硼酸，但使用0.7当量的硼酸三烷基酯时，可以以高收率得到二取代硼酸。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特表2011-515335号公报
专利文献2：日本特开平6-192240号公报
专利文献3：日本特表2009-526826号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而，即使使用这些现有技术中公开的制造方法，二取代硼酸的收率也低至45％～57％，存在工业上无法得到满足的问题。本发明的课题在于，提供针对上述问题，可以选择性地且以高收率得到二取代硼酸衍生物、工业上能够利用的、简便的制造方法。
用于解决问题的方案
本发明人等为了解决上述课题进行了深入研究，结果发现：通过使硼酸三叔丁酯与有机金属化合物反应，从而可以选择性地且以高收率得到二取代硼酸，从而完成了本发明。即，本发明如以下所述。
即，本发明涉及一种通式(2)所示的二取代硼酸衍生物的制造方法，其特征在于，使通式(1)所示的化合物与硼酸三叔丁酯反应，然后使反应物水解。
Ar-M (1)
(式中，Ar为芳香烃环基或芳香族杂环基，M为Li或MgX，而且X为氯原子、溴原子或碘原子)
(式中，Ar的含义与前述相同)
另外，本发明涉及一种通式(3)所示的二取代硼酸衍生物。
[式中，Ar’为下述式所示的基团：
(此处，m为0或1，A为-O-、-S-或-NR1-，m为0时，A可以进一步为-C(R2)2-，R1为氢原子、碳数1～6的烷基或芳香烃环基，R2可以相同或也可以不同，为氢原子或碳数1～6的烷基；
R为碳数1～6的烷基、碳数1～6的烷氧基或碳数3～6的环烷基，n为0～5；
为单键或双键，因此包含A的环可以为饱和或不饱和；而且，
＊为与B(硼)的原子键，其中，R和＊的取代位置不分别限定于苯环上。)]
发明的效果
根据本发明的制造方法，可以选择性地且以高收率、简便地制造特别是电气电子材料和医药领域中有用的有机合成中间体即二取代硼酸衍生物。因此，可以期待本发明的制造方法能够在工业上利用。另外，根据本发明的制造方法，可以提供目前为止完全没有被报道的、新型二取代硼酸衍生物。
附图说明
图1为实施例1中得到的双(4-二苯并呋喃)二取代硼酸的1H-NMR谱图数据。
图2为实施例1中得到的双(4-二苯并呋喃)二取代硼酸的基于单晶X射线衍射的晶体结构解析的分子结构图(ORTEP图)。
具体实施方式
以下，对本发明的实施方式详细地进行说明。
＜二取代硼酸衍生物的制造方法＞
本发明如下得到通式(2)所示的二取代硼酸衍生物：使通式(1)所示的化合物与硼酸三叔丁酯反应，然后使反应物水解，从而得到。
Ar-M (1)
(式中，Ar为芳香烃环基或芳香族杂环基，M为Li或MgX，而且X为氯原子、溴原子或碘原子)
(式中，Ar的含义与前述相同)
本发明中，“芳香烃环基”是指，至少包含1个芳香环的、碳数6～20的单环式或缩合多环式的1价的基团，例如可以举出：苯基、萘基、四氢萘基、蒽基、芘基、茚基、芴基、苊基、菲基或1,8-苯嵌萘基等。另外，它们可以被不参与反应的、一个以上的任意的取代基所取代。作为这样的取代基，可以举出：碳数1～6的烷基、碳数1～6的烷氧基、碳数3～6的环烷基、碳数6～20的芳基和碳数2～20的杂芳基等。
本发明中，“芳香族杂环基”是指，至少包含1个芳香族杂环的、碳数2～20的单环式或缩合多环式的1价的基团，作为具体例，可以举出：呋喃基、苯并呋喃基、二苯并呋喃基、噻吩基、苯并噻吩基、二苯并噻吩基、吡咯基、吲哚基、咔唑基、咪唑基、苯并咪唑基、吡唑基、噁唑基、苯并噁唑基、噻唑基、苯并噻唑基、呋吖基、吡啶基、吡喃基、吡嗪基、嘧啶基、哒嗪基、三嗪基、氮杂卓基(azepinyl)、喹啉基、吲嗪基(indolizinyl)、噌啉基(cinnolinyl)、喹啉基、咔啉基(carbolinyl)、菲咯啉基(phenanthrolinyl)和咪唑并嘧啶基等。另外，它们可以被不参与反应的、一个以上的任意的取代基所取代。作为这样的取代基，可以举出：碳数1～6的烷基、碳数1～6的烷氧基、碳数3～6的环烷基、碳数6～20的芳基和碳数2～20的杂芳基等。
本发明中，“碳数1～6的烷基”是指，单独或与其他用语组合时，碳数1～6的、直链状或支链状的脂肪族饱和烃的一价的基团，例如可以举出：甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、己基等。因此，本发明中，“碳数1～6的烷氧基”是指，基团-ORa、且Ra为如上述定义那样的碳数1～6的烷基的基团。
本发明中，“碳数3～6的环烷基”是指，单独或与其他用语组合时，碳数3～6的、环状的脂肪族饱和烃的一价的基团，例如可以举出：环丙基、环丁基、环戊基、环己基等。
另外，本发明中，“碳数6～20的芳基”与上述“芳香烃环基”为相同含义，两者可以互换使用。同样地“碳数2～20的杂芳基”与上述“芳香族杂环基”为相同含义，两者可以互换使用。
本发明的制造方法优选使用通式(1)中的Ar为下述式所示的基团的情况：
(此处，m为0或1，A为-O-、-S-或-NR1-，m为0时，A可以进一步为-C(R2)2-，R1为氢原子、碳数1～6的烷基或芳香烃环基，R2可以相同或也可以不同，为氢原子或碳数1～6的烷基；
R为碳数1～6的烷基、碳数1～6的烷氧基或碳数3～6的环烷基，n为0～5；
为单键或双键，因此包含A的环可以为饱和或不饱和；而且，
＊为与B(硼)的原子键，其中，R和＊的取代位置不分别限定于苯环上)。
另外，本发明的制造方法更优选使用通式(1)中的Ar为下述式所示的基团的情况：
(式中，A为-O-、-S-、-NR1-或-C(R2)2-，R1为氢原子或甲基，R2可以相同或也可以不同，为氢原子或甲基，而且＊的含义与前述相同)。
对本发明的制造方法中使用的、通式(1)所示的化合物的制法没有特别限定，可以利用公知的任意方法来合成。通式(1)中的M为MgX所示的化合物是一般来说被称为格氏试剂的有机镁卤化物，可以根据与公知的格氏试剂同样的制备法，具体而言，使镁与对应的卤代芳香族化合物(Ar-X：此处，Ar和X的含义与前述相同)作用来得到(例如参照日本特开2002-047292号公报记载的方法)。另外，通式(1)中的M为Li所示的化合物可以根据公知的锂化反应，具体而言，使正丁基锂这样的烷基锂试剂与对应的芳香族化合物(Ar-H或Ar-X：此处，Ar和X的含义与前述相同)作用来得到(例如参照专利文献2)。或者，可以使锂颗粒与对应的氯代芳香族化合物(Ar-Cl：此处，Ar的含义与前述相同)作用来得到(例如参照日本特开2002-308883号公报记载的方法)。更优选使用通式(1)中的M为Li所示的化合物。
将所得通式(1)的化合物用于本发明的制造方法时，可以分离后使用，也可以直接使用制备后的溶液。从稳定性的观点出发，期望直接使用制备后的溶液。
本发明的制造方法中使用的硼酸三叔丁酯可以自Sigma-Aldrich Co.LLC.等供应者购买。或者，硼酸三叔丁酯也可以根据公知的方法(例如Journal of the ChemicalSociety,78,3613；1956)来制备。
对本发明的制造方法中使用的硼酸三叔丁酯的用量没有特别限定，相对于通式(1)所示的化合物1摩尔，优选为0.1摩尔～2.0摩尔、更优选为0.3摩尔～1.05摩尔，从反应率的观点出发，进一步优选为0.3摩尔～0.7摩尔。
本发明的制造方法中，可以使用溶剂。使用的溶剂只要为对反应非活性的溶剂就没有特别限定，可以根据期望的反应温度来适当选择。可以单独使用或以任意的比例混合2种以上的溶剂来使用。作为溶剂，例如可以使用甲苯、二甲苯这样的芳香烃系溶剂；四氢呋喃(THF)、二乙基醚、二氧杂环己烷这样的醚系溶剂；正己烷、正庚烷、环己烷这样的脂肪族烃系溶剂；二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、1,2-二氯乙烷等脂肪族卤素系溶剂。另外，也可以使用通式(1)所示的化合物的制备中的溶剂。对于溶剂的用量，相对于通式(1)的化合物1g，为0.5～20倍量(重量基准)、优选为1～10倍量。
本发明的制造方法中的式(1)所示的化合物与硼酸三叔丁酯的反应温度优选为-80～80℃的范围，从收率的观点出发，更优选为-80～40℃的范围。
本发明的制造方法中的式(1)所示的化合物与硼酸三叔丁酯的反应时间可以根据使用的起始物质的量、种类、溶剂的有无、溶剂的种类、反应温度等条件来适当设定。通常，优选为10分钟～24小时，从操作性的观点出发，更优选为10分钟～6小时。
通过前述反应，可以生成通式(4)所示的二芳基二(叔丁氧基)硼酸盐：
(式中，Ar的含义与前述相同，M’为Li+或Mg2+，M’为Li+时，p为1，M’为Mg2+时，p为2)。通过将所得反应物(硼酸盐)用一般的方法水解，从而可以容易地得到通式(2)所示的二取代硼酸衍生物：
(式中，Ar的含义与前述相同)。具体而言，与硼酸盐的反应结束后，通过添加盐酸、硫酸、磷酸等无机酸的水溶液的方法(参照日本特开2007-297297号公报记载的方法)可以进行水解。
对于前述水解中使用的酸的用量，相对于通式(1)的化合物1g，优选为0.1～100倍量(重量基准)，从操作效率的观点出发，更优选为0.2～4倍量。
前述水解中的温度优选为-80～80℃的范围、更优选为-80～40℃的范围。
通过前述水解得到的通式(2)所示的二取代硼酸衍生物例如可以通过基于重结晶、蒸馏、柱色谱法等的一般的方法进一步进行分离·纯化。
＜新型二取代硼酸衍生物＞
本发明提供通式(3)所示的新型的二取代硼酸衍生物。
[式中，Ar’为下述式所示的基团：
(此处，m为0或1，A为-O-、-S-或-NR1-，m为0时，A可以进一步为-C(R2)2-，R1为氢原子、碳数1～6的烷基或芳香烃环基，R2可以相同或也可以不同，为氢原子或碳数1～6的烷基；
R为碳数1～6的烷基、碳数1～6的烷氧基或碳数3～6的环烷基，n为0～5；
为单键或双键，因此包含A的环可以为饱和或不饱和；而且，
＊为与B(硼)的原子键，其中，R和＊的取代位置不分别限定于苯环上。)]
特别是，提供Ar’为下述式所示的基团的、通式(3)所示的新型二取代硼酸衍生物：
(式中，A为-O-、-S-、-NR1-或-C(R2)2-，R1为氢原子或甲基，R2可以相同或也可以不同，为氢原子或甲基，而且，＊的含义与前述相同)。
对通式(3)所示的化合物没有特别限定，可以举出：双(苯并呋喃-2-基)二取代硼酸、双(苯并噻吩-2-基)二取代硼酸、双(1-甲基吲哚-2-基)二取代硼酸、双(1-甲基吲哚-3-基)二取代硼酸、双(1-甲基吲哚-5-基)二取代硼酸、双(喹啉-4-基)二取代硼酸、双(喹啉-5-基)二取代硼酸、双(喹啉-6-基)二取代硼酸、双(2-甲基喹啉-6-基)二取代硼酸等2环系化合物；双(二苯并呋喃-2-基)二取代硼酸、双(二苯并呋喃-4-基)二取代硼酸、双(二苯并噻吩-2-基)二取代硼酸、双(二苯并噻吩-4-基)二取代硼酸、双(9H-咔唑-1-基)二取代硼酸、双(9H-咔唑-3-基)二取代硼酸、双(9H-芴-9-基)二取代硼酸、双(9,9-二甲基-9H-芴-2-基)二取代硼酸、双(9,9-二乙基-9H-芴-2-基)二取代硼酸、双(9,9-二丙基-9H-芴-2-基)二取代硼酸、双(9,9-二丁基-9H-芴-2-基)二取代硼酸、双(9,9-二戊基-9H-芴-2-基)二取代硼酸、双(9,9-二己基-9H-芴-2-基)二取代硼酸等3环系化合物。这些化合物迄今为止没有被报道的例子，为新型的化合物。
通式(3)所示的新型二取代硼酸衍生物可以使通过通式(1)所示的化合物与硼酸三叔丁酯的反应得到的通式(4)所示的化合物用一般的方法进行水解而得到。其反应条件、定义和优选方案基于上述＜二取代硼酸衍生物的制造方法＞的记载。
＜硼酸盐衍生物的制造方法＞
本发明人等研究了本发明的二取代硼酸衍生物的制造方法，发现作为其中间体，可以得到4配位酸根型络合物即硼酸盐。近年来，硼化合物的4配位酸根型络合物作为金属催化剂反应中的新的硼试剂受到关注(例如Angew.Chem.Int.Ed.2008,47,928-931)，新型硼酸盐衍生物可以期待作为新的硼试剂。因此，本发明使通式(1)所示的化合物与硼酸三叔丁酯反应，可以得到通式(4)所示的硼酸盐衍生物。
Ar-M (1)
(式中，Ar为芳香烃环基或芳香族杂环基，M为Li或MgX，而且X为氯原子、溴原子或碘原子)
(式中，Ar的含义与前述相同，M’为Li+或Mg2+，M’为Li+时，p为1，M’为Mg2+时，p为2)。
本发明的硼酸盐的制造方法使式(1)所示的化合物与硼酸三叔丁酯反应后，得到不进行水解而生成的通式(4)所示的硼酸盐衍生物。其反应条件、定义和优选方案除了水解工序之外基于上述＜二取代硼酸衍生物的制造方法＞的记载。
＜新型硼酸盐衍生物＞
另外，本发明还提供通式(5)所示的新型硼酸盐衍生物：
[式中，Ar’为下述式所示的基团：
(此处，m为0或1，A为-O-、-S-或-NR1-，m为0时，A可以进一步为-C(R2)2-，R1为氢原子、碳数1～6的烷基或芳香烃环基，R2可以相同或也可以不同，为氢原子或碳数1～6的烷基；
R为碳数1～6的烷基、碳数1～6的烷氧基或碳数3～6的环烷基，n为0～5；
为单键或双键，因此包含A的环可以为饱和或不饱和；而且，
＊为与B(硼)的原子键，其中，R和＊的取代位置不分别限定于苯环上)；而且，
M’为Li+或Mg2+，M’为Li+时，p’为1，M’为Mg2+时，p’为2]。
特别是，提供Ar’为下述式所示的基团的、通式(5)所示的新型硼酸盐衍生物：
(式中，A为-O-、-S-、-NR1-或-C(R2)2-，R1为氢原子或甲基，R2可以相同或也可以不同，为氢原子或甲基，而且＊与前述为相同含义)。
另外，特别是，提供M’为Li+的、通式(5)所示的新型硼酸盐衍生物。
通式(5)所示的新型硼酸盐衍生物可以通过通式(1)所示的化合物与硼酸三叔丁酯的反应而得到。其反应条件、定义和优选方案基于上述＜二取代硼酸衍生物的制造方法＞的记载。
实施例
以下，为了阐明本发明的方案给出实施例，但本发明不仅仅限定于此处所示的实施例的内容。
实施例中得到的化合物的纯度、熔点和NMR谱的测定方法如以下所述。
＜纯度＞
使用高效液相色谱法进行测定。测定条件如以下所述。
试样制备：将试样1.0mg溶解于乙腈0.5mL
检测器：SPD-20A(株式会社岛津制作所制造)
柱温箱：CTO-20A(株式会社岛津制作所制造)
泵：LC-20AD(株式会社岛津制作所制造)
柱：ODS-80TM(东曹株式会社制造)
柱温度：40℃
洗脱液A：乙腈:磷酸＝1000:0.5
洗脱液B：水:磷酸＝1000:0.5
梯度：A40％(0～15min.)→A80％(20～35min.)
流速：1.0mL/min
波长：254nm
＜熔点＞
使用熔点测定装置B-545(日本BUCHI株式会社制造)，以每分钟5℃升温至50～280℃从而进行测定。
＜NMR谱＞
调整混合有化合物和氘代DMSO(Cambrige Isotope Laboratories,Inc.制DMSO-d6含有0.05％TMS)的溶液，用NMR(日本电子株式会社制、JNM-AL400)测定1H-NMR、11B-NMR。需要说明的是，1H-NMR谱的测定中，将四甲基硅烷作为标准物质，11B-NMR谱的测定中，将三氟化硼的四氢呋喃络合物作为标准物质。
＜基于X射线衍射的晶体结构解析＞
使用单晶X射线衍射装置(Rigaku Corporation制、VariMax Saturn CCD724HG)进行测定(X射线源：Mo)
[实施例1]
双(二苯并呋喃-4-基)二取代硼酸的合成
于氩气氛下，向具备搅拌装置、温度计、U字管、回流冷凝器和滴液漏斗的300mL的玻璃制烧瓶中加入THF80mL和二苯并呋喃(东京化成工业株式会社制)15g(0.09mol)，在室温下下边搅拌边使二苯并呋喃溶解。溶解后，将内温冷却至-10～0℃，滴加2.3mol/L正丁基锂环己烷溶液28.6g(0.09mol)，在同一温度下，使其反应1小时。取样反应液，通过1H-NMR确认，结果4-二苯并呋喃基锂的反应收率为90％。进而，在同一温度下，滴加硼酸三叔丁酯(Sigma-Aldrich Japan K.K.制)10.3g(0.05mol)，使其反应1小时。反应结束后的纯度示于表1。
过滤得到反应结束后析出的晶体，由此得到双(二苯并呋喃-4-基)二(叔丁氧基)硼酸锂盐21g。外观：白色粉末；1H-NMR(ppm):δ1.10(s,18H),7.07(t,2H,J＝7.2and(和)7.6Hz),7.24(t,2H,J＝7.6and 7.2Hz),7.34～7.38(m,2H),7.56(d,2H,J＝8.4Hz),7.61(dd,2H,J＝0.8and 6.8Hz),7.64(dd,2H,J＝1.6and7.6Hz),7.95(d,2H,J＝7.2Hz)；11B-NMR(ppm):δ3.28(s).
将前述硼酸盐溶解于THF80mL，加入35重量％盐酸29.1g(0.28mol)、水36mL进行水解。接着，通过分液来分离有机层。将所得有机层用10重量％食盐水清洗，在减压下从有机层蒸馏去除溶剂，然后向所得固体残留物中加入异丙醇40mL、水20mL，在内温约60～70℃下进行1小时加热清洗。接着，使其冷却至室温，过滤并干燥，得到纯度99％的双(4-二苯并呋喃)二取代硼酸12.4g(来自二苯并呋喃的收率76.8％、来自4-二苯并呋喃基锂的收率85.3％)。外观：白色粉末；m.p.：159～160℃；1H-NMR(ppm):δ7.34(t,2H,J＝7.6and7.2Hz),7.35(t,2H,J＝7.6and 7.2Hz),7.44(t,2H,J＝7.6and 7.8Hz),7.54(d,2H,J＝8.0Hz),7.63(dd,2H,J＝1.2and 7.2Hz),8.12(d,4H,J＝6.8Hz),8.27(s,1H)；11B-NMR(ppm):δ30.43(s).
使所得双(4-二苯并呋喃)二取代硼酸的一部分用THF/己烷重结晶，得到单晶，将其用于基于单晶X射线衍射的晶体结构解析，得到图2的分子结构图(ORTEP图)。
[比较例1～6]
将硼酸三叔丁酯变更为表1所记载的硼酸酯，除此之外，进行与实施例1同样的操作，得到反应液。反应结束后的纯度示于表1。需要说明的是，实施例1和比较例1～6中，取样水解前的硼酸盐，但由于高效液相色谱法测定用试样的制备而引起水解，从而表1中的反应结束后的纯度是指水解后的二取代硼酸/硼酸。
[表1]
[实施例2]
双(二苯并噻吩-4-基)二取代硼酸的合成
于氩气氛下，向具备搅拌装置、温度计、U字管、回流冷凝器和滴液漏斗的300mL的玻璃制烧瓶中加入THF58mL和二苯并噻吩(东京化成工业株式会社制)10g(0.05mol)，在室温下边搅拌边使二苯并噻吩溶解。溶解后，将内温冷却至-10～0℃，滴加2.6mol/L正丁基锂己烷溶液21mL(0.05mol)，在同一温度下，使其反应1小时。取样反应液，通过1H-NMR确认，结果4-二苯并噻吩基锂的反应收率为49％。进而，在同一温度下，滴加硼酸三叔丁酯(Sigma-Aldrich Japan K.K.制)10.3g(0.05mol)，使其反应1小时。
过滤得到反应结束后析出的晶体，由此得到双(二苯并噻吩-4-基)二(叔丁氧基)硼酸锂盐7.1g。外观：白色粉末；1H-NMR(ppm):δ1.11(s,18H),7.16(t,2H,J＝7.6and7.2Hz),7.28～7.31(m,4H),7.80～7.83(m,6H),8.08～8.10(m,2H).
利用与实施例1同样的方法水解并分离前述硼酸盐，由此得到纯度96％的双(二苯并噻吩-4-基)二取代硼酸4.5g(来自二苯并噻吩的收率42.1％、来自4-二苯并噻吩基锂的收率86.5％)。外观：微黄白色粉末；1H-NMR(ppm):δ7.38～7.42(m,6H),7.76(d,2H,J＝7.2Hz),7.86～7.88(m,2H),8.18(d,2H,J＝8.0Hz),8.24～8.26(m,2H)；11B-NMR(ppm):δ20.67(s).
[实施例3]
双(苯并呋喃-2-基)二取代硼酸的合成
于氩气氛下，向具备搅拌装置、温度计、U字管、回流冷凝器和滴液漏斗的100mL的玻璃制烧瓶中加入THF40mL和苯并呋喃(东京化成工业株式会社制)4.4g(0.04mol)。边搅拌边使内温冷却至-10～0℃，滴加2.6mol/L正丁基锂己烷溶液14.3mL(0.04mol)，在同一温度下，使其反应1小时。取样反应液，通过1H-NMR确认，结果2-苯并呋喃基锂的反应收率为94％。进而，在同一温度下，滴加硼酸三叔丁酯(Sigma-Aldrich Japan K.K.制)4.3g(0.02mol)，使其反应1小时。
过滤得到反应结束后析出的晶体，由此得到双(苯并呋喃-2-基)二(叔丁氧基)硼酸锂盐6.9g。外观：微黄白色粉末；1H-NMR(ppm):δ1.10(s,18H),6.42(s,2H),6.95～7.00(m,4H),7.29～7.31(m,2H),7.34～7.36(m,2H).
利用与实施例1同样的方法水解并分离前述硼酸盐，由此得到纯度99％的双(苯并呋喃-2-基)二取代硼酸4.2g(来自苯并呋喃的收率86.2％、来自2-苯并呋喃基锂的收率91.9％)。外观：微黄白色粉末；1H-NMR(ppm):δ6.97(s,2H),7.12～7.21(m,4H),7.5(d,2H,J＝7.2Hz),7.56(d,2H,J＝7.2Hz)；11B-NMR(ppm):δ10.89(s).
[实施例4]
双(苯并噻吩-2-基)二取代硼酸的合成
于氩气氛下，向具备搅拌装置、温度计、U字管、回流冷凝器和滴液漏斗的100mL的玻璃制烧瓶中加入THF40mL和苯并噻吩(东京化成工业株式会社制)5.0g(0.04mol)。边搅拌边使内温冷却至-10～0℃，滴加2.6mol/L正丁基锂己烷溶液14.3mL(0.04mol)，在同一温度下，使其反应1小时。取样反应液，通过1H-NMR确认，结果2-苯并噻吩基锂的反应收率为98％。进而，在同一温度下，滴加硼酸三叔丁酯(Sigma-Aldrich Japan K.K.制)4.3g(0.02mol)，使其反应1小时。
过滤得到反应结束后析出的晶体，由此得到双(苯并噻吩-2-基)二(叔丁氧基)硼酸锂盐8.0g。外观：白色粉末；1H-NMR(ppm):δ1.10(s,18H),6.99～7.03(m,4H),7.08～7.12(m,2H),7.52(d,2H,J＝8.4Hz),7.68(d,2H,J＝8.0Hz).
利用与实施例1同样的方法水解并分离前述硼酸盐，由此得到纯度99％的双(苯并噻吩-2-基)二取代硼酸4.5g(来自苯并噻吩的收率82.7％、来自2-苯并噻吩基锂的收率83.3％)。外观：黄白色粉末；1H-NMR(ppm):δ7.22～7.29(m,4H),7.50(s,2H),7.78(d,2H,J＝8.0Hz),7.87(d,2H,J＝7.6Hz)；11B-NMR(ppm):δ14.41(s).
[实施例5]
双(1-甲基吲哚-2-基)二(叔丁氧基)硼酸锂盐的合成
于氩气氛下，向具备搅拌装置、温度计、U字管、回流冷凝器和滴液漏斗的100mL的玻璃制烧瓶中加入THF40mL和1-甲基吲哚(东京化成工业株式会社制)4.9g(0.04mol)。边搅拌边使内温冷却至-10～0℃，滴加2.6mol/L正丁基锂己烷溶液14.3mL(0.04mol)，在同一温度下，使其反应1小时。取样反应液，通过1H-NMR确认，结果1-甲基-2-吲哚基锂的反应收率为76％。进而，在同一温度下，滴加硼酸三叔丁酯(Sigma-Aldrich Japan K.K.制)4.3g(0.02mol)，使其反应1小时。
过滤得到反应结束后析出的晶体，由此得到双(1-甲基吲哚-2-基)二(叔丁氧基)硼酸锂盐2.4g(来自1-甲基吲哚的收率29.6％、来自1-甲基-2-吲哚基锂的收率38.9％)。外观：黄白色粉末；1H-NMR(ppm):δ1.09(s,18H),3.76(s,6H),6.19(s,2H),6.75～6.83(m,4H),7.09(d,2H,J＝8.0Hz),7.27(d,2H,J＝6.8Hz)；11B-NMR(ppm):δ0.2(s).
[实施例6]
双(1-萘基)二取代硼酸的合成
于氩气氛下，向具备搅拌装置、温度计、U字管、回流冷凝器和滴液漏斗的100mL的玻璃制烧瓶中加入THF30mL和1-溴萘(Manac Incorporated制)5.0g(0.02mol)。边搅拌边使内温冷却至-10～0℃，滴加2.6mol/L正丁基锂己烷溶液9.3mL(0.02mol)，在同一温度下，使其反应1小时。进而，在同一温度下，滴加硼酸三叔丁酯(Sigma-Aldrich Japan K.K.制)2.7g(0.01mol)，使其反应1小时。
利用与实施例1同样的方法水解所得反应液，然后进行分液，由此得到有机层。将所得有机层用硅胶柱色谱法(乙酸乙酯/正庚烷；1/16)纯化时，得到纯度99％的双(1-萘基)二取代硼酸2.7g(来自1-溴萘的收率为81％。)。外观：白色粉末；1H-NMR(ppm):δ7.42～7.51(m,6H),7.56(dd,2H,J＝1.2Hz、6.8Hz),7.94～7.99(m,4H),8.29(d,2H,J＝8.4Hz),10.9(s,1H)；11B-NMR(ppm):δ47.0(s).
[实施例7]
二苯基二取代硼酸的合成
于氩气氛下，向具备搅拌装置、温度计、U字管、回流冷凝器和滴液漏斗的100mL的玻璃制烧瓶中加入THF10mL。边搅拌边使内温冷却至-10～0℃，加入1.08mol/L苯基锂二乙基醚·环己烷溶液5mL(5.4mmol)(关东化学株式会社制)。进而，在同一温度下，滴加硼酸三叔丁酯(Sigma-Aldrich Japan K.K.制)0.6g(2.7mmol)，使其反应1小时。
利用与实施例1同样的方法水解所得反应液，然后进行分液，由此得到有机层。将所得有机层用硅胶柱色谱法(乙酸乙酯/正庚烷；1/10)纯化时，得到纯度98％的二苯基二取代硼酸0.46g(来自苯基锂的收率93％)。外观：白色粉末；1H-NMR(ppm):δ7.40(t,4H,J＝7.2and 8.0Hz),7.45～7.48(m,2H),7.68(d,4H,J＝8.0Hz),9.95(s,1H；11B-NMR(ppm):δ20.28(s).
[实施例8]
双(2-噻吩基)二取代硼酸的合成
于氩气氛下，向具备搅拌装置、温度计、U字管、回流冷凝器和滴液漏斗的100mL的玻璃制烧瓶中加入THF40mL和噻吩(和光纯药工业株式会社制)3.1g(0.04mol)。边搅拌边使内温冷却至-10～0℃，滴加2.6mol/L正丁基锂己烷溶液14.3mL(0.04mol)，在同一温度下，使其反应1小时。取样反应液，通过1H-NMR确认，结果2-噻吩基锂的反应收率为99％。进而，在同一温度下，滴加硼酸三叔丁酯(Sigma-Aldrich Japan K.K.制)4.3g(0.02mol)，使其反应1小时。
过滤得到反应结束后析出的晶体，由此得到双(2-噻吩)二(叔丁氧基)硼酸锂盐5.6g。外观：白色粉末；1H-NMR(ppm):δ1.10(s,18H),6.75(d,2H,J＝2.8Hz),6.79～6.81(m,2H),7.05(d,2H,J＝4.8Hz)
利用与实施例1同样的方法水解并分离前述硼酸盐，由此得到纯度99％的双(2-噻吩)二取代硼酸2.5g(来自噻吩的收率70.5％、来自2-噻吩基锂的收率71.2％)。外观：白色粉末；1H-NMR(ppm):δ7.30～7.32(m,2H),7.87(dd,2H,J＝0.8and 3.6Hz),7.96(dd,2H,J＝0.8and 4.8Hz),9.90(s,1H)；11B-NMR(ppm):δ35.90(s).
[实施例9]
双(4-甲氧基苯基)二取代硼酸的合成
于氩气氛下，向具备搅拌装置、温度计、U字管、回流冷凝器和滴液漏斗的100mL的玻璃制烧瓶中加入THF20mL、镁0.56g(0.02mol)，加热至内温50～60℃。加热后，缓慢滴加用THF3mL稀释4-溴苯甲醚4.2g(0.02mol)而成的溶液，在同一温度下使其反应1小时。反应后，冷却至室温，滴加硼酸三叔丁酯0.5g(0.002mol)(Sigma-Aldrich Co.LLC.制)，在同一温度下使其反应24小时。反应后，加入35重量％盐酸水溶液4.5g、水10mL，分离有机层。水层用二氯甲烷20mL萃取，与事先分离好的有机层混合。
将所得溶液浓缩，用硅胶柱色谱法(乙酸乙酯/正庚烷；1/10)进行纯化，得到纯度99％的双(4-甲氧基苯基)二取代硼酸0.26g(来自硼酸三叔丁酯的收率为50％)。外观：白色粉末；1H-NMR(ppm):δ3.80(s,6H),6.84(d,4H,J＝8.4Hz),7.66(d,4H,J＝8.8Hz),9.57(s,1H)；11B-NMR(ppm):δ43.27(s).
产业上的可利用性
由实施例的结果可以表明，通过使用硼酸三叔丁酯作为硼酸三烷基酯，二取代硼酸对硼酸的选择性、二取代硼酸的收率显著提高。迄今为止不清楚由硼酸三烷基酯的烷基链的差异而引起的选择性、收率提高这样的发现。如此，通过本发明的制造方法，可以选择性地且以高收率、简便地制造二取代硼酸衍生物。因此，本发明的制造方法可以期待能在工业上利用。另外，通过本发明的制造方法，可以提供能够用于铃木偶联反应的、电气电子材料和医药领域等中有用的有机合成中间体即新型的二取代硼酸衍生物。进而，根据本发明的制造方法，还可以制造二芳基二(叔丁氧基)硼酸盐。近年来硼化合物的4配位酸根型络合物作为包含铃木偶联反应的金属催化剂反应中的新的硼试剂而受到关注，因此本发明的制造方法也可以期待能够提供硼酸盐衍生物的简便的制造方法和新型硼酸盐衍生物。

Claims (6)

1.一种通式(2)所示的二取代硼酸衍生物的制造方法，其特征在于，使通式(1)所示的化合物与硼酸三叔丁酯反应，然后使反应物水解，
Ar-M (1)
式中，Ar为芳香烃环基或芳香族杂环基，M为Li，
式中，Ar的含义与前述相同。
2.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，以相对于通式(1)所示的化合物1摩尔为0.1摩尔～2.0摩尔的范围使用硼酸三叔丁酯。
3.根据权利要求1或2所述的制造方法，其特征在于，在-80℃～80℃的范围的温度下实施与硼酸三叔丁酯的反应。
4.一种根据权利要求1-3任一项所述的制造方法制造的通式(2’)所示的二取代硼酸衍生物：
式中，Ar’为下述式所示的基团：
此处，m为0或1，m为0时，A为-O-、-S-、-NR1-或-C(R2)2-，m为1时，A为-O-、-S-或-NR1-，R1为氢原子、碳数1～6的烷基或芳香烃环基，R2可以相同或也可以不同，为氢原子或碳数1～6的烷基；
R为碳数1～6的烷基、碳数1～6的烷氧基或碳数3～6的环烷基，n为0～5；
为单键或双键，因此包含A的环可以为饱和或不饱和；而且，
＊为与B即硼的原子键，其中，R和＊的取代位置不分别限定于苯环上。
5.一种通式(4)所示的硼酸盐的制造方法，其特征在于，使通式(1)所示的化合物与硼酸三叔丁酯反应，
Ar-M (1)式中，Ar为芳香烃环基或芳香族杂环基，M为Li，
式中，Ar的含义与前述相同，M’为Li+，p为1。
6.一种通式(5)所示的硼酸盐，其通过权利要求5所述的方法制备：
式中、Ar’为下述式所示的基团：
此处，m为0或1，m为0时，A为-O-、-S-、-NR1-或-C(R2)2-，m为1时，A为-O-、-S-或-NR1-，R1为氢原子、碳数1～6的烷基或芳香烃环基，R2可以相同或也可以不同，为氢原子或碳数1～6的烷基；
R为碳数1～6的烷基、碳数1～6的烷氧基或碳数3～6的环烷基，n为0～5；
为单键或双键，因此包含A的环可以为饱和或不饱和；而且，
＊为与B即硼的原子键，其中，R和＊的取代位置不分别限定于苯环上；
M’为Li+，p’为1。
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