CN104478918A - 一种环烯基-1-硼酸频哪醇酯的合成方法 - Google Patents

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安昌辉
郑鹏
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ALLYCHEM Co Ltd DALIAN CHINA
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    • C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F5/00—Compounds containing elements of Groups 3 or 13 of the Periodic System
    • C07F5/02—Boron compounds
    • C07F5/04—Esters of boric acids

Abstract

本发明公开了一种环烯基-1-硼酸频哪醇酯的合成方法，包含以下三个反应步骤：第一步环内酮与五氯化磷反应生成1-氯环烯烃，第二步1-氯环烯烃与金属锂、硼化试剂一锅法制备环烯基-1-硼酸，第三步环烯基-1-硼酸与频哪醇反应得到最终产品，该方法条件温和，1-氯环烯烃不需要蒸馏纯化可直接用于下一步反应，各步中间体及产物无须精馏，操作简单，且原材料廉价易得，适合放大生产。

Description

一种环烯基-1-硼酸频哪醇酯的合成方法
技术领域
本发明涉及到一种环烯基-1-硼酸频哪醇酯的合成方法，属于有机化学合成领域。
背景技术
在现代药物合成中，引入环烯基作为一个通常的结构单元越来越普遍，并且经常被引入后作为一个取代基团考察构效关系，近年来环状烯基硼酸频哪醇酯与相应的芳环或杂环卤化物通过suzuki偶联反应引入环烯基更加普遍（参考文献Billingsley，Kelcin；Barder Timthye . Angewandtechemle.Internation Edition ；vol.46;nb:28;(2007);p   5359-5363），其合成方法有以下几种：
方法一：文献J.AM.CHEM.SOC.VOL.130.NO.2008.8481-8490报道
                                                 。
     但是此方法有诸多缺陷：（1）反应需要超低温，工业放大操作繁琐，增加制冷成本；（2）反应的选择性很差，杂质多，减压精馏时收率偏低且提纯困难；（3）文献中用4eq丁基锂，且需要自制异丙氧基硼酸频哪醇酯，原材料成本高且操作存在安全隐患；（4）文献中用到的对甲基苯磺酰肼与酮成肟后又离去，且其分子量很大，原子利用率低。
方法二：（CN1044469A 中国专利）
     此方法的缺陷在于：（1）1-氯环己烯（中间体1）虽然同样是自己制备，但是对纯度要求太高，其纯度直接影响到产品的纯度，所以原料需要精馏，且产品同样需要精馏得到，操作繁琐；（2）该反应使用到贵金属钯催化剂，原料昂贵。
发明内容
本发明的目的是克服上述不足问题，提供一种制备环烯基-1-硼酸频哪醇酯的方法，该方法原料易得、条件温和、操作简便、安全环保、成本较低，收率较高，是制备环烯基硼酸酯的理想方法。具体技术方案如下。
本申请提供的方法为：一种环烯基-1-硼酸频哪醇酯的合成方法，以中间体I 1-氯-环烯烃为原料，通过硼化试剂，与金属锂一锅法制得中间体II环烯基-1-硼酸，再与频哪醇反应制得产物环烯基-1-硼酸频哪醇酯。反应机理如下：
。
主要包括如下步骤：
  （1） 中间体I的制备：以环内酮和五氯化磷为原料在溶剂A中反应3-4小时得到中间体I的溶液；所述环内酮和五氯化磷的摩尔比为1：1-1.1；在本申请中，所述原料1-氯环烯烃（中间体I）为实验室自制：即原料环内酮和五氯化磷，在溶剂A中70-75℃条件下反应，反应完毕后不经精馏处理，直接用溶液进行下一步，反应机理如下：
 
R-R可以为（CH2)2，CH3 C(CH3)2CH2， (CH3)2CCH2 C(CH3)2；
  （2）中间体II的制备：将步骤（1）制得的中间体I溶液直接滴加到硼化试剂与金属锂、溶剂B的混合物中一锅法反应8-12h，打浆、过滤得到中间体II；
  （3）将步骤（2）制得的中间体II与频哪醇加入到溶剂C中搅拌1-2小时，生成产物环烯基-1-硼酸频哪醇酯。
    优选地，上述步骤（1）中所述原料环内酮为环戊酮、环己酮、4,4-二甲基环己酮或3,3,5,5-四甲基环己酮。对应地，步骤（1）和（2）中得到的中间体I和II分别为：1-氯环戊烯、1-氯环己烯,1-氯-4,4-二甲基环己烯、1-氯-3,3,5,5-四甲基环己烯与环戊烯-1-硼酸、环己烯-1-硼酸, 4,4-二甲基-环己烯-1-硼酸、3,3,5,5-四甲基-环己烯-1-硼酸，相应地，得到的产物可以分别为：环戊烯-1-硼酸频哪醇酯、环己烯1-硼酸频哪醇酯, 4,4-二甲基-环己烯-1-硼酸频哪醇酯、3,3,5,5-四甲基-环己烯-1-硼酸频哪醇酯。
    优选地，上述步骤（1）中所述溶剂A为环己烷、正己烷或正庚烷。
    优选地，上述步骤（2）中所述溶剂B为四氢呋喃、乙二醇二甲醚中的一种。
    优选地，上述步骤（3）中所述溶剂C为甲苯、乙酸乙酯、甲基叔丁基醚、正庚烷、正己烷中的一种。
    优选地，本申请中所述的硼化试剂为双二甲胺基氯化硼，结构为：。
    优选地，上述步骤（2）中所述中间体I，金属锂与硼化试剂的摩尔比为1:2.0-2.3:1.0-1.2。
    优选地，上述步骤（3）中所述中间体II与频哪醇的摩尔比例为1:0.85-0.95。
    优选地，在本申请提供的合成方法中，步骤（1）的反应温度为70～75℃；步骤（2）的反应温度为-10～0℃；步骤（3）的反应温度为25～35℃。
有益效果：本申请以1-氯-环烯烃为原料，通过硼化试剂，与金属锂一锅法制得中间体II环烯基-1-硼酸，再与频哪醇反应制得产物环烯基-1-硼酸频哪醇酯：（1）避免了文献使用的正丁基锂和专利中使用的钯催化剂，大大降低了成本；（2）避免了精馏，从而降低了工艺难度； （3）在一锅法合成产品过程中，将中间体I直接滴加到硼化试剂和金属锂中避免了反应突然引发升温难以控制产生杂质的问题。整个过程操作简单，且原材料廉价易得，适合放大生产。
具体实施方式
   下面通过具体实例对本发明进行进一步的说明。
实施例1
以制备环己烯-1-硼酸频哪醇酯为例，以环己酮为原料，溶剂A为正庚烷，溶剂B为四氢呋喃，溶剂C为乙酸乙酯
第一步原料1-氯环己烯的制备：
向一个装有磁力搅拌、温度计、冷凝管和尾气碱液吸收装置的2L四口瓶内加入320.3g（1.556 mol，1.05eq）五氯化磷，801 g正庚烷，升温至72℃，滴加150.2g（1.533mol，1eq）环己酮，约2小时滴毕，继续反应半小时，降温至0℃后，滴加6mol/L的氢氧化钠溶液0.51kg，搅拌1小时，分出上层有机层，有机层用100g饱和碳酸氢钠洗涤1次，得到1-氯环己烯溶液 757.1g，内标收率82.2%；
第二步环己烯-1-硼酸的制备：
向一个装有机械搅拌、温度计、氩气保护装置和回流冷凝管的5L四口瓶内加入硼化试剂185.5g（1.383 mol，1.1eq）, 金属锂19.4g（2.766mol,2.2eq），四氢呋喃650g，降温至-6℃，滴加制备好的1-氯环己烯的庚烷溶液（1eq），滴加完毕保温-6℃搅拌10小时，GC中控，反应结束后，加1.2kg 6N盐酸调PH=2～3，分层，水层再用400g乙酸乙酯萃取一次，合并有机层，45℃减压蒸馏，至不流液，析出固体，加200g正庚烷-10℃打浆，过滤，干燥，得到白色固体环己烯-1-硼酸80.7g，收率50.8%；
第三步环己烯-1-硼酸频哪醇酯的制备：
将环己烯-1-硼酸（0.640mol）和频哪醇68.1g（0.576mol，0.9eq）加入到300g乙酸乙酯中，保温30℃搅拌1小时，频哪醇反应完毕，45℃减压蒸出溶剂后，再加热到100℃，蒸出产品113.2g，收率85.1%，GC纯度98.7%。
实施例2
以制备环戊烯-1-硼酸频哪醇酯为例，以环戊酮为原料，溶剂A为正己烷，溶剂B为四氢呋喃，溶剂C为甲苯
第一步原料1-氯环戊烯的制备：
向一个装有磁力搅拌、温度计、冷凝管和尾气碱液吸收装置的2L四口瓶内加入374.2（1.818 mol，1.05）五氯化磷，863 g正庚烷，升温至70℃，滴加151.4g（1.803mol,1eq）环戊酮，约2小时滴毕，继续反应半小时，降温至0℃后，滴加6mol/L的氢氧化钠溶液0.69kg，搅拌一小时，分出上层有机层，有机层用饱和碳酸氢钠洗涤一次，得到1-氯环戊烯的正己烷溶液799g，内标收率81.1%；
第二步环戊烯-1-硼酸的制备：
向一个装有机械搅拌、温度计、氩气保护装置和回流冷凝管的5L四口瓶内加入T2 215.5g（1.608 mol，1.1eq）, 金属锂22.6g（3.216mol,2.2eq），四氢呋喃678g，降温至-10℃，滴加1-氯环戊烯的庚烷溶液（1eq），滴加完毕保温-10℃搅拌11小时，GC中控，反应结束后，加1.3kg 6N盐酸调PH=2～3，分层，水层再用400g乙酸乙酯萃取一次，合并有机层，40℃减压蒸馏，至不流液，析出固体，加200g正庚烷-10℃打浆，过滤，干燥，得到白色固体环戊烯-1-硼酸89.3g，收率54.5%；
第三步环戊烯-1-硼酸频哪醇酯的制备：
将环戊烯-1-硼酸89.3g（0.797mol）和频哪醇84.6g（0.7172mol，0.9eq加入到300g甲苯中，保温25℃搅拌1小时，频哪醇反应完毕，40～50℃减压蒸出溶剂后，再加热到95℃，蒸出产品133.3g，收率84.3%，GC纯度99.3%。
实施例3
以制备3,3,5,5-四甲基-环己烯-1-硼酸频哪醇酯为例，以3,3,5,5-四甲基环己酮为原料，溶剂A为正庚烷，溶剂B为四氢呋喃，溶剂C为甲基叔丁基醚
第一步原料3,3,5,5-四甲基-1-氯环己烯的制备：
向一个装有磁力搅拌、温度计、冷凝管和尾气碱液吸收装置的2L四口瓶内加入191.5（0.930 mol，1.05）五氯化磷，663 g正庚烷，升温至75℃，滴加136.4g（0.886mol，1eq）3,3,5,5-四甲基环己酮，约2小时滴毕，继续反应半小时，降温至0℃后，滴加6mol/L的氢氧化钠溶液0.43kg，搅拌一小时，分出上层有机层，有机层用饱和碳酸氢钠洗涤一次，得到3,3,5,5-四甲基-1-氯环己烯的正庚烷溶液659g，内标收率86.1%；
第二步3,3,5,5-四甲基-1-硼酸的制备：
向一个装有机械搅拌、温度计、氩气保护装置和回流冷凝管的5L四口瓶内加入T2 112.5g（0.839 mol，1.1eq）, 金属锂22.6g（3.216mol,2.2eq），四氢呋喃678g，降温至0℃，滴加3,3,5,5-四甲基-1-氯环己烯的庚烷溶液（1eq），滴加完毕保温0℃搅拌10小时，GC中控，反应结束后，加0.7kg 6N盐酸调PH=2～3，分层，水层再用400g乙酸乙酯萃取一次，合并有机层，40～50℃减压蒸馏，至不流液，析出固体，加130g正庚烷-10℃打浆，过滤，干燥，得到白色固体3,3,5,5-四甲基-环己烯-1-硼酸75.6g，收率55.2%；
第三步3,3,5,5-四甲基-环己烯-1-硼酸酯的制备：
将3,3,5,5-四甲基-环己烯-1-硼酸76.6g（0.421mol,1eq）和频哪醇44.8g（0.379mol，0.9eq加入到300g乙酸乙酯中，保温35℃搅拌1小时，频哪醇反应完毕，40～50℃减压蒸出溶剂后，再加热到115℃，蒸出产品92.3g，收率83.6%，GC纯度97.7%。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种环烯基-1-硼酸频哪醇酯的合成方法，其特征在于，以中间体I 1-氯-环烯烃为原料，通过硼化试剂，与金属锂一锅法制得中间体II环烯基-1-硼酸，再与频哪醇反应制得产物环烯基-1-硼酸频哪醇酯。
2.根据权利要求1所述的环烯基-1-硼酸频哪醇酯的合成方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
  （1） 中间体I的制备：以环内酮和五氯化磷为原料在溶剂A中反应3-4小时得到中间体I的溶液；所述环内酮和五氯化磷的摩尔比为1：1-1.1；
  （2）中间体II的制备：将步骤(1)制得的中间体I溶液直接滴加到硼化试剂与金属锂、溶剂B的混合物中一锅法反应8-12h，打浆、过滤得到中间体II；
  （3）将步骤（2）制得的中间体II与频哪醇加入到溶剂C中搅拌1-2小时，生成产物环烯基-1-硼酸频哪醇酯。
3.根据权利要求2所述的环烯基-1-硼酸频哪醇酯的合成方法，其特征在于，所述原料环内酮为环戊酮、环己酮、4,4-二甲基环己酮或3,3,5,5-四甲基环己酮。
4.根据权利要求2所述的环烯基-1-硼酸频哪醇酯的合成方法，其特征在于，所述溶剂A为环己烷、正己烷或正庚烷。
5.根据权利要求2所述的环烯基-1-硼酸频哪醇酯的合成方法，其特征在于，所述溶剂B为四氢呋喃、乙二醇二甲醚中的一种。
6.根据权利要求2所述的环烯基-1-硼酸频哪醇酯的合成方法，其特征在于，所述溶剂C为甲苯、乙酸乙酯、甲基叔丁基醚、正庚烷、正己烷中的一种。
7.根据权利要求1或2所述的环烯基-1-硼酸频哪醇酯的合成方法，其特征在于，所述的硼化试剂为双二甲胺基氯化硼。
8.根据权利要求2所述的环烯基-1-硼酸频哪醇酯的合成方法，其特征在于，步骤（2）中所述中间体I，金属锂与硼化试剂的摩尔比为1:2.0-2.3:1.0-1.2。
9.根据权利要求2所述的环烯基-1-硼酸频哪醇酯的合成方法，其特征在于，步骤（3）中所述中间体II与频哪醇的摩尔比例为1:0.85-0.95。
10.根据权利要求2所述的环烯基-1-硼酸频哪醇酯的合成方法，其特征在于，步骤（1）的反应温度为70～75℃；步骤（2）的反应温度为-10～0℃；步骤（3）的反应温度为25～35℃。
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