CN109694382B - 一种室温下制备芳基硼酸酯的方法 - Google Patents

一种室温下制备芳基硼酸酯的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种室温下制备式Ⅰ所示芳基硼酸酯的方法，将式Ⅱ所示的二硼类化合物和芳基卤代物在碱、氯(2‑二环己基膦基‑2',4',6'‑三‑异丙基‑1,1'‑联苯基)(2'‑氨基‑1，1'‑联苯‑2‑基)钯(II)催化剂、2‑二环己基磷‑2′,4′,6′‑三异丙基联苯配体的作用下在有机溶剂中于室温下反应0.5～8小时，经后处理得到相应的芳基硼酸酯。该方法反应条件温和、操作简便、适用范围广，且对芳基上的各种官能团兼容性好，高效经济，在室温常压条件下即可高收率制备芳基硼酸酯，适合于芳基硼酸酯的大量制备。

Description

一种室温下制备芳基硼酸酯的方法
技术领域：
本发明涉及有机化学合成领域，具体涉及一种室温下制备芳基硼酸酯的方法。
背景技术：
芳基硼酸酯类化合物是一类稳定、低毒的重要有机合成中间体，广泛应用于过渡金属催化的碳-碳键偶联和碳-杂原子偶联反应。该类化合物不仅作为精细化工品、药物、农药合成的偶联剂，也被用作焊接剂、多功能润滑剂和阻燃剂等，在有机合成、医药和材料等领域具有较大需求。合成芳基硼酸或硼酸酯的传统方法为格氏试剂和锂试剂法，即采用芳基溴代物或碘代物进行金属化，制备成相应的格氏试剂或有机锂试剂后再用硼试剂进行硼化反应。该方法涉及的金属化反应条件苛刻、官能团兼容性差、收率低，且不适用于芳基氯代物，在应用上受到很大限制。随着金属催化法的出现，以钯、铜、镍、铑、铱、钌等为催化剂合成芳基硼酸酯的方法得到了很大发展。其中，钯催化法在近十几年来取得了较大进展，成为了合成芳基硼酸酯效果较好的方法，具有官能团耐受性好、收率高等特点。虽然钯催化法在采用芳基卤代物(主要为溴代物和碘代物)或芳基三氟甲磺酸酯合成芳基硼酸酯上获得了较好的应用，但反应都需要在无水无氧、高温、封管条件下进行，存在反应条件苛刻、催化剂用量较大、不适于大量制备等缺点。此外，利用更价廉易得、结构多样的芳基氯代物高效制备相应硼酸酯的方法较少。因此，克服现有方法的缺点与不足，发展底物适用范围更广、条件更温和、更高效经济、适于大量制备的合成方法具有重要意义。
发明内容：
本发明的目的是提供一种室温下制备芳基硼酸酯的方法，该方法反应条件温和、催化体系稳定高效、操作简便、适用范围广，且对芳基上的各种官能团兼容性好，高效经济，在室温常压条件下即可高收率制备芳基硼酸酯，适合于芳基硼酸酯的大量制备。
本发明是通过以下技术方案予以实现的：
一种室温下制备式Ⅰ所示芳基硼酸酯的方法，该方法包括以下步骤：将式Ⅱ所示的二硼类化合物和芳基卤代物在碱、氯(2-二环己基膦基-2',4',6'-三-异丙基-1,1'-联苯基)(2'-氨基-1，1'-联苯-2-基)钯(II)催化剂、2-二环己基磷-2′,4′,6′-三异丙基联苯配体的作用下在有机溶剂中于室温下反应0.5～8小时经后处理得到：
Figure BDA0001442493560000021
其中R’代表带取代基的苯基、吡啶基、噻吩基、吲哚基、吡唑基、萘基中的任意一种。
特别地，所述带取代基的苯基的结构式为
Figure BDA0001442493560000022
其中R1、R2、R3、R4、R5各自独立代表氢、C1～C10的烷基(优选为C1～C5的烷基)、C1～C10的烷氧基(优选为C1～C5的烷氧基)、羟甲基、芳基(优选为苯基)、C1～C10的酰基(优选为C1～C5的酰基)、C1～C10的烷氧甲酰基(优选为C1～C5的烷氧甲酰基)、醛基、硝基、氰基、羟基、氨甲酰基中的任意一种。优选地，R1、R5代表氢、甲基或甲氧基，R2、R3、R4代表叔丁基、甲氧基、羟甲基、苯基、乙酰基、甲氧甲酰基、醛基、硝基、氰基、羟基、氨甲酰基。
所述芳基卤代物记为R’X，其中R’的定义同前，X代表氯、溴、碘中的任意一种。
特别地，当R’为带取代基的苯基时，R’X的结构为：
Figure BDA0001442493560000031
R1-R5的定义同前。
所述芳基卤代物R’X的反应浓度为0.5～1mol/L，各反应物的物质的量之比为：芳基卤代物：式Ⅱ所示的二硼类化合物：碱：催化剂氯(2-二环己基膦基-2',4',6'-三-异丙基-1,1'-联苯基)(2'-氨基-1，1'-联苯-2-基)钯(II)为1：0.8～1.5：3：0.005～0.01，配体2-二环己基磷-2′,4′,6′-三异丙基联苯与催化剂氯(2-二环己基膦基-2',4',6'-三-异丙基-1,1'-联苯基)(2'-氨基-1，1'-联苯-2-基)钯(II)的物质的量之比为0.5～1：1。
所述后处理指反应完成后，反应液经硅藻土过滤，乙酸乙酯洗涤，合并滤液后经旋蒸除去溶剂，再经硅胶柱层析分离纯化，柱层析条件为：使用200～300目硅胶，硅胶与待分离纯化样品的质量比为40～80:1，以体积比为10～80:1的石油醚和乙酸乙酯为洗脱剂。
所述碱为碳酸钾、碳酸铯、醋酸铯、醋酸钾、无水磷酸钾、磷酸钾一水合物、磷酸钾三水合物、磷酸钾七水合物中的任意一种，优选磷酸钾一水合物、磷酸钾三水合物、磷酸钾七水合物；有机溶剂为四氢呋喃(THF)、甲苯(Toluene)、1,4-二氧六环(1,4-Dioxane)、C1～C5的一级醇，优选乙醇。
本发明的有益效果如下：
1.底物适用范围广，除了芳基溴代物外，对更价廉、易得的芳基氯代物具有很好的适用性；
2.官能团兼容性好，适于含有吸电子基、供电子基及碱敏感或热敏感基团的芳基硼酸酯的合成；
3.反应条件温和，不需高温封管反应，也无需对反应溶剂进行无水处理，在室温条件下即可高收率地制备芳基硼酸酯；
4.催化剂用量少、反应操作简便、收率高，适于大量制备。
具体实施方式：
以下是对本发明的进一步说明，而不是对本发明的限制。
实施例1：4-叔丁基苯硼酸频哪醇酯的合成
Figure BDA0001442493560000041
方法(1)：以4-叔丁基氯苯为原料合成：向反应瓶中依次加入K3PO4·7H2O(3.0g,8.85mmol)、双联频哪醇硼酸酯(749mg,2.95mmol)、催化剂氯(2-二环己基膦基-2',4',6'-三-异丙基-1,1'-联苯基)(2'-氨基-1，1'-联苯-2-基)钯(II)(12mg,0.015mmol)和配体2-二环己基磷-2′,4′,6′-三异丙基联苯(4mg,0.008mmol)，再加入EtOH(6mL)搅拌均匀，加入对叔丁基氯苯(0.5mL,2.95mmol)，于室温反应0.5h，待反应结束后，将反应液用乙酸乙酯(2mL)稀释，经硅藻土过滤除去不溶物，乙酸乙酯(6mL)分三次洗涤后，合并滤液，减压浓缩除去溶剂，用硅胶(200～300目)进行柱层析分离，洗脱剂为石油醚和乙酸乙酯(体积比为10～80:1)，得到白色固体，经NMR谱鉴定为4-叔丁基苯硼酸频哪醇酯，收率98％。1H NMR(300MHz,CDCl3)δ(ppm):7.77(d,J＝8.4Hz,2H),7.40(dt,J1＝8.4Hz,J2＝1.5Hz,2H),1.35(s,12H),1.33(s,9H)；13C NMR(75MHz,CDCl3)δ(ppm):154.2,135.0,124.5,83.8,35.1,31.1,24.9.
方法(2)：以4-叔丁基溴苯为原料合成：操作同方法(1)，不同之处在于所用的对叔丁基氯苯用等摩尔的对叔丁基溴苯替换，得到的4-叔丁基苯硼酸频哪醇酯收率为98％。
实施例2：3-甲氧基苯硼酸频哪醇酯的合成
Figure BDA0001442493560000051
方法(1)：以3-甲氧基氯苯为原料合成：参考实施例1的方法(1)，不同之处在于，所用的对叔丁基氯苯用等摩尔的3-甲氧基氯苯替换，其他步骤与实施例1的方法(1)相同，得到的白色固体经NMR谱鉴定为3-甲氧基苯硼酸频哪醇酯，收率92％。1H NMR(300MHz,CDCl3)δ(ppm)：7.41(m,1H),7.33(d,J＝3.5Hz,1H),7.29(s,1H),7.01(ddd,J1＝8.2Hz,J2＝2.8Hz,J3＝1.2Hz,1H),3.84(s,3H),1.35(s,12H)；13C NMR(75MHz,CDCl3)δ(ppm)：159.2,129.1,127.4,118.9,118.1,84.2,55.4,25.1。
方法(2)：以3-甲氧基溴苯为原料合成：参考本实施例的方法(1)，不同之处在于所用的3-甲氧基氯苯用等摩尔的3-甲氧基溴苯替换，得到的3-甲氧基苯硼酸频哪醇酯收率为94％。
实施例3：4-羟甲基苯硼酸频哪醇酯的合成
Figure BDA0001442493560000052
方法(1)：以4-氯苯甲醇为原料合成：参考实施例1的方法(1)，不同之处在于，所用的对叔丁基氯苯用等摩尔的4-氯苯甲醇替换，反应时间为2小时，其他步骤与实施例1的方法(1)相同，得到的白色固体经NMR谱鉴定为4-羟甲基苯硼酸频哪醇酯，收率96％。1H NMR(300MHz,CDCl3)δ(ppm):7.78(dd,J1＝12.8Hz,J2＝8.1Hz,2H),7.38(dd,J1＝12.8Hz,J2＝8.1Hz,2H),4.70(s,2H),1.35(s,12H)；13C NMR(75MHz,CD3OD)146.2,136.0,127.2,85.2,65.2,25.3。
方法(2)：以4-碘苯甲醇为原料合成：参考本实施例的方法(1)，不同之处在于所用的4-氯苯甲醇用等摩尔的4-碘苯甲醇替换，得到的4-羟甲基苯硼酸频哪醇酯收率为92％。
实施例4：3-联苯硼酸频哪醇酯的合成
Figure BDA0001442493560000061
方法(1)：参考实施例1的方法(1)，不同之处在于，所用的对叔丁基氯苯用等摩尔的3-氯联苯替换，催化剂用量为3-氯联苯的物质的量的1％，配体的用量为催化剂物质的量的0.5倍，反应时间为3小时，其他步骤与实施例1的方法(1)相同，得到的白色固体经NMR谱鉴定为3-联苯硼酸频哪醇酯，收率88％。1H NMR(300MHz,CDCl3)δ(ppm):8.07(s,1H),7.82(d,J＝7.3Hz,1H),7.71(d,J＝7.3Hz,1H),7.65(d,J＝7.3Hz,2H),7.46(dd,J1＝14.8,J2＝7.6Hz,3H),7.35(t,J＝7.3Hz,1H),1.38(s,12H)；13C NMR(75MHz,CDCl3)δ(ppm):141.3,140.6,133.8,133.7,129.8,128.7,128.2,127.4,127.2,84.1,25.1。
方法(2)：以3-溴联苯为原料合成：参考本实施例的方法(1)，不同之处在于，所用的3-氯联苯用等摩尔的3-溴联苯替换，得到的3-联苯硼酸频哪醇酯收率为91％。
实施例5：4-乙酰基苯硼酸频哪醇酯的合成
Figure BDA0001442493560000071
方法(1)：参考实施例1的方法(1)，不同之处在于，所用的对叔丁基氯苯用等摩尔的4-氯苯乙酮替换，催化剂用量为4-氯苯乙酮的物质的量的1％，配体的用量为催化剂物质的量的0.5倍，反应时间为8小时，其他步骤与实施例1的方法(1)相同，得到的白色固体经NMR谱鉴定为4-乙酰基苯硼酸频哪醇酯，收率85％。1H NMR(300MHz,CDCl3)δ(ppm):7.94(d,J＝8.0Hz,2H),7.90(d,J＝8.0Hz,2H),2.62(s,3H),1.36(s,12H)；13C NMR(75MHz,CDCl3)δ(ppm):198.5,139.2,135.0,127.3,84.2,26.9,24.9。
方法(2)：以4-碘苯乙酮为原料合成：参考本实施例的方法(1)，不同之处在于，所用的4-氯苯乙酮用等摩尔的4-碘苯乙酮替换，得到的4-乙酰基苯硼酸频哪醇酯收率为86％。
实施例6：4-甲氧甲酰基苯硼酸频哪醇酯的合成
Figure BDA0001442493560000072
参考实施例1的方法(1)，不同之处在于，:所用的对叔丁基氯苯用等摩尔的4-氯苯甲酸甲酯替换，反应时间为1.5小时，其他步骤与实施例1的方法(1)相同，得到的白色固体经NMR谱鉴定为4-甲氧甲酰基苯硼酸频哪醇酯，收率92％。1H NMR(300MHz,CDCl3)δ(ppm):8.02(d,J＝8.0Hz,2H),7.87(d,J＝8.4Hz,2H),3.92(s,3H),1.35(s,12H)；13C NMR(75MHz,CDCl3)δ(ppm):170.2,134.7,132.1,128.4,84.2,51.9,24.4。
实施例7：3-甲酰基苯硼酸频哪醇酯的合成
Figure BDA0001442493560000081
参考实施例1的方法(1)，不同之处在于，所用的对叔丁基氯苯用等摩尔的3-氯苯甲醛替换，催化剂用量为3-氯苯甲醛的物质的量的1％，配体与催化剂的物质的量之比为1:1，反应时间为4小时，其他步骤与实施例1的方法(1)相同，得到的白色固体经NMR谱鉴定为3-甲酰基苯硼酸频哪醇酯，收率83％。1H NMR(300MHz,CDCl3)δ(ppm):10.03(s,1H),8.29(s,1H),8.05(d,J＝7.3Hz,1H),7.97(dt,J1＝7.3Hz,J2＝1.5Hz,1H),7.52(t,J＝7.3Hz,1H),1.35(s,12H)；13C NMR(75MHz,CDCl3)δ(ppm):192.8,143.0,140.2,138.0,132.7,128.9,128.6,84.1,25.3。
实施例8：3-硝基苯硼酸频哪醇酯的合成
Figure BDA0001442493560000082
参考实施例1的方法(1)，不同之处在于，所用的对叔丁基氯苯用等摩尔的3-硝基氯苯替换，催化剂用量为3-硝基氯苯的物质的量的1％，配体用量为催化剂物质的量的0.5倍，反应时间为6小时，其他步骤与实施例1的方法(1)相同，得到的白色固体经NMR谱鉴定为3-硝基苯硼酸频哪醇酯，收率82％。1H NMR(300MHz,CDCl3)δ(ppm):8.64(d,J＝1.7Hz,1H),8.29(ddd,J1＝8.2Hz,J2＝2.4Hz,J3＝1.1Hz,1H),8.10(d,J＝7.3Hz,1H),7.54(t,J＝7.8Hz,1H),1.36(s,12H)；13C NMR(75MHz,CDCl3)δ(ppm):147.8,140.7,129.4,128.7,125.8,84.7,24.8。
实施例9：3-氰基苯硼酸频哪醇酯的合成
Figure BDA0001442493560000091
参考实施例1的方法(1)，不同之处在于，所用的对叔丁基氯苯用等摩尔的3-氰基氯苯替换，反应时间为1小时，其他步骤与实施例1的方法(1)相同，得到的白色固体经NMR谱鉴定为3-氰基苯硼酸频哪醇酯，收率93％。1H NMR(300MHz,CDCl3)δ(ppm):8.09(s,1H),8.01(d,J＝7.2Hz,1H),7.73(dt,J1＝7.8Hz,J2＝1.5Hz,1H),7.47(dd,J1＝7.8Hz,J2＝4.0Hz,1H),1.35(s,12H)；13C NMR(75MHz,CDCl3)δ(ppm):138.7,138.4,134.4,128.4,118.8,112.0,84.4,24.8。
实施例10：4-羟基苯硼酸频哪醇酯的合成
Figure BDA0001442493560000092
参考实施例1的方法(1)，不同之处在于，所用的对叔丁基氯苯用等摩尔的4-羟基氯苯替换，反应时间为1小时，其他步骤与实施例1的方法(1)相同，得到的白色固体经NMR谱鉴定为4-羟基苯硼酸频哪醇酯，收率74％。1H NMR(300MHz,CDCl3)δ(ppm):7.70(d,J＝8.5Hz,2H),6.82(m,2H),1.34(s,12H)；13C NMR(75MHz,CDCl3)δ(ppm):158.1,137.1,114.8,83.6,24.7。
实施例11：4-氨甲酰基苯硼酸频哪醇酯的合成
Figure BDA0001442493560000101
参考实施例1的方法(1)，不同之处在于，所用的对叔丁基氯苯用等摩尔的4-氯苯甲酰胺替换，反应时间为1小时，其他步骤与实施例1的方法(1)相同，得到的白色固体经NMR谱鉴定为4-氨甲酰基苯硼酸频哪醇酯，收率91％。1H NMR(300MHz,CDCl3)δ(ppm):7.87(d,J＝8.0Hz,2H),7.79(d,J＝8.0Hz,2H),6.31(br.,2H)1.34(s,12H)；13C NMR(75MHz,CDCl3)δ(ppm):169.5,135.5,135.0,126.5,84.2,24.7。
实施例12：2-甲基苯硼酸频哪醇酯的合成
Figure BDA0001442493560000102
参考实施例1的方法(1)，不同之处在于，所用的对叔丁基氯苯用等摩尔的2-甲基氯苯替换，双联频哪醇硼酸酯用量为2-甲基氯苯物质的量的1.5倍，催化剂的用量为2-甲基氯苯的物质的量的1％，配体与催化剂的物质的量之比为1:1，反应时间为3小时，其他步骤与实施例1的方法(1)相同，得到的白色固体经NMR谱鉴定为2-甲基苯硼酸频哪醇酯，收率80％。1H NMR(300MHz,CDCl3)δ(ppm):7.80(d,J＝6.4Hz,1H),7.35(m,1H),7.21(m,2H),2.58(s,3H),1.37(s,12H)；13C NMR(75MHz,CDCl3)δ(ppm):144.8,130.7,129.7,124.6,83.3,24.8,22.4。
实施例13：2-萘硼酸频哪醇酯的合成
Figure BDA0001442493560000103
参考实施例1的方法(1)，不同之处在于，所用的对叔丁基氯苯用等摩尔的2-氯萘替换，反应时间为1小时，其他步骤与实施例1的方法(1)相同，得到的白色固体经NMR谱鉴定为2-萘硼酸频哪醇酯，收率94％。1H NMR(300MHz,CDCl3)δ(ppm):8.52(s，1H)，8.00(d，J＝8.4Hz，2H)，7.92(m，2H)，7.57(m，2H)，1.47(s，12H)；13C NMR(75MHz,CDCl3)δ(ppm):136.2，135.1，132.8，130.4，128.6，127.5，127.1，125.7，83.8，24.7。,
其他硼酸酯的合成
实施例14：2-(4-氰基-苯基)-5,5-二甲基-1,3,2-二氧硼杂环己烷
Figure BDA0001442493560000111
参考实施例1的方法(1)，不同之处在于，所用的对叔丁基氯苯用等摩尔的4-氰基氯苯替换，双联频哪醇硼酸酯用等摩尔的双(新戊基乙二醇)二硼替换，其他步骤与实施例1的方法(1)相同，得到的白色固体经NMR谱鉴定为2-(4-氰基-苯基)-5,5-二甲基-1,3,2-二氧硼杂环己烷，收率95％。1H NMR(300MHz,CDCl3)δ(ppm):7.88(d，J＝7.8Hz，2H)，7.63(d，J＝8.0Hz，2H)，3.80(s，4H)，1.03(s，6H)；13C NMR(75MHz,CDCl3)δ(ppm):134.8，131.5，119.3，113.8，72.7，32.3，21.7。
实施例15：2-(4-甲氧基-苯基)-5,5-二甲基-1,3,2-二氧硼杂环己烷
Figure BDA0001442493560000112
参考实施例1的方法(1)，不同之处在于，所用的对叔丁基氯苯用等摩尔的2-甲氧基氯苯替换，双联频哪醇硼酸酯用双(新戊基乙二醇)二硼替换，用量为2-甲氧基氯苯物质的量的1.5倍，催化剂用量为2-甲氧基氯苯物质的量的1％，配体与催化剂的物质的量之比为1:1，反应时间为2.5小时，其他步骤与实施例1的方法(1)相同，得到的白色固体经NMR谱鉴定为2-(2-甲氧基-苯基)-5,5-二甲基-1,3,2-二氧硼杂环己烷，收率82％。1H NMR(300MHz,CDCl3)δ(ppm):7.67(dd，J1＝7.0Hz，J2＝1.2Hz，1H)，7.36(m，1H)，6.95(t，J＝7.2Hz，1H)，6.86(d，J＝8.2Hz，1H)，3.82(s，3H)，3.78(s，4H)，1.04(s，6H)；13C NMR(75MHz,CDCl3)δ(ppm):163.9，136.2，131.4，121.0，110.2，72.3，55.7，32.1，21.8。
芳杂环硼酸酯的合成
实施例16：6-氟吡啶-3-硼酸频哪醇酯的合成
Figure BDA0001442493560000121
参考实施例1的方法(1)，不同之处在于，，所用的对叔丁基氯苯用等摩尔的2-氟-5-氯吡啶替换，反应时间为0.5小时，其他步骤与实施例1相同，得到的白色固体经NMR谱鉴定为6-氟吡啶-3-硼酸频哪醇酯，收率76％。1H NMR(300MHz,CDCl3)δ(ppm):8.59(s,1H),8.14(td,J1＝8.5Hz,J2＝2.0Hz,1H),6.91(dd,J1＝8.5Hz,J2＝2.2Hz,1H),1.34(s,12H)；13CNMR(75MHz,DMSO-d6)δ(ppm):164.3,154.1,147.8,124.0,109.4,83.5,24.9。
实施例17：2-噻吩硼酸频哪醇酯的合成
Figure BDA0001442493560000122
参考实施例1的方法(1)，不同之处在于，所用的对叔丁基氯苯用等摩尔的2-氯噻吩替换，催化剂的用量为2-氯噻吩的物质的量的1％，配体的用量为催化剂物质的量的0.5倍，反应时间为3小时，其他步骤与实施例1的方法(1)相同，得到的白色固体经NMR谱鉴定为2-噻吩硼酸频哪醇酯，收率67％。1H NMR(300MHz,CDCl3)δ(ppm):7.92(s，1H)，7.42(d,J＝5.2Hz,1H),7.33(m,1H),1.35(s,12H)；13C NMR(75MHz,CDCl3)136.5,132.1,125.3,83.7,24.9。
实施例18：吲哚-6-硼酸频哪醇酯的合成
Figure BDA0001442493560000131
参考实施例1的方法(1)，不同之处在于，所用的对叔丁基氯苯用等摩尔的6-氯吲哚替换，催化剂用量为6-氯吲哚的物质的量的1％，配体的用量为催化剂物质的量的0.5倍，反应时间为7小时，其他步骤与实施例1相同，得到的白色固体经NMR谱鉴定为吲哚-6-硼酸频哪醇酯，收率78％。1H NMR(300MHz,CDCl3)δ(ppm):8.21(s,1H),7.90(d,J＝0.7Hz,1H),7.65(d,J＝7.9Hz,1H),7.55(dd,J1＝7.9Hz,J2＝0.8Hz,1H),6.56(ddd,J1＝3.0Hz,J2＝2.0Hz,J3＝0.9Hz,1H),1.42(d,J＝2.8Hz,1H),1.37(s,12H)；13CNMR(75MHz,CDCl3)δ(ppm):135.4,130.0,125.7,120.0,118.1,102.5,83.5,24.9。
实施例19：1-甲基-4-吡唑硼酸频哪醇酯的合成
Figure BDA0001442493560000132
参考实施例1的方法(1)，不同之处在于，所用的对叔丁基氯苯用等摩尔的1-甲基-4-氯吡唑替换，反应时间为1小时，其他步骤与实施例1的方法(1)相同，得到的白色固体经NMR谱鉴定为1-甲基-4-吡唑硼酸频哪醇酯，收率92％。1H NMR(300MHz,CDCl3)δ(ppm):7.74(s,1H)，7.58(s,1H)，3.91(s,3H)，1.29(s,12H)；13CNMR(75MHz,DMSO-d6)δ(ppm):143.9，137.0，82.5，38.1，24.6。
大量制备
实施例20：4-叔丁基苯硼酸频哪醇酯的合成(十克级)
Figure BDA0001442493560000141
向反应瓶中依次加入K3PO4·7H2O(59.8g,177mmol)、双联频哪醇硼酸酯(12g,47.2mmol)、催化剂氯(2-二环己基膦基-2',4',6'-三-异丙基-1,1'-联苯基)(2'-氨基-1，1'-联苯-2-基)钯(II)(230mg,0.3mmol)和配体2-二环己基磷-2′,4′,6′-三异丙基联苯(72mg,0.15mmol)，再加入EtOH(44mL)搅拌均匀；取对叔丁基氯苯(10mL,59mmol)溶于乙醇(15mL)中，将其滴加于反应液中，室温反应1h，待反应结束后，将反应液用乙酸乙酯(15mL)稀释，经硅藻土过滤除去不溶物，乙酸乙酯(45mL)分三次洗涤后，合并滤液，减压浓缩除去溶剂，用硅胶(200～300目)进行柱层析分离，洗脱剂为石油醚和乙酸乙酯(体积比为10～80:1)，得到4-叔丁基苯硼酸频哪醇酯，收率96％。
实施例21：3-氰基苯硼酸频哪醇酯的合成(十克级)
Figure BDA0001442493560000142
参考实施例20的方法，不同之处在于，所用的对叔丁基氯苯用等摩尔的3-氰基氯苯替换，反应时间为1.5小时，其他步骤与实施例20相同，得到3-氰基苯硼酸频哪醇酯，收率94％。
实施例22：采用不同溶剂或不同碱进行反应的比较
Figure BDA0001442493560000151
采用不同溶剂的反应：以4-叔丁基氯苯为原料合成4-叔丁基苯硼酸频哪醇酯，参考实施例1的方法(1)，不同之处在于，在反应中采用的溶剂不同，在不同溶剂中4-叔丁基苯硼酸频哪醇酯的收率见表1。
表1采用不同溶剂反应的结果
溶剂 THF Toluene 1,4-Dioxane MeOH EtOH
收率/％ 31 42 17 31 98
采用不同碱的反应：以4-叔丁基氯苯为原料合成4-叔丁基苯硼酸频哪醇酯，参考实施例1的方法(1)，不同之处在于，在反应中采用的碱不同，得到的4-叔丁基苯硼酸频哪醇酯的收率见表2。
表2采用不同碱反应的结果
碱 Et<sub>3</sub>N<sup>a</sup> K<sub>3</sub>PO<sub>4</sub> K<sub>2</sub>CO<sub>3</sub> Cs<sub>2</sub>CO<sub>3</sub> CsOAc KOAc K<sub>3</sub>PO<sub>4</sub>·H<sub>2</sub>O K<sub>3</sub>PO<sub>4</sub>·3H<sub>2</sub>O K<sub>3</sub>PO<sub>4</sub>·7H<sub>2</sub>O
收率/％ 7 53 71 57 34 94 93 97 98
aEt3N为溶剂。
Pd催化反应常用的碱为KOAc、K3PO4、K2CO3，但由于KOAc和K3PO4易潮解，在使用过程中很难避免因潮解引起的定量不准和在反应中引入不同程度的水，导致反应收率不稳定。我们采用更稳定、廉价的K3PO4的水合物代替KOAc、K3PO4或K2CO3，发现反应收率可高达98％。K3PO4水合物的使用克服了KOAc和K3PO4易潮解、难保存的缺点，解决了对碱准确定量的问题，保证了反应的高收率和重现性。
实施例23：采用现有技术制备4-叔丁基苯硼酸频哪醇酯的效果比较
Figure BDA0001442493560000161
采用现有技术，以4-叔丁基氯苯为原料合成4-叔丁基苯硼酸频哪醇酯，实验步骤如下：向干燥的schlenk管中依次加入碱(8.85mmol)、双联频哪醇硼酸酯(5.90mmol)、钯催化剂(0.059mmol)和配体(0.118mmol)，将体系置换为氮气保护，再加入新蒸馏的超干溶剂(6mL)搅拌均匀，最后加入对叔丁基氯苯(0.5mL,2.95mmol)后封管，于110℃油浴中搅拌反应1h，待反应结束后，向反应液中加入水(6mL)，然后分三次各加入乙酸乙酯(5mL)萃取，合并有机相，减压浓缩得粗产物，用硅胶(200～300目)进行柱层析分离，洗脱剂为石油醚和乙酸乙酯(体积比为10～80:1)，得到4-叔丁基苯硼酸频哪醇酯。
催化体系：三(二亚苄基丙酮)二钯(Pd2dba3)/2-二环己基磷-2′,4′,6′-三异丙基联苯(XPhos)、醋酸钯[Pd(OAc)2]/XPhos和Pd(OAc)2/2-双环己基膦-2′,6′-二甲氧基联苯(SPhos)为现有制备芳基硼酸酯的技术中常用的催化体系，双联频哪醇硼酸酯B2(pin)2和频哪醇硼烷(H-Bpin)为常用的硼试剂。采用现有技术，分别使用上述三种催化体系进行反应，每组反应中所采用的催化剂、配体、硼试剂、碱、溶剂和反应条件(温度和时间)以及产物收率如表3所示。
表3采用现有技术反应的结果
序号 催化体系 硼试剂 碱 溶剂 温度/℃ 时间/h 收率/％
1 Pd<sub>2</sub>dba<sub>3</sub>/Xphos B<sub>2</sub>(pin)<sub>2</sub> KOAc Dioxane 110 10 90
2 Pd<sub>2</sub>dba<sub>3</sub>/Xphos H-Bpin - Et<sub>3</sub>N 100 10 47
3 Pd(OAc)<sub>2</sub>/Xphos B<sub>2</sub>(pin)<sub>2</sub> KOAc Dioxane 110 10 72
4 Pd(OAc)<sub>2/</sub>Xphos H-Bpin - Et<sub>3</sub>N 100 10 38
5 Pd(OAc)<sub>2/</sub>Sphos B<sub>2</sub>(pin)<sub>2</sub> K<sub>3</sub>PO<sub>4</sub> Dioxane RT 48 44
采用现有技术常用的催化体系制备4-叔丁基苯硼酸频哪醇酯，在室温条件下均不发生反应，都需要在高温封管条件下进行，反应溶剂需要事先进行无水处理，反应需要无水无氧操作，存在操作复杂、反应条件苛刻、催化剂和配体用量较大、反应收率低的问题。Pd(OAc)2/Sphos体系虽然能在室温条件下催化反应，但反应时间长、收率低。本发明克服了现有技术中存在的上述缺点，在室温条件下即可高收率地制备芳基硼酸酯。

Claims (3)

1.一种室温下制备式Ⅰ所示芳基硼酸酯的方法，该方法包括以下步骤：将式Ⅱ所示的二硼类化合物和芳基卤代物R’X，在碱、氯(2-二环己基膦基-2',4',6'-三-异丙基-1,1'-联苯基)(2'-氨基-1，1'-联苯-2-基)钯(II)催化剂、2-二环己基磷-2′,4′,6′-三异丙基联苯配体的作用下在有机溶剂中于室温下反应0.5～8小时经后处理得到；所述芳基卤代物的反应浓度为0.5～1mol/L，各反应物的物质的量之比为：芳基卤代物：式Ⅱ所示的二硼类化合物：碱：催化剂氯(2-二环己基膦基-2',4',6'-三-异丙基-1,1'-联苯基)(2'-氨基-1，1'-联苯-2-基)钯(II)为1：0.8～1.5：3：0.005～0.01，配体2-二环己基磷-2′,4′,6′-三异丙基联苯与催化剂氯(2-二环己基膦基-2',4',6'-三-异丙基-1,1'-联苯基)(2'-氨基-1，1'-联苯-2-基)钯(II)的物质的量之比为0.5～1：1；有机溶剂为四氢呋喃、甲苯、1,4-二氧六环、C1～C5的一级醇；
Figure FDA0002657606820000011
其中R’代表带取代基的苯基、吡啶基、噻吩基、吲哚基、吡唑基、萘基中的任意一种；
X代表氯、溴、碘中的任意一种，所述碱为磷酸钾一水合物、磷酸钾三水合物、磷酸钾七水合物中的任意一种；带取代基的苯基的结构式为
Figure FDA0002657606820000021
其中R1、R2、R3、R4、R5各自独立代表氢、C1～C10的烷基、C1～C10的烷氧基、羟甲基、芳基、C1～C10的酰基、C1～C10的烷氧甲酰基、醛基、硝基、氰基、羟基、氨甲酰基中的任意一种。
2.根据权利要求1所述室温下制备芳基硼酸酯的方法，其特征在于，R1、R5代表氢、甲基或甲氧基，R2、R3、R4代表叔丁基、甲氧基、羟甲基、苯基、乙酰基、甲氧甲酰基、醛基、硝基、氰基、羟基、氨甲酰基。
3.根据权利要求1或2所述室温下制备芳基硼酸酯的方法，其特征在于，所述后处理指反应完成后，反应液经硅藻土过滤，乙酸乙酯洗涤，合并滤液后经旋蒸除去溶剂，再经硅胶柱层析分离纯化，柱层析条件为：使用200～300目硅胶，硅胶与待分离纯化样品的质量比为40～80:1，以体积比为10～80:1的石油醚和乙酸乙酯为洗脱剂。
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