CN111303192A - 一种3-氯-2-萘硼酸的工业化生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种3‑氯‑2‑萘硼酸的工业化生产方法，属于有机合成技术领域，包括以下步骤：以2‑氯萘为原料，在2,2,6,6,‑四甲基哌啶锂和硼酸三异丙酯的作用下进行硼酯化反应，之后通过酸化和产物后处理，制得3‑氯‑2‑萘硼酸；与现有3‑氯‑2‑萘硼酸合成方法相比，本发明原料廉价易得，操作简单，便于工业化生产。
Description
技术领域
本发明属于有机合成技术领域，具体涉及一种3-氯-2-萘硼酸的工业化生产方法。
背景技术
3-氯-2-萘硼酸含有一个硼酸基团和一个反应活性较低的氯原子；硼酸基团可以进行Suzuki、Chan-Lam等反应，氯原子可以通过强化反应条件实现Suzuki、Chan-Lam、Ullman、Buchwald-Hartwig等反应，凭借不同反应的组合，可以在萘的2、3位引入不同的分子片段实现分子结构的扩张。3-氯-2-萘硼酸作为起始原料，被广泛用于具有共轭结构材料的合成，在场效应晶体管、有机发光二极管等领域具有广泛应用。
目前，3-氯-2-萘硼酸的合成方法是以2-溴-3-氯萘为原料(BIOORG MED CHEMLETT.2016,26(4):1229-1232)，在n-BuLi作用下发生锂卤交换，之后通过硼酯化反应、酸解得到产品3-氯-2-萘硼酸：
该方法主要存在的问题是原料2-溴-3-氯萘制备较为困难，来源供应少，价格昂贵，进而导致3-氯-2-萘硼酸的成本高，不适合工业化生产。
发明内容
为了解决上述问题，本发明公开了一种3-氯-2-萘硼酸的工业化生产方法，该方法原料廉价，操作简单，适合工业化生产。
一种3-氯-2-萘硼酸的工业化生产方法，包括以下步骤：
以2-氯萘为原料，在2,2,6,6,-四甲基哌啶锂和硼酸三异丙酯的作用下发生硼酯化反应，之后通过酸化和产物后处理，制得3-氯-2-萘硼酸；
其合成路线如下所示：
优选地，所述硼酯化反应的温度为-55～-45℃，反应时间为3～5h。
优选地，所述硼酯化反应的投料顺序为：向含有2,2,6,6-四甲基哌啶锂的溶液中依次加入硼酸三异丙酯和2-氯萘。
优选地，投加硼酸三异丙酯和2-氯萘时，控制温度为-80～-70℃。
优选地，所述含有2,2,6,6-四甲基哌啶锂的溶液的制备方法包括以下步骤：
将2,2,6,6-四甲基哌啶和四氢呋喃混合，降温至-20～0℃，加入正丁基锂后，保温反应0.5～1h，制得含有2,2,6,6-四甲基哌啶锂的溶液。
优选地，正丁基锂和2,2,6,6-四甲基哌啶的摩尔比为1:1，2-氯萘和正丁基锂的摩尔比1:2～2.2，正丁基锂和硼酸三异丙脂的摩尔比为1:1～1.4，2-氯萘和四氢呋喃的用量比为1g:12～14mL。
优选地，所述酸化是指调节pH＝5～6。
优选地，所述酸化温度为-20～-10℃。
优选地，所述产物后处理具体包括：酸化处理后，依次进行一次浓缩、稀释、水洗、有机相二次浓缩、重结晶，制得3-氯-2-萘硼酸。
优选地，所述稀释、重结晶中所用的试剂均为二氯乙烷。
本发明与现有技术相比具有如下有益效果:
(1)与背景技术中的3-氯-2-萘硼酸合成方法相比，本发明采用廉价易得的2-氯萘为原料，成功制得3-氯-2-萘硼酸，且收率高，该方法避免使用现有合成方法中昂贵的2-溴-3-氯萘原料，操作简单，便于工业化生产；
(2)另外，与背景技术合成方法相比，本发明不仅仅在于原料不同，且反应机理也不同，具体为：背景技术中n-BuLi与原料2-溴-3-氯萘反应，机理上属于锂卤交换反应，而本发明LiTMP与原料2-氯萘反应，机理上属于非亲核性强碱低温拔氢，两者属于不同的反应体系；因此本发明提供了一种新的3-氯-2-萘硼酸合成方法，且该方法降低了生产成本，适合工业化生产。
附图说明
图1为实施例1制得的3-氯-2-萘硼酸的质谱图。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案能予以实施，下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步说明，但所举实施例不作为对本发明的限定。
实施例1
一种3-氯-2-萘硼酸的工业化生产方法，具体包括以下步骤：
向2000mL三口圆底烧瓶中依次加入四氢呋喃750mL、2,2,6,6-四甲基哌啶130.29g(922.41mmol)，搅拌下降温至-20℃，滴加正丁基锂461mL(922mmol)搅拌0.5h，降温至-80℃，加入硼酸三异丙脂173.47g(922.37mmol)，接着控温小于-70℃滴加2-氯萘的四氢呋喃溶液[其中含2-氯萘75.00g(461.20mmol)，四氢呋喃150mL]，滴加完毕，自然升温至-55℃，保温-55℃搅拌3h，升温至-10℃，加入盐酸酸化至pH＝5，自然升至室温，减压浓缩至内温等于45℃，加入二氯乙烷375mL稀释，水洗至pH＝7，分相，有机相常压浓缩至体系剩余375mL，放入冰箱冷冻析晶3h，过滤，滤饼用二氯乙烷重结晶，得淡黄色固体71.5g，收率75.1％。LC-MS:calcd for C10H8BClO2(M+),206；found([M+CH3COO-]-),265(如图1)。
实施例2
一种3-氯-2-萘硼酸的工业化生产方法，具体包括以下步骤：
向2000mL三口圆底烧瓶中依次加入四氢呋喃900mL、2,2,6,6-四甲基哌啶143.32g(1014.64mmol)，搅拌下降温至0℃，滴加正丁基锂507mL(1014mmol)搅拌1h，降温至-80℃，加入硼酸三异丙脂260.21g(1,383.6mmol)，接着控温小于-70℃滴加2-氯萘的四氢呋喃溶液[其中含2-氯萘75.00g(461.20mmol)，四氢呋喃150mL]，滴加完毕，自然升温至-45℃，保温-45℃搅拌5h，升温至-20℃，加入盐酸酸化至pH＝6，自然升至室温，减压浓缩至内温等于45℃，加入二氯乙烷375mL稀释，水洗至pH＝7，分相，有机相常压浓缩至体系剩余525mL，放入冰箱冷冻析晶3h，过滤，滤饼用二氯乙烷重结晶，得淡黄色固体73.61g，收率77.31％。LC-MS:calcd for C10H8BClO2(M+),206；found([M+CH3COO-]-),265.
从反应机理方面来看，与背景技术合成方法相比，本发明不仅仅在于原料不同，且反应机理也不同，具体为：背景技术中n-BuLi与原料2-溴-3-氯萘反应，机理上属于锂卤交换反应(一般情况下，溴和碘两种元素可以发生锂卤交换，而氯和氟两种卤素原子难以发生锂卤交换)，而本发明LiTMP与原料2-氯萘反应，机理上属于非亲核性强碱低温拔氢，两者属于不同的反应体系；因此本发明提供了一种新的3-氯-2-萘硼酸合成方法，且原料2-氯萘与2-溴-3-氯萘相比，来源广泛，因此价格低廉，使得本发明生产方法成本降低，且收率高(背景技术中收率为72％)，适合工业化生产。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种3-氯-2-萘硼酸的工业化生产方法，其特征在于，包括以下步骤：
以2-氯萘为原料，在2,2,6,6,-四甲基哌啶锂和硼酸三异丙酯的作用下发生硼酯化反应，之后通过酸化和产物后处理，制得3-氯-2-萘硼酸；
其合成路线如下所示：
2.根据权利要求1所述的3-氯-2-萘硼酸的工业化生产方法，其特征在于，所述硼酯化反应的温度为-55～-45℃，反应时间为3～5h。
3.根据权利要求1所述的3-氯-2-萘硼酸的工业化生产方法，其特征在于，所述硼酯化反应的投料顺序为：向含有2,2,6,6-四甲基哌啶锂的溶液中依次加入硼酸三异丙酯和2-氯萘。
4.根据权利要求3所述的3-氯-2-萘硼酸的工业化生产方法，其特征在于，投加硼酸三异丙酯和2-氯萘时，控制温度为-80～-70℃。
5.根据权利要求3所述的3-氯-2-萘硼酸的工业化生产方法，其特征在于，所述含有2,2,6,6-四甲基哌啶锂的溶液的制备方法包括以下步骤：
将2,2,6,6-四甲基哌啶和四氢呋喃混合，降温至-20～0℃，加入正丁基锂后，保温反应0.5～1h，制得含有2,2,6,6-四甲基哌啶锂的溶液。
6.根据权利要求5所述的3-氯-2-萘硼酸的工业化生产方法，其特征在于，正丁基锂和2,2,6,6-四甲基哌啶的摩尔比为1:1，2-氯萘和正丁基锂的摩尔比1:2～2.2，正丁基锂和硼酸三异丙脂的摩尔比为1:1～1.4，2-氯萘和四氢呋喃的用量比为1g:12～14mL。
7.根据权利要求1所述的3-氯-2-萘硼酸的工业化生产方法，其特征在于，所述酸化是指调节pH＝5～6。
8.根据权利要求7所述的3-氯-2-萘硼酸的工业化生产方法，其特征在于，所述酸化温度为-20～-10℃。
9.根据权利要求1所述的3-氯-2-萘硼酸的工业化生产方法，其特征在于，所述产物后处理具体包括：酸化处理后，依次进行一次浓缩、稀释、水洗、有机相二次浓缩、重结晶，制得3-氯-2-萘硼酸。
10.根据权利要求9所述的3-氯-2-萘硼酸的工业化生产方法，其特征在于，所述稀释、重结晶中所用的试剂均为二氯乙烷。
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