CN115947746A - 一种芳基硼酸酯化合物的合成方法 - Google Patents

一种芳基硼酸酯化合物的合成方法 Download PDF

Info

Publication number
CN115947746A
CN115947746A CN202211721512.8A CN202211721512A CN115947746A CN 115947746 A CN115947746 A CN 115947746A CN 202211721512 A CN202211721512 A CN 202211721512A CN 115947746 A CN115947746 A CN 115947746A
Authority
CN
China
Prior art keywords
reaction
synthesis according
alkali
sodium
catalyst
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202211721512.8A
Other languages
English (en)
Inventor
许华建
徐景秀
徐俊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hefei University of Technology
Original Assignee
Hefei University of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hefei University of Technology filed Critical Hefei University of Technology
Priority to CN202211721512.8A priority Critical patent/CN115947746A/zh
Publication of CN115947746A publication Critical patent/CN115947746A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/55—Design of synthesis routes, e.g. reducing the use of auxiliary or protecting groups

Landscapes

  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

本发明公开了一种芳基硼酸酯化合物的合成方法，是以芳基卤化合物为原料，在催化剂、硼试剂以及碱存在下，对芳基卤化物进行选择性的C‑X键硼化，高选择性的得到芳基硼酸酯化合物。本发明具有高效、反应条件温和、操作方便、反应时间比较短、副产物较少等优点，并且适合于大规模生产。

Description

一种芳基硼酸酯化合物的合成方法
技术领域
本发明涉及一种芳基硼酸酯化合物的合成方法，通过对芳基卤化合物进行选择性的C-X键的硼化来合成芳基硼酸酯化合物，属于有机合成领域。
背景技术
芳基硼酸酯是合成有机化学中的重要和常用合成原料，由于其对空气和水分的稳定性、低毒性和易于处理等优点，在化学、医药和材料科学等领域广泛用于形成碳碳或碳杂原子键构建有机分子[1]。
较早芳基硼酸酯的合成方法包括格氏试剂和有机锂试剂与硼酸三烷基酯反应制备，但是这些反应存在官能团耐受性差，需要严格的无水条件等限制[2]。近几十年来，过渡金属催化芳香族卤化物或拟卤化物的硼化反应得到广泛研究，成为合成芳基硼酸酯的常用而有效的方法。该方法具有反应底物来源广泛和好的官能团相容性[3-5]。但过渡金属催化的芳烃硼酯化反应通常需要昂贵的配体助催化，以及反应液中剩有金属残渣难以去除等缺点，使其在工业实际应用中受到限制[6-7]。近些年来，使用无过渡金属催化的卤代苯光催化芳基硼酸酯合成引起了人们的广泛关注。本发明使用的还原态吖啶光催化剂催化芳基卤化物的硼化反应尚未报道。参考文献：
[1]Tian,Y.M.；Guo,X.N.；Braunschweig,H.；Radius,U.；Marder,T.B.Photoinduced Borylation for the Synthesis ofOrganoboronCompounds.Chem.Rev.2021,121,3561–3597.
[2]Hall,D.G.Boronic Acids:Preparation and Applications in OrganicSynthesis Medicine and Materials,2nd ed.；Wiley-VCH:Weinheim,Germany,2011.
[3]Neeve,E.C.；Geier,S.J.；Mkhalid,I.A.I.；Westcott,S.A.；Marder,T.B.Diboron Compounds:from Structural Curiosity to SyntheticWorkhorse.Chem.Rev.2016,116,9091–9161.
[4]Cuenca,A.B.；Shishido,R.；Ito,H.；Fernández,E.Transition-Metal-FreeB-B and B-Interelement Reactions with Organic Molecules.Chem.Soc.Rev.2017,46,415–430.
[5]Mkhalid,I.A.I.；Barnard,J.H.；Marder,T.B.；Murphy,J.M.；Hartwig,J.F.C-H Activation for the Construction ofC-B Bonds.Chem.Rev.2010,110,890–931.
[6]Khotinsky,E.；Melamed,M.Die Wirkung der MagnesiumorganischenVerbindungen auf die 
Figure SMS_1
Ber.Dtsch.Chem.Ges.1909,42,3090–3096.
[7]Letsinger,R.L.；Skoog,I.H.The Preparation and Some Properties of 2-Methyl-lpropene-1-Boronic Acid.J.Org.Chem.1953,18,895–897.
发明内容
本发明针对现有合成路线的缺点，提供了一种芳基硼酸酯化合物的合成方法，使用有机分子二氢吖啶类光催化剂即可催化芳基卤的硼化反应，且不需要惰性气体保护，具有原料易得、工艺简单、条件温和、产率比较高、底物范围广、副产物比较少等优点。
本发明芳基硼酸酯化合物的合成方法，是以芳基卤化物为原料，在二氢吖啶光催化剂、碱以及硼试剂的存在下进行反应，分离提纯后得到芳基硼酸酯化合物。
具体是将芳基卤化物在空气氛围下溶于溶剂中，在催化剂、碱以及硼试剂的存在下在光反应器中进行反应，反应结束后分离提纯得到目标产物。
所述芳基卤化物的结构式为：
Figure SMS_2
其中：R为Ph、F、NH2、甲氧基团或氰基基团，X为Cl、Br基团。
本发明合成方法的反应波长为365nm-455nm，优选为380nm，反应时间为12-24h。
所述催化剂为二氢吖啶光催化剂，催化剂的量为1mol％-50mol％(以芳基卤化物计)。
所述碱为乙醇钠、磷酸钾、甲醇钠、碳酸铯、乙酸钾、三乙胺、N,N-二异丙基乙胺、氟化铯、甲醇钾、碳酸钠、叔丁醇钠中的至少一种，添加量为1-3倍当量(以芳基卤化物计)。
所述硼试剂为联硼酸频那醇酯、双联邻苯二酚硼酸酯、双(新戊基乙二醇)二硼、双联(2-甲基-2,4-戊二醇)硼酸酯中的至少一种，硼试剂的添加量为1-4倍当量(以芳基卤化物计)。
所述溶剂为二甲亚砜、乙腈、1,2-二氯乙烷、N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、1,4-二氧六环、甲醇、甲苯、硝基甲烷或者四氢呋喃。
所述分离提纯是向反应液中加入水，用乙酸乙酯萃取，无水硫酸钠干燥，最后利用旋蒸除去溶剂，通过柱层析分离纯化，柱层析分离纯化时的洗脱液为石油醚：乙酸乙酯＝5:1～100:1，v/v，即可得到目标产物。
本发明反应路线如下所示：
Figure SMS_3
本发明的有益效果体现在：
1、本发明的合成方法使用有机分子二氢吖啶类光催化剂催化芳基卤进行硼化反应，具有催化剂结构新颖，价格低，毒性小，绿色环保等特点。
2、本发明的合成方法底物适用性广，产率比较高，副产物比较少，能兼容多种官能团，适用于多种取代基的芳基卤化物。
具体实施方式
为进一步阐述本发明的特征和优点，下面结合具体的实施例对本发明的技术方案进行描述。但下列实施例仅为了进一步说明本发明，而不是限制本发明。
实施例1：
Figure SMS_4
向装有磁力搅拌子的25mL透明Schlenk管中，加入原料4-氯联苯(0.2mmol)、联硼酸频那醇酯(0.6mmol)、甲醇钠(0.6mmol)、二氢吖啶光催化剂(0.01mmol,5mol％)，在空气氛围下加入2.0mL二甲亚砜；将反应管固定于380nm波长的光反应器上，室温下反应24h后，反应结束；反应结束后，用饱和NaHCO3水溶液淬灭并用乙酸乙酯萃取，合并有机层，经无水硫酸钠干燥，然后真空浓缩，产物通过硅胶快速柱色谱法纯化(石油醚/乙酸乙酯＝20:1)得无色油状物(2a)(48mg,86％)。该化合物的核磁数据为：1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.93(d,J＝8.2Hz,2H),7.65(d,J＝6.8Hz,4H),7.47(t,J＝7.5Hz,2H),7.38(t,J＝6.8Hz,1H),1.40(s,12H)ppm.
13C{1H}NMR(101MHz,CDCl3)δ143.9,141.1,135.3,128.8,127.6,127.3,126.5,83.9,24.9ppm.
Figure SMS_5
表1不同反应波长的筛选
Entry Wavelength Yield(％)<sup>b</sup>
1 365nm 77
2 380nm 86
3 395nm 82
4 425nm 0
5 455nm 2
针对上述反应，我们以4-氯联苯(1)和联硼酸频那醇酯(2)为模型底物，二甲基亚砜为溶剂，甲醇钠为碱，通过筛选适宜的光反应波长来实现芳基卤的脱卤硼化反应。分别进行不同波长的光照，365nm的光波长照射下，反应24h后，收率可以达到77％，依次增加波长为380nm和395nm，收率最佳的光反应波长为380nm，收率可达到86％，继续增加波长到425nm，反应却不能进行，原料几乎没有转化，将波长增加到455nm之后，只有痕量的产物产生，故筛选到的最佳光源为380nm。
Figure SMS_6
表2不同种类反应碱的筛选
Figure SMS_7
筛选出适宜的光反应波长之后，对碱进行了筛选。三个当量的甲醇钠可以提供的86％的目标产物。而甲醇钾以及乙醇钠仅能提供较低产率的目标产物(15％，7％)，乙酸钾、氟化铯和叔丁醇钠也仅可以提供10％左右收率的目标产物，磷酸钾、碳酸铯和碳酸钠可以提供比较有限的收率(14％，16％，17％)。对有机碱也进行了考察，三乙胺仅能提供2％的目标产物，N,N-二异丙基乙胺也仅可以提供的2％的目标产物。综上，经过这些碱的筛选，甲醇钠的效果依然是最好的，可以提供86％的目标产物。
Figure SMS_8
表3不同种类溶剂的筛选
Figure SMS_9
筛选出适宜的光源、碱，接着对溶剂也进行了筛选。乙腈和甲醇可以分别提供58％和43％的目标产物，N,N-二甲基甲酰胺和二氯甲烷可以提供中等偏下产率的目标产物(32％,25％)，1,2-二氯乙烷、N-甲基吡咯烷酮和硝基甲烷仅能提供较低产率的目标产物(16％，11％,5％),甲苯、四氢呋喃和1，4-二氧六环不能提供目标产物，二甲基亚砜是此反应的最佳溶剂，在最优条件下可以提供86％的目标产物。
Figure SMS_10
表4不同浓度联硼酸频那醇酯量的筛选
Figure SMS_11
在上文研究基础上，我们又进一步考察了不同当量的联硼酸频那醇酯(2)对反应效果的影响，添加低当量联硼酸频那醇酯(2)，几乎得不到目标产物，随着联硼酸频那醇酯(2)添加量的增加，收率逐渐升高，最终在联硼酸频那醇酯(2)的添加量达到5倍当量时，收率达到91％。
实施例2：
Figure SMS_12
用氯苯(1b)代替4-氯联苯(1a)，其他同实施例1。产物通过硅胶快速柱色谱法纯化(石油醚/乙酸乙酯＝50:1)得无色油(2b)(28mg,68％)。该化合物的核磁数据为：1HNMR(400MHz,CDCl3)δ7.73(d,J＝7.1Hz,2H),7.37(t,J＝7.4Hz,1H),7.28(t,J＝7.3Hz,2H),1.26(s,12H)ppm.13C{1H}NMR(101MHz,CDCl3)δ134.8,131.3,127.7,83.8,24.9ppm.
实施例3：
Figure SMS_13
用对甲氧基氯苯(1c)代替4-氯联苯(1a)，其他同实施例1。产物通过硅胶快速柱色谱法纯化(石油醚/乙酸乙酯＝50:1)得白色固体(2c)(21mg,45％)该化合物的核磁数据为：1H NMR(600MHz,CDCl3)δ7.76(d,J＝8.6Hz,2H),6.90(d,J＝8.6Hz,2H),3.82(s,3H),1.33(s,12H)ppm.13C{1H}NMR(151MHz,CDCl3)δ162.3,136.7,113.5,83.7,55.2,55.2,25.0ppm.
实施例4：
Figure SMS_14
用4-氰基氯苯(1d)代替4-氯联苯(1a)，其他同实施例1。产物通过硅胶快速柱色谱法纯化(石油醚/乙酸乙酯＝20:1)得白色固体(2d)(28mg,61％)。该化合物的核磁数据为：1H NMR(600MHz,CDCl3)δ7.87(d,J＝8.2Hz,2H),7.62(d,J＝8.2Hz,2H),1.33(s,12H)ppm.13C{1H}NMR(151MHz,CDCl3)δ135.2,131.2,119.0,114.6,84.6,25.0ppm.
实施例5：
Figure SMS_15
用间氰基氯苯(1e)代替4-氯联苯(1a)，其他同实施例1。产物通过硅胶快速柱色谱法纯化(石油醚/乙酸乙酯＝20:1)得白色固体(2e)(27mg,58％)。该化合物的核磁数据为：1H NMR(600MHz,CDCl3)δ8.07(s,1H),7.98(d,J＝7.5Hz,1H),7.70(d,J＝7.7Hz,1H),7.45(t,J＝7.6Hz,1H),1.33(s,12H)ppm.13C{1H}NMR(151MHz,CDCl3)δ138.9,138.5,134.5,128.5,118.9,112.1,84.6,25.0ppm.
实施例6：
Figure SMS_16
用4-氯苯乙酮(1f)代替4-氯联苯(1a)，其他同实施例1。产物通过硅胶快速柱色谱法纯化(石油醚/乙酸乙酯＝20:1)得白色固体(2f)(31mg,63％)。该化合物的核磁数据为：1H NMR(600MHz,CDCl3)δ7.92(d,J＝8.0Hz,2H),7.88(d,J＝8.1Hz,2H),2.60(s,3H),1.34(s,12H)ppm.13C{1H}NMR(151MHz,CDCl3)δ198.6,139.1,135.1,127.4,84.3,26.9,25.0ppm.
实施例7：
Figure SMS_17
用4-氯苯硼酸频那醇酯(1g)代替4-氯联苯(1a)，其他同实施例1。产物通过硅胶快速柱色谱法纯化(石油醚/乙酸乙酯＝20:1)得白色固体(2g)(32.5mg,49％)。该化合物的核磁数据为：1HNMR(600MHz,CDCl3)δ7.82(s,4H),1.34(s,24H)ppm.13C{1H}NMR(151MHz,CDCl3)δ134.0,83.9,25.0ppm.
实施例8：
Figure SMS_18
用4-羟基氯苯(1h)代替4-氯联苯(1a)，其他同实施例1。产物通过硅胶快速柱色谱法纯化(石油醚/乙酸乙酯＝20:1)得黄色固体(2h)(24.6mg,56％)。该化合物的核磁数据为：1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.70(d,J＝8.5Hz,2H),6.82(d,J＝8.5Hz,2H),1.33(s,12H)ppm.13C{1H}NMR(101MHz,CDCl3)δ158.5,136.8,114.9,83.7,24.8ppm。

Claims (10)

1.一种芳基硼酸酯化合物的合成方法，其特征在于：
以芳基卤化物为原料，在二氢吖啶光催化剂、碱以及硼试剂的存在下进行反应，分离提纯后得到芳基硼酸酯化合物；
反应路线如下所示：
Figure FDA0004028571120000011
其中：R为Ph、F、NH2、甲氧基团或氰基基团，X为Cl、Br基团。
2.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于：
将芳基卤化物在空气氛围下溶于溶剂中，在催化剂、碱以及硼试剂的存在下在光反应器中进行反应，反应结束后分离提纯得到目标产物。
3.根据权利要求2所述的合成方法，其特征在于：
所述催化剂为二氢吖啶光催化剂，催化剂的量为1mol％-50mol％。
4.根据权利要求2所述的合成方法，其特征在于：
所述碱为乙醇钠、磷酸钾、甲醇钠、碳酸铯、乙酸钾、三乙胺、N,N-二异丙基乙胺、氟化铯、甲醇钾、碳酸钠、叔丁醇钠中的至少一种，添加量为1-3倍当量。
5.根据权利要求2所述的合成方法，其特征在于：
所述硼试剂为联硼酸频那醇酯、双联邻苯二酚硼酸酯、双(新戊基乙二醇)二硼、双联(2-甲基-2,4-戊二醇)硼酸酯中的至少一种，硼试剂的添加量为1-4倍当量。
6.根据权利要求2所述的合成方法，其特征在于：
所述溶剂为二甲亚砜、乙腈、1,2-二氯乙烷、N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、1,4-二氧六环、甲醇、甲苯、硝基甲烷或者四氢呋喃。
7.根据权利要求2所述的合成方法，其特征在于：
反应温度为常温，光反应波长为365-455nm，反应时间为12-24h。
8.根据权利要求7所述的合成方法，其特征在于：
反应波长为380nm。
9.根据权利要求2所述的合成方法，其特征在于：
所述分离提纯是向反应液中加入水，用乙酸乙酯萃取，无水硫酸钠干燥，最后利用旋蒸除去溶剂，通过柱层析分离纯化，即可得到目标产物。
10.根据权利要求9所述的合成方法，其特征在于：
柱层析分离纯化时的洗脱液为石油醚：乙酸乙酯＝5:1～100:1，v/v。
CN202211721512.8A 2022-12-30 2022-12-30 一种芳基硼酸酯化合物的合成方法 Pending CN115947746A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211721512.8A CN115947746A (zh) 2022-12-30 2022-12-30 一种芳基硼酸酯化合物的合成方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211721512.8A CN115947746A (zh) 2022-12-30 2022-12-30 一种芳基硼酸酯化合物的合成方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115947746A true CN115947746A (zh) 2023-04-11

Family

ID=87287324

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202211721512.8A Pending CN115947746A (zh) 2022-12-30 2022-12-30 一种芳基硼酸酯化合物的合成方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115947746A (zh)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Gendrineau et al. C1-symmetric monosubstituted chiral diene ligands in asymmetric rhodium-catalyzed 1, 4-addition reactions.
CN109988117B (zh) 一类3-甲基喹喔啉-2(1h)-酮类衍生物的制备方法
Masters et al. The Acetal Concept: Regioselective Access to ortho, ortho-Diphenols via Dibenzo-1, 3-dioxepines.
Zhou et al. Geminal difunctionalization of α-diazo arylmethylphosphonates: synthesis of fluorinated phosphonates
Pousse et al. Synthesis of BINOL derived phosphorodithioic acids as new chiral Brønsted acids and an improved synthesis of 3, 3′-disubstituted H8-BINOL derivatives
Lalic et al. Enantioselective rhodium (I)-triethylamine catalyzed addition of potassium isopropenyl trifluoroborate to enones
Zolfigol et al. A simple and efficient route for the synthesis of di and tri (bis (indolyl) methanes) as new triarylmethanes
CN109694382B (zh) 一种室温下制备芳基硼酸酯的方法
CN109942433B (zh) 一种3’,4’,5’-三氟-2-氨基联苯的化学合成方法
CN115947746A (zh) 一种芳基硼酸酯化合物的合成方法
CN114573512B (zh) 一种合成c2-二氟烷基苯并咪唑衍生物的方法
CN110937985A (zh) 一种姜酮酚的合成方法
KR20080078127A (ko) 아토바스타틴 제조를 위한 중간체 및 그의 제조방법
CN102875421A (zh) 基于对硝基苯甲酸的氮杂环丙烷化合物开环方法
CN110981720B (zh) 一种二芳基乙酸酯类化合物及制备方法
Xi et al. Copper-Catalyzed Enantioselective Radical Esterification of Propargylic C–H Bonds
CN113234099A (zh) 一种烷基硼酸酯类化合物的光化学合成方法
Bringmann et al. Synthesis of Axially Chiral Biaryls by Atropo‐Diastereoselective Cleavage of Configurationally Unstable Biaryl Lactones with Menthol‐Derived O‐Nucleophiles
CN110627823B (zh) 一种催化芳基胺发生脱氨基硼酸酯化或卤化的方法
CN109438327B (zh) 一种稠环化合物及其制备方法
CN112321639A (zh) 一种芳基二苯基膦衍生物的制备方法
CN107603271B (zh) 一种长链烷氧基bodipy化合物的制备方法
CN107954872B (zh) 一种丙二酸酯类化合物的合成方法
CN114773229B (zh) 一种1,6二烯类化合物及其制备方法与应用
CN114213370B (zh) 一种光诱导nhpi酯脱羧偶联合成烷基化富电子杂环芳烃方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination