甲基硼酸的应用

概述^[1]

催化不对称还原是获得手性化合物的重要途径，作为最经典的还原羰基化合物的催化剂：MeCBS和硼烷结合用来制备手性醇类化合物，该方法由于具有较高的对映选择性至今仍然在广泛使用。作为其中最重要的试剂之一，甲基硼酸的合成仍缺乏有效的方法。目前，合成甲基硼酸主要有两种方法，一种是硼烷与一氧化碳反应后水解得到甲基硼酸，此方法中硼烷为易燃气体，一氧化碳由于毒性强，一旦泄漏，十分危险。另外一种就是甲基格氏试剂与特殊的不稳定氯硼试剂反应后水解得到甲基硼酸，其中不可避免地会有副产物三甲基硼生成，且三甲基硼性质非常活泼，很容易与空气发生自燃现象，给生产带来安全隐患，其次，甲基硼酸是水溶性很好，在水溶液中不容易提取，浪费大量溶剂。

应用^[2-3]

甲基硼酸是最简单的有机硼酸衍生物，是制备许多硼酸衍生物如(S)或(R)-2-甲基-CBS-噁唑硼烷等的重要中间体，其在有机合成中具有多种用途。此外甲基硼酸及其衍生物在色谱分析中也具有显著的优点，常用于顺反异构体等的分离。如制备手性MeCBS，将手性二苯基脯胺醇和1.1~1.5当量甲基硼酸加入烷烃溶剂中回流分水，反应结束后，降温至30~45℃，静置过滤后，滤液再次降温至?20~0℃下，搅拌析出，过滤干燥后得到手性MeCBS，为流动性良好的白色固体。该工艺方法操作简单，得到的产物纯度高，为目前市场上只有溶液形式供应提供了更多选择。

制备^[1]

1)(三甲硅基)甲基硼酸的合成：氮气保护下，向装有冷凝管和恒压加料漏斗的反应瓶中，加入金属镁(0.33摩尔)和几小粒碘，搅拌下，滴加入三甲硅基溴甲烷(0.3摩尔)溶在250毫升2-甲基四氢呋喃中的混合溶液30毫升。加热至40℃以上，待反应引发后将剩余的溶液缓慢滴加完毕。升温至回流反应3小时，降至室温。在另外反应瓶内，氮气保护下，加入硼酸三甲酯(0.35摩尔)和80毫升2-甲基四氢呋喃，搅拌均匀后，降温至-20℃，开始缓慢加入上面制备好的格氏试剂，2-3小时加毕，保温再继续反应2-2.5小时，确认反应不再变化时，升温至0℃，加入10%盐酸调PH=2。水层再用2-甲基四氢呋喃萃取一次，合并有机层，直接用于下一步合成中；

2）甲基硼酸三聚体的合成：将上面得到的有机层，加入带有回流分水装置的反应瓶中，四正丁基氟化铵水和物(0.4摩尔），室温搅拌下体系很快溶清，反应完毕后，常压下将体系溶剂蒸干，混合物中加入甲苯120毫升，开始回流分水，当分出超过计算量的水，且不再有水继续分出时，接精馏装置，将反应后生成的甲基硼酸三聚体蒸馏出来。

3）甲基硼酸的合成：将上述精馏后得到的甲基硼酸三聚体，加入4.5克水后，室温搅拌30分钟，有固体析出。加入正庚烷打浆后，过滤，得到白色固体甲基硼酸纯品11.2克，收率62%，产品GC：98.2%，熔点为88-90℃，核磁结构符合。

主要参考资料

[1] CN201510321209.2一种制备甲基硼酸的方法

[2] CN201610883358.2一种手性MeCBS的合成工艺

[3] CN201310185902.2一种改进的甲基硼酸制备方法