3-呋喃硼酸的合成及其应用

基本描述

3-呋喃硼酸的CAS号是55552-70-0，分子式是C4H5BO3，分子量是111.89。熔点是139-144°C(dec.)(lit.)，沸点是247.7±32.0°C(Predicted)，密度是1.25±0.1g/cm3(Predicted)，以及酸度系数(pKa)是7.95±0.10(Predicted)。

图1 3-呋喃硼酸的结构式。

合成

图2 3-呋喃硼酸的合成路线[1]。

这种低温控制的反应在实验室规模上充分进行(∼100g）以75%的产率提供硼酸10。然而，在制造规模上观察到可变的产率，中间芳基锂的显著不期望的质子解。尽管如此，所得的羧酸部分随后被酯化以提供铃木偶联剂11。通过用（AtaPhos）2PdCl2代替Pd（dppf）Cl2，高反应性催化剂体系，（6）观察到催化剂负载低至0.2摩尔%的高效铃木偶联。这允许清洁的交叉偶联，得到联苯7。通过使用萃取水性N-乙酰半胱氨酸洗涤，残余钯降低到20ppm以下，（7）通过避免前一路线中使用的不可持续的多固相金属清除和色谱单元操作，大大简化了纯化。最后，为了实现酯的完全转化并显著减少溶剂解副产物8和9的量，使用三甲基硅烷酸钾（TMSOK）作为NaOH（8）的温和替代物，用于水解乙酯7以形成3-呋喃硼酸。合成路线如图2所示。

图3 3-呋喃硼酸的合成路线[2]。

在夹套设置为80–85°C的情况下，对BMT-052367（118.0 kg，418.3 mol，1.0当量）和（R）-苯乙醇（153.4 kg，3.0当量）（1279 kg，12 L/kg）的混合物进行了一次共沸蒸馏，以去除残余水。浓缩至600升后，将混合物冷却至25℃。然后将二异丙基乙胺（109.0kg，843.3mol，2.0当量）加入到反应溶液中，该溶液变得略微放热(∼10℃）。（安全注意：DPPA的添加伴随着−181kJ/mol和+30°C的Tad。在39°C下开始转移酰拉齐德。重排在53°C时开始，在62°C时达到热速率。为了安全地防止酰肼中间体累积，并确保氮气排出由加药速率控制，反应在温度下进行≥70℃。浓缩溶剂后通过制备液相得到产物3-呋喃硼酸。

应用

3-呋喃硼酸作为一种多羟基化合物的识别体，受到众多研究者的关注与重视。其还是一种重要的医药中间体以及靶向配体，可作为甾族化合物、磺胺类、抗组胺类及螺环酰胺类等药物的合成原料[3-5]。3-呋喃硼酸中的硼酸基团具有平面三角的几何结构。3-呋喃硼酸是一种缺电子基团，不仅可以与含羟基或邻苯二酚结构的化合物形成硼酸酯键，而且可通过氮硼酸盐配位与氨基、咪唑等富电子基团相互作用[6]。因此3-呋喃硼酸被广泛应用于水凝胶、传感器、癌症治疗等生物医学领域。此外，3-呋喃硼酸能与荧光成像技术结合等优势，被广泛应用于食品、生物医学和环境等领域[7]。例如，筛选应用的高通量分析，医学和环境测量的光纤构造和目测分析物的检测等。此外，还可通过改变探针结构来调控激发和发射波长、靶标结合亲和力、化学反应活性和亚细胞定位[8-9]。总之，3-呋喃硼酸具有特殊的化学性质和药用活性,是许多医药、农药的中间体,应用前景非常广阔[10]。其还可用作医药及医药中间体、染发助剂、聚和物稳定剂、感光材料的抗氧化剂和抗灰雾剂等等。

生态学数据

3-呋喃硼酸对水稍微有危害的，不要让未稀释或者大量产品接触地下水，水道或者污水系统。若无政府许可，勿将材料排入周围环境。

性质与稳定性

3-呋喃硼酸受热不稳定，一般需要远离氧化物。

存储方法

将3-呋喃硼酸储存于阴凉和通风的库房。使其远离火种和热源。它的包装必须通过合适的包材进行密封。3-呋喃硼酸还应与氧化剂、酸类、食用化学品，药品等分开存放，一定不要讲其于上述提到的物品混合储存。储区应备有合适的材料收容泄漏物。

参考文献

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