2-氟-4-吡啶硼酸的制备

发布日期:2022/10/24 9:39:12

背景及概述

硼酸有机化合物是应用广泛的合成中问体。含有芳香基团的硼酸可以用于氨基酸的不对称合成、氨基化合物催化剂、偶联反应等。而吡啶基团是许多已知化学产品的最基本的化学基团。通过吡啶硼酸与其他化合物之问的偶联反应等方式，吡啶基团可以被引入到相应化合物的分子中，这种反应不仅实验条件相对温和，而且产品收率比较高。吡啶硼酸是杂环类有机硼酸化合物，合成吡啶硼酸比芳基硼酸的实验条件更加苛刻。目前吡啶硼酸等杂环类硼酸的合成报道相对芳基硼酸的制备研究较少。本文以2-氟-4-碘吡啶为基本反应物，使其和硼酸三丁酯以及正丁基锂进行合成化学反应，可以制得2-氟-4-吡啶硼酸。其合成反应式如下图：

图1 2-氟-4-吡啶硼酸的合成反应式

制备

以2-氟-4-碘吡啶为起始物料，与硼酸三丁酯以及正丁基锂进行Suzuki反应，制得2-氟-4-吡啶硼酸。

主要试剂：

2-氟-4-碘吡啶，四氢呋喃(分析纯)，硼酸三丁酯(99．0％)，丙酮(分析纯)，三氟乙酸(分析纯)，盐酸(分析纯)，正丁基锂溶液(浓度为2．5 mol／L)，干冰，甲醇(分析纯)，氢氧化钠(分析纯)，正己烷(分析纯)，氯化钠(分析纯)，高纯氮气。

实验过程：

在高纯氮气的环境下，向实验反应器中注入0．0163 mol的2-氟-4-碘吡啶反应物质、再加入适量的硼酸三丁酯以及分析纯四氢呋喃，调整实验温度至70℃，然后使用滴液漏斗继续往反应瓶中注入正丁基锂溶液(实验时要采用缓慢的滴加方式)，等反应液逐渐变成黑色时，继续保持低温2 h。等到温度逐步上升到0℃，滴加质量分数为10％(下同)的稀盐酸进行水解，调节溶液的pH值为1．0。用质量分数为25％的氢氧化钠调节溶液pH值为13．0，萃取出有机相中的水溶物质，与已经分离出来的水相合并。用正己烷去除有机杂质，然后再用10％的稀盐酸调节溶液的pH值为9．0。向溶液中加入一定量的THF，再向其中加固体氯化钠至溶液达到饱和，搅拌1 h。再次分液，取上层有机相，在旋转蒸发仪上减压旋蒸将固体取出，提纯后再烘干得3．05g产品，收率为83．11％

结论

采用2-氟-4-碘吡啶原料，将其与正丁基锂和硼酸三丁酯进行合成反应可制得2-氟-4-吡啶硼酸。结果表明，该合成工艺具有产率较高、易于操作等特点。研究选定合成2-氟-4-吡啶硼酸的操作条件：合成温度为-70℃，合成时问为2．00 h，本实验所选择的物料配比为2-氟-4-碘吡啶、硼酸三丁酯与丁基锂物质的量之比为1．00：1．20：1．20，溶液pH值为9．0时，2-氟-4-吡啶硼酸的产率为83．10％，纯度可达98．65％以上。