格氏试剂合成正丁基硼酸

背景及概述

单取代硼酸是一类极为重要的中间体。它可以和卤代烃、烯烃、胺、酚等进行Suzuki反应，特别是可以和蒎二醇、频那醇二硼、L-酒石酸等生成手性硼酸酯。在不称合成中有重要应用。正丁基硼酸是此类化合物的代表性有机合成中间体。

20世纪20年代，人们发现超声波可以加速化学反应，但当时并未引起重视，至80年代，超声仪器得到普及。超声波可以用于几乎各类化学反应，近年来，声波化学得到迅猛发展。超声波可以增加反应收率，缩短反应时间，优化反应条件。还能使一些常态下几乎不能进行的反应顺利进行。特别有意义的是，超声波能加快有金属参与的有机化学反应速率。

制备

单取代烃基硼酸的制备常需先制得格氏试剂或有机锂试剂，然后和硼酸酯取代，最后水解，此线路需无氧、无水、低温等苛刻条件，“一锅法”通过金属镁和卤代烃制备了有机硼酸，条件温和，效果良好，但该方法还需比较严格的无氧、无水条件，而且他只合成了芳基硼酸。在超声条件下，克服了无水、无氧亚格条件的限制。制取了大体积的单取代硼酸酯，条件温和，但收率不高。到目前为止，小分子硼酸的合成文献鲜有报道，而正丁基硼酸是合成抗癌药硼替佐米关键的中间体，其合成未见文献报道。本文研究了超声条件下正丁基硼酸的合成，并就不同反应温度、不同超声功率、不同溶剂对产率的影响进行了探讨[1]。该反应方程式如下：

图1 正丁基硼酸的合成反应式

实验操作：

在500 mL的3口瓶中依次加入100 mmol正丁基溴、110mmol的三甲氧基硼烷、105mmol的镁屑、100 mL的四氢呋喃(金属钠回流后二苯甲酮变蓝。然后蒸馏)及几粒碘。在超声波反应器中进行反应。15 min后停止反应。用质量分数为10%的盐酸调节反应的pH值，使溶液略显酸性，并有白色沉淀生成。水解反应完毕。把溶液中的固体过滤掉。滤液倒入分液漏斗中分液。放掉下层的水层。水层用60mL的乙醚萃取2次，合并有机层并用60mL饱和氯化钠溶液洗涤2次，留取上层清液，将其倒入干燥的具寒锥形瓶中加无水硫酸钠干燥过夜。干燥后旋转蒸发除去溶剂后得粗产品，粗产品用水重结晶纯化。得产品为白色晶体。

结论

硼酸酯、卤代烃和金属镁在超声条件作用下进行反应的条件是：超声波功率 175 W。反应时间 15 min。 反应温度 40℃。以碘、二溴乙烷做催化剂与其它方法相比，该方法避免了低温，不需绝对无水、无氧条件。反应速度快。产率高达 80%左右。

参考文献

[1]US6458764 B1, 2002 ;