五氟苯硼酸的合成研究

背景及概述

五氟苯硼酸在医药和精细化工领域是一种关键的中间体，能够和卤代芳烃、卤代烷烃、不饱和烷烃等发生各种偶联反应形成 C-C 键和 C-N键，近年来得到了较为广泛的应用。

制备

合成路线

由于五氟苯硼酸的苯环上的五个氟原子的特殊结构和性质，与其他的芳基硼酸相比，其合成的难度较大，参考文献[1]以五氟溴苯为原料，得格氏试剂与硼酸三甲酯的反应，以乙醚为溶剂，安全性差，且硼酸三甲酯用量过倍，损失较大，粗产物收率为 90.5% ，但含有二聚物，进一步提纯难度较大。本文以五氟溴苯为原料，经格氏反应、酯化、水解制得五氟苯硼酸，该反应条件温和可控，产品收率 70% ，纯度为 95% 以上。

图1 五氟苯硼酸的合成反应式

实验操作

将 42 mmol （ 1.008 g ） 的镁屑加入四口烧瓶中，加入 2 粒碘，然后加入大约 5~10 mL 的无水2- 甲基四氢呋喃，将温度加热至 50 ℃ 后，再慢慢让其自然降温至 30℃ 。 滴加 10~15 滴五氟溴苯的 2- 甲基四氢呋喃溶液至烧瓶中， 引发格氏反应，反应引发后温度会迅速上升，用冰浴将温度降至 10 ℃~15 ℃ ，再慢慢滴加剩余的五氟溴苯溶液，滴加时间大约为 1.0~2.0 h ，滴加完毕后室温反应 12 h 。

称量 48 mmol （ 4.992 g ）的硼酸三甲酯，加入四口烧瓶中，再加入 2- 甲基四氢呋喃稀释，将烧瓶放入低温浴槽中温度降至 -15℃ 以下，然后慢慢的把格氏试剂滴加到硼酸三甲酯中，滴加时间为1.0~2.0 h ，然后再在低温下反应数小时。反应结束后将反应液慢慢倒入稀盐酸中， 滴加完后搅拌0.5~1.5 h ，分液，再将水相萃取 2 次，合并有机相，无水硫酸钠干燥，旋干，用二氯乙烷重结晶，得白色针状晶体，收率 70% 。 HPLC 纯度为 95.6% ，熔点为 241.2~245.6 ℃ 。

参考文献

[1] Frohn H J. Polyfluoroorganoboron -oxygen compounds. 1. Polyfluorinated aryl(dihydroxy)boranes and tri(aryl)boroxins [J].Zeitschrift für an organische und allgemeine Chemie Volume, 2002, 628: 2827-2833.