4-氟苯硼酸的合成和偶联反应

含氟苯硼酸是含氟的单取代苯硼酸衍生物，由于氟原子与氢原子的原子半径相近，所以当分子中的氢原子被氟取代后，并不会引起该分子立体构型的显著变化。但是由于氟原子具有很强的吸电子性，往往会使原来分子的电子性质发生很大的变化，从而使氟苯硼酸具有良好的稳定性和大的介电各向异性，近年在有机合成、生物医学、农药及材料学方面都有非常重要的作用。4-氟苯硼酸是一种常用的氟取代苯硼酸，本文将介绍其合成方法，以及它的其中一种用途：4-氟苯硼酸通过偶联反应获得4,4'-二氟联苯，一种有机合成中间体。

合成方法

由于氟原子的吸电子能力强，一般采用对氟溴苯制备4-氟苯硼酸。产率较低，且容易生成对应的二聚或三聚体。主要合成方法有两种：有机锂试剂法和格氏试剂法。

有机锂试剂法

用对氟溴苯与烷基锂作用制得对氟苯基锂，然后与三烷基硼酸酯反应，经稀酸水解后，得到4-氟苯硼酸。

这种方法的不足是有机锂试剂价格昂贵，易燃易爆，反应须在低温中进行，且不能用于制备含有氰基，酯基的氟苯硼酸，故应用范围不广。

格氏试剂法

由对氟溴苯与镁屑反应制得格氏试剂，然后与烷基硼酸酯反应，经稀酸水解得到4-氟苯硼酸。郭敬和白雪峰经过研究^[1]得出优化合成条件为:对氟溴苯与硼酸三甲酯物质的量比为1:2,亲核取代温度为-20℃,反应时间为2h。在此条件下合成的目的产物的纯度为99.1%,总产物收率达60.1%。                        

与有机锂试剂相比，格氏试剂法操作较为简单安全，原料廉价易得。不足之处是所用的溶剂一般为四氢呋喃或乙醚，它们均对水有一定的溶解度，回收和精制比较困难，工业化成本较高。

偶联反应

CN104497018B 提出了一种制备铜配合物{[Cu(L)](ClO4)·0.25H2O}的方法，催化实验证明，该配合物可作为4-氟苯硼酸偶联反应的催化剂得以应用：

在 25 mL烧杯中称取 1 g 4-氟苯硼酸，0.2 g Cs₂CO₃，3 mL DMF和 0.1 g催化剂(铜配合物)，室温下搅拌1小时，TLC监测(PE:EA = 1:1)反应完全，10 mL CH₂Cl₂萃取产品后再用 20 mL蒸馏水洗涤，有机相用污水MgSO₄干燥，过滤，脱溶，得到的粗产品以石油醚洗脱过柱，得到 4,4'-二氟联苯。

参考文献

[1] 对氟苯硼酸的合成与表征.《化学与粘合》2015年 第4期  256-258.