二乙基3-吡啶基硼烷的合成

二乙基3-吡啶基硼烷的合成

有機硼烷是一個重要的有機意識形態(tài)。其主要用途是以各種方法的方法，如suki反應(yīng)，使碳吸收斷裂，生成烴、醚、酮等化合物。它對合成化工和化學(xué)合成也有重要的用途。二乙基(3-吡啶基)硼烷(化合物1)是合成治療末期前列腺癌的靶向藥物阿比特龍的重要中間體,其合成方法的研究已逐漸引起大家的關(guān)注,其合成研究具有一定的市場潛力和應(yīng)用前景。二乙基(3-吡啶基)硼烷的合成研究較少,據(jù)文獻報道以3-溴吡啶(化合物2)和二乙基甲氧基硼烷(化合物3)為原料合成,可以用異丙基氯化鎂(化合物4)或者正丁基鋰作為抜氫試劑,其中正丁基鋰反應(yīng)條件相對苛刻,反應(yīng)溫度要在-40℃,且正丁基鋰性質(zhì)非常活潑,易燃不易保存,本研究采用的是異丙基氯化鎂格式試劑反應(yīng)(反應(yīng)式見圖1),探索了反應(yīng)時間、反應(yīng)溫度、反應(yīng)配比等反應(yīng)條件對于反應(yīng)收率的影響。該方法工藝穩(wěn)定性好,安全性好,收率達到81%以上,有著工業(yè)化的廣闊應(yīng)用前景。1儀器和試劑1.1yrt-3型熔點儀恒溫磁力攪拌器,河南中良科學(xué)儀器有限公司;YRT-3型熔點儀,天津大學(xué)精密儀器廠;Agilent1100MS,美國安捷倫公司;NICOLET380紅外分析儀。1.2異丙基氯化鎂溶液3-溴吡啶,上海邦成化工有限公司;二乙基甲氧基硼烷,上海邦成化工有限公司;異丙基氯化鎂溶液,北京偶合科技有限公司;鹽酸,天津化學(xué)試劑一廠;碳酸鈉,天津贏達希貴化學(xué)試劑廠;無水硫酸鈉,天津贏達希貴化學(xué)試劑廠;乙酯,天津贏達希貴化學(xué)試劑廠;異丙醇,天津贏達希貴化學(xué)試劑廠。2乙基甲氧基硼烷的合成0℃,氮氣保護下,將100mL2mol/L的異丙基氯化鎂四氫呋喃溶液、17.3mL(0.18mol)的3-溴吡啶加入裝有滴液漏斗、溫度計和冷凝管的500mL四口燒瓶中,保持0~5℃磁力攪拌0.5h,將26.3mL(0.2mol)二乙基甲氧基硼烷在30min滴加入反應(yīng)液,控制反應(yīng)溫度10~20℃,滴加完畢冰水浴降至0~5℃反應(yīng)6h。加入100mL的2mol/L的HCl終止反應(yīng),含水層用碳酸鈉調(diào)節(jié)pH值到7,混合物用乙酯(3×75mL)萃取,75mL飽和食鹽水洗,有機層無水硫酸鈉干燥,真空濃縮成油,粗品加異丙醇重結(jié)晶,過濾,得白色固體21.45g(0.146mol),收率81.1%。熔點:172.9~174.2℃(文獻值172.0~175.5℃)。3結(jié)果與討論3.1二乙基3-吡啶的形成條件是由二丁基二羧基3-吡啶引起的3.1.1反應(yīng)時間對反應(yīng)收率的影響當反應(yīng)溫度為0~5℃,二乙基甲氧基硼烷滴加時間為30min,物料配比n2∶n3為0.9∶1.0,物料配比n4∶n3為1.0∶1.0時,反應(yīng)時間對于反應(yīng)收率的影響如圖2所示。由圖2可知,隨著反應(yīng)時間的增長,反應(yīng)收率逐漸升高,到6h達到最大值,再繼續(xù)增加反應(yīng)的時間,反應(yīng)收率沒有明顯升高,之后更有所下降,可能是時間過長發(fā)生副反應(yīng)導(dǎo)致,因此,反應(yīng)的最適宜反應(yīng)時間為6h。3.1.2反應(yīng)溫度對反應(yīng)收率的影響當反應(yīng)時間為6h,二乙基甲氧基硼烷滴加時間為30min,物料配比n2∶n3為0.9∶1.0,物料配比n4∶n3為1.0∶1.0時,控制不同的溫度區(qū)間分別做5組實驗,反應(yīng)溫度對于反應(yīng)收率的影響如表1所示。由表1可見,一定溫度范圍內(nèi)反應(yīng)溫度升高有利于反應(yīng)收率的提高,控制反應(yīng)溫度在0~5℃范圍內(nèi)反應(yīng)收率最大,繼續(xù)升高溫度,反應(yīng)收率反而下降,可能由于本反應(yīng)是放熱反應(yīng),反應(yīng)溫度太高反應(yīng)太劇烈副反應(yīng)增加,所以適宜的反應(yīng)溫度是0~5℃。3.1.3反應(yīng)溫度對反應(yīng)收率的影響當反應(yīng)溫度為0~5℃,反應(yīng)時間6h,物料配比n2∶n3為0.9∶1.0,物料配比n4∶n3為1.0∶1.0時,二乙基甲氧基硼烷的滴加時間對于反應(yīng)收率的影響如圖3所示。該反應(yīng)為放熱反應(yīng),二乙基甲氧基硼烷的滴加速度過快,反應(yīng)溫度上升過快,副反應(yīng)增加,反應(yīng)收率下降,滴加較慢,收率沒有明顯變化,但是總的反應(yīng)時間會延長。為了減少反應(yīng)中的副反應(yīng),通過控制好滴加速度來控制反應(yīng)溫度是關(guān)鍵。如圖3所示滴加時間為30min是適宜的。3.1.4反應(yīng)配比對反應(yīng)收率的影響固定3種原料中的1個配比來研究另1個配比對于反應(yīng)的影響。1)當反應(yīng)溫度為0~5℃,反應(yīng)時間6h,二乙基甲氧基硼烷滴加時間為30min,n4∶n3為1.0∶1.0時,n2∶n3對于反應(yīng)收率的影響如圖4(折線1)所示。由圖4(折線1)可見,反應(yīng)配比n2∶n3加大,反應(yīng)收率增大,但是繼續(xù)增大反應(yīng)配比對反應(yīng)的收率影響不大且浪費原料和加大能耗,所以最適宜的反應(yīng)物料配比為n2∶n3為0.9∶1.0。2)當反應(yīng)溫度為0~5℃,反應(yīng)時間6h,二乙基甲氧基硼烷滴加時間為30min,物料配比n2∶n3為0.9∶1.0時,n4∶n3對于反應(yīng)收率的影響如圖4(折線2)所示。由圖4(折線2)可見,反應(yīng)配比n4∶n3加大,反應(yīng)收率增大,但是繼續(xù)增大反應(yīng)配比對反應(yīng)的收率影響不大且浪費原料和加大能耗,所以最適宜的反應(yīng)物料配比為n4∶n3為1.0∶1.0。在上述所得的最適宜工藝條件下作了3次平行的試驗,產(chǎn)率分別為81.2%、81.1%和81.1%,平均81.13%。3.2亞甲基的伸縮系紅外光譜測試結(jié)果如圖5所示,3041cm-1的吸收峰歸屬于吡啶環(huán)上的C—H伸縮振動,1602和1478cm-1的吸收峰為吡啶環(huán)的伸縮振動,2942和2866cm-1的吸收峰為甲基C—H的伸縮振動,2904和2816cm-1為亞甲基C—H的伸縮振動,1407cm-1的吸收峰為硼和吡啶環(huán)的B—C伸縮振動。質(zhì)譜譜圖如圖6所示,相對分子質(zhì)量為147,m/z148為[M+H+]峰,極易失去1個乙基產(chǎn)生相對分子質(zhì)量為120的碎片,m/z295為[2M+H+]峰,m/z442為[3M+H+]峰。4n3-溴吡啶n異丙基氯化鎂n3-溴吡啶nnnnnnnnnnnnnnnnnnnn-nn-2-甲基甲基硼烷的合成以3-溴吡啶和二乙基甲氧基硼烷作為原料,合成二乙基(3-吡啶基)硼烷的最適宜條件為:反應(yīng)溫度0~5℃,反應(yīng)時間6h,二乙基甲氧基硼烷滴加時