2-萘硼酸的中间试验研究

2-萘硼酸是有机硼酸中一个重要的中间体。以2-溴萘为原料,使用格氏试剂法合成2-萘硼酸。考察了中试规模物料配比,格氏试剂反应条件及亲核反应的反应条件,优化并确定了反应条件。优化的反应条件如下,2-溴萘∶镁屑∶硼酸三甲酯=1∶1.05∶1.5,格氏试剂反应温度60℃,硼酸反应温度为（-25±2）℃,格氏试剂反应时间3h,硼酸反应时间为3h,产品收率72.4%。该反应避免了昂贵易燃的丁基锂,使生产成本大为降低。     

9-菲硼酸的合成研究

以9-溴菲为原料,采用格氏试剂法合成了9-菲硼酸。考察了亲核取代温度、反应原料配比以及反应时间等主要反应条件对合成反应收率的影响。采用高效液相色谱(HPLC)、傅立叶变换红外光谱(FTIR)、核磁(1HNMR)等方法对产品的结构和纯度进行了表征与分析。结果表明:合成9-菲硼酸的最佳工艺条件为:亲核取代温度为-40℃、反应物的摩尔配比为n(Mg):n(C14H9Br):n(B(OCH3)3)=1.1:1:1.5、9-溴菲的质量(g)与溶剂四氢呋喃(THF)的体积(mL)之比为1:7.5、亲核反应时间为3h。9-菲硼酸的收率最高可达71.24%,纯度可达99%。     

对溴苯硼酸的合成与表征

以对溴苯胺为原料,经重氮化、碘代反应制备了对溴碘苯,再与以2-溴丙烷为原料制备的异丙基溴化镁进行碘-镁交换反应,生成对溴苯基溴化镁,然后在低温下与硼酸三甲酯反应水解制得对溴苯硼酸。通过熔点、红外、核磁等分析手段对产物进行了表征。优化了对溴碘苯、异丙基溴化镁、对溴苯基溴化镁和对溴苯硼酸等过程的合成条件,得到了最适宜的反应条件:对溴碘苯合成中,重氮化反应硫酸质量分数为20%,碘代溶剂为氯仿,反应温度为-10℃;异丙基溴化镁合成中,反应时间为2h,反应温度为50℃;异丙基溴化镁与对溴碘苯交换反应中,两者的物质的量比为2∶1,交换温度为-10℃;对溴苯硼酸合成中,硼酸三甲酯与对溴碘苯的原料物质的量配比为3∶1,亲核取代温度为-40℃,反应时间为2h,产品收率可达69.8%,HPLC纯度达99.7%。与传统的合成工艺相比,该路线大大提高了产品的纯度和收率,更适用于工业化生产。     

对氟苯硼酸的合成与表征

采用格氏试剂法合成了对氟苯硼酸,通过红外、核磁等分析手段对产物进行了表征,并运用正交设计试验对影响其收率的诸因素进行分析,影响最大的为原料配比,其次是反应温度,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%。     

对叔丁基苯硼酸合成产率影响因素之灰色关联度分析

应用灰色关联度分析法对影响对叔丁基苯硼酸(4-tert-Butylphenylboronic acid)产率的因素进行了关联度分析.分析结果表明:影响对叔丁基苯硼酸产率的因素的影响程度大小顺序为:反应温度＞反应时间＞反应物的物质的量比,从而确定优化合成条件:亲核取代温度-20 ℃,n(硼酸三甲酯):n(对溴叔丁基苯)=1.4∶1,反应时间为160 min.     

3-氟-4-氯苯硼酸的合成工艺优化

以2-氯-5-溴苯胺为起始原料,经重氮化反应得到2-氯-5-溴氟苯,再与乙基溴化镁进行格式交换后与硼酸三甲酯作用,水解得到3-氟-4-氯苯硼酸。实验过程中将格式试剂法、三丁基锂法与格氏试剂交换法作对比,并对格氏试剂交换法的过程条件如硼化试剂、反应温度、反应原料配比进行了优化,在最优条件下总收率约60%,纯度99%。此过程采用的是较温和的格氏试剂交换法,无需用到超低温等较苛刻的条件,适于工业放大生产。     

丙烯酸五溴苄酯的合成研究

以五溴甲苯、液溴和丙烯酸钠为原材料,采用一锅法合成反应型阻燃剂丙烯酸五溴苄酯。考察了原材料配比、反应温度和反应时间对丙烯酸五溴苄酯产率的影响,确定了最佳合成条件:五溴甲苯、液溴和丙烯酸钠的物质的量比为1∶1.3∶1.1,自由基取代反应的温度为80℃,亲核取代反应的温度为100℃,自由基取代反应的时间为2.5 h,亲核取代反应的时间为4 h。运用红外光谱和核磁共振氢谱对合成产物进行了结构表征,结果表明,合成产物即为目标产物丙烯酸五溴苄酯。与传统合成方法相比,一锅法工艺简单,成本低,易于工业化。     

邻溴苯硼酸的合成研究

以邻溴苯胺为原料通过重氮化,碘代反应合成了邻溴碘苯,收率83%（HPLC纯度99.5%）;然后再与异丙基溴化镁反应生成邻溴苯基溴化镁,再与硼酸三甲酯进行亲核取代、水解生成邻溴苯硼酸,收率59.3%（HPLC纯度99.6%）。     

RDEA3170合成工艺优化

以1,4-二溴萘为起始原料,经溴-镁交换、羧基化、酰胺化和脱水反应,优化了4-溴-1-萘甲腈(Ⅳ)合成方法。通过连续反应法,以Pd(PPh3)2Cl2催化实现了4-溴-1-萘甲腈的Miyaura硼烷基化及其产物(4-氰基萘-1-基)硼酸频那醇酯(Ⅴ)与2-((3-溴吡啶-4-基)硫)-2-甲基丙酸乙酯(Ⅰ)的Suzuki偶联,得到2-((3-(4-氰基萘-1-基)吡啶-4-基)硫)-2-甲基丙酸乙酯(Ⅵ)。连续反应的最佳工艺条件为:n(联硼酸频那醇酯)∶n(Ⅳ)∶n(Ⅰ)∶n[Pd(PPh3)2Cl2]∶n(KOAc)∶n(K2CO3)=1.1∶1∶1∶0.06∶3∶3;KOAc和K2CO3分别作为Miyaura硼烷基化和Suzuki偶联反应的碱依次加入,相应的反应温度分别为80和110℃,反应时间分别为2和12 h。化合物Ⅵ水解得到产品RDEA3170[2-((3-(4-氰基萘-1-基)吡啶-4-基)硫)-2-甲基丙酸],其结构经1HNMR和13CNMR表征。该合成工艺RDEA3170的总收率达到42%,适合工业化生产。     

9,10-二(β-萘基)蒽-2-硼酸的合成研究

以2-溴-9,10-二(β-萘基)蒽为原料,在低温条件下得到9,10-二(β-萘基)蒽-2-硼酸,并通过核磁共振、红外光谱分析、元素分析、质谱分析对其结构进行了确认和表征。并探讨了不同反应条件对收率的影响,确定了反应的最佳条件为:在-78℃下,以叔丁基锂作为锂试剂,以物质的量比为n(卤代芳烃)∶n(锂试剂)∶n(硼酸酯)=1∶5∶6,分别滴加叔丁基锂、硼酸三异丙酯,收率可达76.80%。     

3-苯甲酰亚胺-1-叔丁氧羰基哌啶-4-酮合成

以3-溴-4-氧代哌啶-1-羧酸叔丁酯和邻苯二甲酰亚胺化钾为原料,经过亲核取代反应合成得到目标化合物3-苯甲酰亚胺-1-叔丁氧羰基哌啶-4-酮,其结构经过1H NMR和ESI-MS进行确证。并进一步对产物收率的影响因素进行了考察,确定了最佳反应条件为:物料比n(化合物3)∶n(化合物2)=1.1∶1;反应温度100℃;反应时间9 h。在最佳反应条件下,目标产物收率为76.8%。     

烯烃复分解合成3-环戊烯-1,1-二甲醇的研究

以丙二酸二乙酯和3-氯丙烯为原料,经过亲核取代、烯烃复分解、酯还原三步反应合成了目标产物3-环戊烯-1,1-二甲醇。目标产物及中间体结构经~1HNMR、~(13)CNMR和ESI-MS确证。对关键步骤(烯烃复分解反应)的反应条件进行了考察,确定的最佳反应条件为:n(2,2-二烯丙基丙二酸二乙酯)∶n(Grubbs三代催化剂)=1∶0.03,反应溶剂为二氯甲烷,反应温度为25℃,反应时间为1.5h。     

基于NBS反应高效合成二苄基叠氮化合物

以4,4'-二甲基联苯为原料,通过NBS反应制得4,4'-二溴甲基联苯(2),再通过与叠氮化钠的亲核取代反应,合成4,4'-联苯二苄叠氮(3),通过反应条件的优化确定了合成4,4'-联苯二苄叠氮(3)最优条件为n(2):n(NaN3)=1:2.2,温度70℃,反应时间12 h.在上述条件下,产率达94.6％.通过与4,4'-二氯甲基联苯的比较,验证苄基溴比苄基氯更易与叠氮化钠进行亲核取代反应.产物结构经1H NMR、13C NMR、IR和元素分析表征确证.     

2,5-二溴甲基对苯二甲腈的合成

以对二甲苯为原料,分别通过芳环上的溴代、亲核取代及α-位溴代3步反应,合成了2,5-二溴甲基对苯二甲腈。以碘作催化剂,对二甲苯与液溴在二氯甲烷中于12℃严格避光条件下搅拌反应18 h,得到2,5-二溴对二甲苯;2,5-二溴对二甲苯与氰化亚铜在DMF中加热回流48 h得到2,5-二甲基对苯二甲腈;2,5-二甲基对苯二甲腈与N-溴代丁二酰亚胺(NBS)在四氯化碳中被偶氮二异丁腈催化反应16 h得到2,5-二溴甲基对苯二甲腈,各步收率分别为96.3%、87.5%、31.4%。借助正交实验优化了各步的反应条件:溴代n(B r2)∶n(p-xylene)=2.2∶1,c(p-xylene)=3.2 mol/L,反应温度12℃,反应时间18 h;亲核取代n(CuCN)∶n(2,5-二溴对二甲苯)=2.5∶1,c(2,5-二溴对二甲苯)=0.2 mol/L,反应温度155℃,反应时间48 h;α-位溴代n(NBS)∶n(2,5-二氰基对二甲苯)=2.1∶1,c(2,5-二氰基对二甲苯)=0.1 mol/L,反应温度80℃,反应时间16 h。并对各步产品进行了质谱和核磁共振氢谱表征。     

无卤阻燃剂1,2-亚乙基双膦酸四甲酯的合成

以亚磷酸三甲酯和1,2-二溴乙烷为原料,在催化剂(CH3)4NI的作用下合成了一种无卤环保型阻燃剂1,2-亚乙基双膦酸四甲酯。当反应温度为160℃,反应时间4.0 h,n(亚磷酸三甲酯)∶n(1,2-二溴乙烷)=3.0∶1.0,催化剂用量为原料质量的0.5%时,该产品产率可达90.9%。用高分辨质谱仪、红外光谱仪及核磁共振波谱仪对产品结构进行了表征,并对该反应条件进行了探讨。     

3-溴-9-(2-萘基)-9H-咔唑的合成

以咔唑为原料,通过乌尔曼反应合成了N-(2-萘基)咔唑,然后经溴化反应,合成空穴传输材料中间体3-溴-9-(2-萘基)-9H-咔唑,并对溴化条件进行了初步探索。结果表明,溴化的最佳反应条件为:25℃,24 h,n[N-(2-萘基)咔唑]∶n(四丁基三溴化铵)=1∶1.05,二氯乙烷100 mL。其结构经元素分析、1HNMR和MS确认。     

二乙基甲氧基硼烷的工业合成

以溴乙烷和镁粉为原料制备格式试剂,与硼酸三甲酯发生亲核取代反应,经甲醇后处理得到二乙基甲氧基硼烷。通过多次中试实验,获得了各步反应的最佳工艺参数。     

N-(叔丁基二甲基硅基)-吲哚-4-硼酸的合成研究

以4-溴吲哚为起始原料,经氨基保护、硼酸化两步反应成功制得N-(叔丁基二甲基硅基)-吲哚-4-硼酸。其结构经核磁共振氢谱和质谱确证。采用L9(34)正交实验法对合成工艺进行探讨,获得最优工艺参数。中间体N-(叔丁基二甲基硅基)-4-溴吲哚(化合物3)的最优合成条件为:反应温度30～40℃,n4-溴吲哚∶n氢化钠∶nTBDMSCl=1∶1. 3∶1. 4; N-(叔丁基二甲基硅基)-吲哚-4-硼酸的最优合成条件为:析晶溶剂1. 0 L,反应时间6 h,n化合物3∶n硼酸三丁酯=1∶1. 3。反应总收率60. 7%。中试干燥极限条件为目标产品湿品在45～55℃下干燥8～10 h。该合成方法条件温和、后处理简单,适于工业化生产。     

合成型制动液的研究

以羟烷基胺和聚乙二醇分别与硼酸反应,合成二种硼酸酯,羟烷基胺硼酸酯最佳合成工艺条件为n(羟烷基胺):n(硼酸)=3∶1,反应温度为120～130℃,反应时间为2h。聚乙二醇醚硼酸酯最佳合成工艺条件为n(聚乙二醇醚):n(硼酸)=3∶1,反应温度为140±20℃,时间为4h。以二种硼酸酯和多乙二醇醚为主体材料,制备高级制动液,其平衡回流沸点为252℃,-40℃运动粘度为1125mm2 s,其余指标也完全达到国标GB10830—1998中JG4标准。     

5-氟-2-甲氧基苯硼酸的合成

以对氟苯酚为原料,经甲基化、溴化和格氏反应3步合成标题化合物,含量99.073%(HPLC),总收率约57%,产物结构通过1HNMR和IR验证。其中溴化反应的最佳条件为n(对氟苯甲醚)∶n(水)=1∶55,n(对氟苯甲醚)∶n(溴素)=1∶1.30,反应温度为25℃;格氏反应的最佳反应条件为n(2-溴-4-氟苯甲醚)∶n(镁)∶n(硼酸三丁酯)=1.0∶1.1∶1.6,其中酯化一步的温度控制在-10℃左右,滴加格氏试剂的速率控制在400 mL/h左右。该法具有反应条件温和、生产成本低和有利于工业化生产等特点。