[发明专利]用于形成硼酸类及其中间体的方法和系统

说明书

优先权要求

本申请要求2011年9月14日提交的美国临时专利申请流水号61/534,768的权益，其公开内容在此通过提及完整并入本文。

发明领域

一般地，各个方面和实施方案涉及形成硼酸类(boronic acids)，其中间体化合物的方法和用于实施该方法的系统。

发明背景

美国专利No.7,314,849和7,300,907分别描述了某些6-(聚-取代的芳基)-4-氨基吡啶甲酸盐(6-(poly-substituted aryl)-4-aminopicolinate)和2-(聚-取代的芳基)-6-氨基-4-嘧啶羧酸化合物及其作为除草剂的用途。2-氟-3-取代-4-氯苯基硼酸及其衍生物是对于制备这些除草剂有用的中间体。

例如，2-氟-3-取代-4-氯苯基硼酸衍生物可以通过用正丁基锂对1-溴-2-氟-3-取代-4-氯苯进行卤素-金属交换，接着用硼酸酯淬灭来制备。如记载于Arndt等的美国专利No.7,611,647的，可以将1-氯-2-取代-3-氟苯选择性去质子化，并且在与氟取代基相邻的位置中官能化。通过惰性有机溶剂中无水条件下使1-氯-2-取代-3-氟苯起始材料与烷基锂化合物接触实现与氟取代基相邻的位置中的选择性去质子化。

用于合成4-氯-2-氟-3-甲氧基苯基硼酸(PBA)及其衍生物的目前方法需要将2-氯-6-氟茴香醚(2,6-CFA)前体冷却至小于约-28℃，且在具体的实施方案中小于约-50℃，并且用丁基锂处理以形成锂代-2,6-CFA(Li-2,6-CFA)中间体。此中间体化合物必须保持于小于约-50℃的温度以防止分解，及小于约-28℃以防止快速分解(消除氟化锂以形成反应性苯炔种类进行)。如此，在分批过程中大规模生产PBA需要冷却大体积的溶液和积累大量反应性中间体Li-2,6-CFA。

发明概述

本公开内容的实施方案包括形成硼酸类，诸如4-氯-2-氟-3-甲氧基苯基硼酸(PBA)及其衍生物的方法。该方法可以包括使1-氯-2-取代-3-氟苯与至少一种烷基锂起反应以形成包含锂化中间体的反应混合物，对所述反应混合物连续添加硼酸酯(borate)以形成另一类硼酸酯(boronate)，并将所述另一类硼酸酯转化成硼酸(boronic acid)。

在别的实施方案中，所述方法可以包括通过使1-氯-2-取代-3-氟苯与至少一种烷基锂起反应连续形成锂化中间体，使锂化中间体与硼酸酯起反应以形成另一类硼酸酯，并将另一类硼酸酯转化成硼酸。

本公开内容的实施方案进一步包括形成中间体化合物的方法。该方法可以包括在第一反应器中使1-氯-2-取代-3-氟苯与至少一种烷基锂起反应以形成包含锂化中间体的反应混合物，将反应混合物转移至第二反应器，并将硼酸酯添加至第二反应器中的反应混合物以形成另一类硼酸酯。

在又一些实施方案中，本公开内容包括用于形成硼酸的系统。该系统包含与1-氯-2-取代-3-氟苯源和烷基锂源可流动地互连的第一反应器，与硼酸酯源可流动地互连的第二反应器，和配置用于将液体从所述第一反应器转移至所述第二反应器的转移管。

前述和其它特征从几个实施方案的以下详细描述看会变得更加显而易见，所述实施方案参考附图进行。

附图简述

图1是使用连续搅拌罐反应器用于形成硼酸类的系统的实施方案的示意图；

图2是氮气中6-氯-2-氟-3-锂代茴香醚溶液的差示扫描量热计(DSC)曲线；

图3是周围空气中6-氯-2-氟-3-锂代茴香醚溶液的DSC曲线；

图4是使用管状反应器用于形成硼酸类的系统的实施方案的示意图；

图5是用原位IR仪收集的在改变温度的情况下的Li-2,6-CFA中间体及其分解产物的相对浓度的图；和

图6是高于-28℃的Li-2,6-CFA分解加速的图。

发明详述

如本文中使用的，术语“烷基锂”指包含锂和烷基基团，诸如甲基、乙基、丙基、丁基或己基的化合物。例如，烷基锂可以是丁基锂，诸如正丁基锂、叔丁基锂或仲丁基锂。