[发明专利]基于正丁基锂的芳香族羧酸制备醇化合物的方法

说明书

本发明涉及正丁基锂的应用，具体涉及基于正丁基锂的芳香族羧酸制备醇化合物的方法，依次将催化剂、硼烷和羧酸搅拌混合均匀，反应后暴露于空气中终止反应，反应液减压除去溶剂，再加入硅胶甲醇水解得到醇化合物。本发明公开的正丁基锂可以在室温条件下高活性的催化羧酸和硼烷的硼氢化反应，催化剂用量仅为羧酸摩尔量的0.5mol%，与已有的催化体系相比，利用了商业化试剂正丁基锂，反应条件温和，在限定条件下不同取代基的硼酸酯的产率可达90%以上。

技术领域

本发明涉及的商业化试剂正丁基锂的应用，具体涉及正丁基锂催化羧酸与硼烷的合成从而制备醇化合物的应用。

背景技术

醇化合物为常见有机物，用途较多，效果也明确，有各种制备醇化合物的方法，其中有机硼酸酯可看作是正硼酸B(OH)₃中的氢被有机基团取代后的衍生物，它是合成醇化合物的一种有效方法。

现有硼氢化方法都有明显的缺点：LiAlH₄和NaBH₄体系安全风险很大，SmI₂-H₂O-Et₃N体系需要过量很多的试剂，过渡金属配合物体系需要高温及高压下进行并且一方面要利用较难合成的催化剂，成本高；另一方面，催化反应需要60^oC的反应温度以及24小时的反应时间。羧酸和醛酮亲核加成反应活性区别：（1）羧酸的活泼氢易离去，因此它的两个O实际上是等价的，所以从空间结构来看，羧基的位阻较大，并且羧基氢键的存在，使整个羰基的电子云密度较大，亲核试剂进攻活性中心比较难；（2）亲核试剂先进攻羰基碳，这个与碳上的电子云密度有关，密度小的先进攻，比如醛酮比酯、酰胺的电子云密度更小，所以活性高，会优先反应，空间效应大的不易反应；（3）形成过渡态的时候要看离去基团，醛酮的离去基团是烷基及氢，二者都不易离去，所以醛酮只发生加成，不发生消除，不同于羧酸及其衍生物。现有方法一方面要利用较难合成的催化剂，成本高；另一方面，催化反应需要60^oC的反应温度以及24小时的反应时间。

发明内容

本发明的发明目的是提供芳香族羧酸硼氢化反应制备硼酸酯，进而水解制备醇化合物的方法，即以正丁基锂为高效催化剂催化羧酸与硼烷发生硼氢化反应，芳香族羧酸一般都是固体，芳香族羧酸与频哪醇硼烷的反应为非均相反应。

为达到上述发明目的，本发明采用的技术方案是：

基于正丁基锂的芳香族羧酸制备醇化合物的方法，包括以下步骤，在惰性气体氛围下，将硼烷和芳香族羧酸混合，再加入催化剂正丁基锂，然后进行硼氢化反应；硼氢化反应结束后加入硅胶、甲醇，进行水解反应，得到醇化合物。

本发明将制备的硼酸酯水解得到醇化合物，水解的条件为50℃下反应2h；具体为向硼氢化反应后的体系中加入适量硅胶，以甲醇为溶剂，50℃下反应2h，反应结束后，用乙酸乙酯萃取三次，合并有机层，用无水硫酸钠干燥，减压除去溶剂，通过硅胶（100-200目）柱色谱法纯化，用乙酸乙酯/己烷（1：5体积比）混合物作为洗脱剂，得到醇化合物。

本发明中，所述正丁基锂为商业化的正丁基锂试剂。

上述技术方案中，所述硼烷为频哪醇硼烷；所述芳香族羧酸为苯甲酸、4-溴苯甲酸、4-氟苯甲酸、1-萘甲酸、2-甲氧基苯甲酸、邻羧基苯乙酸、3-吲哚乙酸、2-苯基丁酸、2-甲基-5-溴-苯甲酸、4-叔丁基苯甲酸、2-溴苯甲酸、4-碘苯甲酸、3-苯丙酸、二苯基乙酸等。

上述技术方案中，所述芳香族羧酸和硼烷的用量摩尔比为 1:3～1:7。

上述技术方案中，所述硼氢化反应的温度为室温，时间为40～50分钟。

上述技术方案中，正丁基锂的用量为芳香族羧酸摩尔量的0.4%～0.6%。

本发明中，芳香族羧酸与硅胶、甲醇的用量比为1mmoL:2g:6mL。

本发明公开的硼氢化反应的具体步骤为：