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一种基于三茂稀土金属配合物制备硼酸酯的方法   0    0

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专利申请流程有哪些步骤?
专利申请流程图
申请
申请号:指国家知识产权局受理一件专利申请时给予该专利申请的一个标示号码。唯一性原则。
申请日:提出专利申请之日。
2017-03-17
申请公布
申请公布指发明专利申请经初步审查合格后,自申请日(或优先权日)起18个月期满时的公布或根据申请人的请求提前进行的公布。
申请公布号:专利申请过程中,在尚未取得专利授权之前,国家专利局《专利公报》公开专利时的编号。
申请公布日:申请公开的日期,即在专利公报上予以公开的日期。
2017-07-18
授权
授权指对发明专利申请经实质审查没有发现驳回理由,授予发明专利权;或对实用新型或外观设计专利申请经初步审查没有发现驳回理由,授予实用新型专利权或外观设计专利权。
2018-12-21
预估到期
发明专利权的期限为二十年,实用新型专利权期限为十年,外观设计专利权期限为十五年,均自申请日起计算。专利届满后法律终止保护。
2037-03-17
基本信息
有效性 有效专利 专利类型 发明专利
申请号 CN201710162142.1 申请日 2017-03-17
公开/公告号 CN106883255B 公开/公告日 2018-12-21
授权日 2018-12-21 预估到期日 2037-03-17
申请年 2017年 公开/公告年 2018年
缴费截止日
分类号 C07F5/04B01J31/22 主分类号 C07F5/04
是否联合申请 独立申请 文献类型号 B
独权数量 1 从权数量 5
权利要求数量 6 非专利引证数量 1
引用专利数量 3 被引证专利数量 0
非专利引证 1、权利要求1-10,实施例. Ulrich Baisch et al..Synthesis,Structure, and Dynamics of Tris(ƞ5-cyclopentadienyl)lanthanides and Bis(ƞ5-cyclopentadienyl)[bis(trimethylsilyl)amido]cerium(III),《.Organometallics》.2006,第25卷page: 3027-3033.;
引用专利 CN106188118A、CN106040304A、CN106046036A 被引证专利
专利权维持 5 专利申请国编码 CN
专利事件 事务标签 公开、实质审查、授权
申请人信息
申请人 第一申请人
专利权人 苏州大学 当前专利权人 苏州大学
发明人 薛明强、颜丹丹、陈素芳、沈琪 第一发明人 薛明强
地址 江苏省苏州市苏州工业园区仁爱路199号 邮编 215123
申请人数量 1 发明人数量 4
申请人所在省 江苏省 申请人所在市 江苏省苏州市
代理人信息
代理机构
专利代理机构是经省专利管理局审核,国家知识产权局批准设立,可以接受委托人的委托,在委托权限范围内以委托人的名义办理专利申请或其他专利事务的服务机构。
苏州创元专利商标事务所有限公司 代理人
专利代理师是代理他人进行专利申请和办理其他专利事务,取得一定资格的人。
陶海锋、孙周强
摘要
本发明公开了一种基于三茂稀土金属配合物制备硼酸酯的方法,包括以下步骤,将催化剂、硼烷与醛搅拌混合均匀,反应制备硼酸酯;所述催化剂为三茂稀土金属配合物;三茂稀土金属配合物的分子式可表示为:Ln(Cp)3,Ln表示稀土金属,选自镧系元素的一种。该制备方法具有更高的催化活性,同时反应条件温和,产物后处理容易,反应时间短,催化剂用量低,并有很好的底物适用范围,而且可以进行工业化生产。
  • 摘要附图
    一种基于三茂稀土金属配合物制备硼酸酯的方法
  • 说明书附图:[0007]
    一种基于三茂稀土金属配合物制备硼酸酯的方法
  • 说明书附图:[0008]
    一种基于三茂稀土金属配合物制备硼酸酯的方法
  • 说明书附图:[0013]
    一种基于三茂稀土金属配合物制备硼酸酯的方法
  • 说明书附图:[0015]
    一种基于三茂稀土金属配合物制备硼酸酯的方法
  • 说明书附图:[0020]
    一种基于三茂稀土金属配合物制备硼酸酯的方法
法律状态
序号 法律状态公告日 法律状态 法律状态信息
1 2018-12-21 授权
2 2017-07-18 实质审查的生效 IPC(主分类): C07F 5/04 专利申请号: 201710162142.1 申请日: 2017.03.17
3 2017-06-23 公开
权利要求
权利要求书是申请文件最核心的部分,是申请人向国家申请保护他的发明创造及划定保护范围的文件。
1.一种基于三茂稀土金属配合物制备硼酸酯的方法,其特征在于,包括以下步骤,将催化剂、硼烷与醛搅拌混合均匀,反应制备硼酸酯;所述催化剂为三茂稀土金属配合物;所述三茂稀土金属配合物的化学结构式如下:
Ln表示稀土金属,选自镧系元素中的镧、钇、钕、镱、钐中的一种。

2.根据权利要求1所述基于三茂稀土金属配合物制备硼酸酯的方法,其特征在于,所述硼烷为频哪醇硼烷;所述醛的化学结构式为 、 、 、
,其中R选自:氢、卤素、甲基或者甲氧基。

3.根据权利要求1所述基于三茂稀土金属配合物制备硼酸酯的方法,其特征在于,所述三茂稀土金属配合物的用量为醛的摩尔量的0.01~1%;所述硼烷的用量和醛的摩尔比为1~1.2∶1。

4.根据权利要求1所述基于三茂稀土金属配合物制备硼酸酯的方法,其特征在于,所述反应在有机溶剂中进行;所述反应时间为30min~1h;反应温度为室温。

5.根据权利要求1所述基于三茂稀土金属配合物制备硼酸酯的方法,其特征在于,反应结束后,反应液减压除去溶剂,剩余液加入正己烷,得到不同取代硼酸酯。

6.一种硼烷与醛反应的方法,其特征在于,包括以下步骤,在催化剂存在下,将硼烷与醛搅拌混合均匀,室温反应30min~1h,完成硼烷与醛的反应;所述催化剂为三茂稀土金属配合物;所述三茂稀土金属配合物的化学结构式如下:
Ln表示稀土金属,选自镧系元素中的镧、钇、钕、镱、钐中的一种。
说明书

技术领域

[0001] 本发明属于有机合成领域,具体涉及一种基于三茂稀土金属配合物制备硼酸酯的方法。

背景技术

[0002] 硼酸酯类化合物的应用范围十分广泛,不但可以作为聚合物添加剂、汽油添加剂、灭菌剂、阻燃剂使用,而且可以用作润滑油添加剂和汽车制动液。同时,硼酸或硼酸酯可以转化成其他多种官能团,它是有机合成中一种重要的试剂,作为手性药物的研究也正逐步深入中,现在已使用手性硼酸作为药物结构单元合成了硼替佐米,它是第一个批准的治疗多发性骨髓癌和淋巴癌的蛋白酶抑制剂药物,所以手性硼酸或硼酸酯的应用前景非常广大。利用羰基化合物和硼烷的加成反应是合成含有不同取代基的硼酸酯最直接、最原子经济的方法。但研究表明在没有催化剂的情况下,一些硼烷(如频哪醇硼烷)就很难发生硼氢化反应,可能是这类硼烷的路易斯酸性太低导致。现有的催化体系中,催化剂用量较大,反应时间偏长,底物普适性较低。
[0003] 稀土离子所形成的配合物具有独特的生理化学性质以及在一定条件下较为显著的磁学性质。重要的是,稀土配合物的稳定性随半径的变化而无规律变化,并且影响配合物稳定性的因素除离子半径外,配合物中金属配位数的改变,配体的位阻效应,水合程度以及价键成分对配合物稳定性也产生重要的影响。因此研究者都通过稀土离子与不同配体的相互作用,很大程度上改变、修饰和增强其特性。比如在铕配合物掺杂在导电聚合物 CN-PPP 中,对称和不对称菲的β-二酮铕配合物的能量传递效率仅为0.053%,远低于对称联苯的β-二酮铕配合物的1.1%。

发明内容

[0004] 本发明的发明目的是提供一种基于三茂稀土金属配合物制备硼酸酯的方法,通过三茂稀土金属配合物的应用,催化醛类化合物和频哪醇硼烷制备硼酸酯,该制备方法具有更高的催化活性,同时反应条件温和,产物后处理容易,反应时间短,催化剂用量低,并有很好的底物适用范围,而且可以进行工业化生产。
[0005] 为达到上述目的,本发明采用的技术方案是:一种基于三茂稀土金属配合物制备硼酸酯的方法,包括以下步骤,将催化剂、硼烷与醛搅拌混合均匀,反应制备硼酸酯;所述催化剂为三茂稀土金属配合物;所述三茂稀土金属配合物的化学结构式如下:
[0006] 。
[0007] 上述技术方案中,所述硼烷为频哪醇硼烷;所述醛的化学结构式为 、、 、 ,其中R选自:氢、卤素、甲基或者甲氧基。
[0008] 上述技术方案中,所述三茂稀土金属配合物的用量为醛的摩尔量的0.01~1%;所述硼烷的用量和醛的摩尔比为1~1.2∶1;反应时间为30min~1h;反应温度为室温。
[0009] 上述技术方案中,所述反应在有机溶剂中进行,优选在四氢呋喃中进行。
[0010] 上述技术方案中,反应结束后,反应液减压除去溶剂,剩余液加入正己烷,得到不同取代硼酸酯。
[0011] 本发明还公开了三茂稀土金属配合物作为催化剂在催化醛和频哪醇硼烷合成反应中的应用;所述三茂稀土金属配合物的化学结构式如下:
[0012]
[0013] 上述三茂稀土金属配合物的分子式可表示为:Ln(Cp)3,Ln表示稀土金属,选自镧系元素中的镧、钇、钕、镱、钐中的一种。
[0014] 上述技术方案中,所述硼烷为频哪醇硼烷;所述醛的化学结构式为 、、 、 ,其中R选自:氢、卤素、甲基或者甲氧基。
[0015] 上述技术方案中,所述三茂稀土金属配合物的用量为醛的摩尔量的0.01~1%;所述硼烷的用量和醛的摩尔比为1~1.2∶1;反应时间为30min~1h。
[0016] 上述三茂稀土金属配合物可以催化醛与频哪醇硼烷的硼氢化还原反应制备硼酸酯,因此本发明请求保护上述三茂稀土金属配合物作为催化剂在合成硼酸酯中的应用。
[0017] 上述技术方案中,所述的反应温度为室温。
[0018] 上述技术方案可表示如下:
[0019]
[0020] R1为根据上文获得的取代基。
[0021] 由于上述技术方案运用,本发明与现有技术相比具有下列优点:
[0022] 1.本发明公开的三茂镧配合物催化剂用量仅需醛摩尔量的0.01 1%;反应速度很~快,反应温度为室温,反应30分钟就能达到95%以上的收率;使用三茂镧催化剂催化该反应,既降低了催化剂用量,又提高了产率,所需反应时间短,反应条件温和,而且产物易处理,高度符合原子经济合成和绿色化学反应的要求;
[0023] 2.本发明首次以三茂稀土金属配合物催化醛的硼氢化反应,催化剂的结构简单,容易制备,能高效的催化此类反应;
[0024] 3.本发明公开的三茂稀土金属配合物对底物的适用范围宽,适用于不同空间位阻、不同电子效应的醛,并且反应过程简单可控,收率高,产物后处理容易,适合工业化生产,为硼酸酯的工业化合成提供了更多选择。

实施方案

[0025] 实施例一:Y(Cp)3催化苯甲醛和频哪醇硼烷合成硼酸酯
[0026] 在惰性气体氛围下,向经过脱水脱氧处理后的反应瓶中加入催化剂的Y(Cp)3(1mol%)四氢呋喃溶液,然后用移液枪加入频哪醇硼烷(145.1 μL, 1 mmol),再用移液枪加1
入苯甲醛(101.1μL, 1 mmol),在室温反应30min后,加入CDCl3配成溶液。经计算H谱产率为
98%。产物的核磁数据:1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 7.37 – 7.31 (m, 4H), 7.27 (dt, J = 6.1, 3.3 Hz, 1H), 4.94 (s, 2H), 1.27 (s, 12H)。
[0027] 实施例二:Y(Cp)3催化苯甲醛和频哪醇硼烷合成硼酸酯
[0028] 在惰性气体氛围下,向经过脱水脱氧处理后的反应瓶中加入催化剂的Y(Cp)3(0.2mol%)四氢呋喃溶液,然后用移液枪加入频哪醇硼烷(145.1 μL, 1 mmol),再用移液枪加入苯甲醛(101.1μL, 1 mmol),在室温反应30min后,加入CDCl3配成溶液。经计算1H谱产率为97%,产物的核磁数据同实施例一。
[0029] 实施例三:Y(Cp)3催化苯甲醛和频哪醇硼烷合成硼酸酯
[0030] 在惰性气体氛围下,向经过脱水脱氧处理后的反应瓶中加入催化剂的Y(Cp)3(0.1mol%)四氢呋喃溶液,然后用移液枪加入频哪醇硼烷(145.1 μL, 1 mmol),再用移液枪加入苯甲醛(101.1μL, 1 mmol),在室温反应30min后,加入CDCl3配成溶液。经计算1H谱产率为96%。产物的核磁数据同实施例一。
[0031] 实施例四:Y(Cp)3催化苯甲醛和频哪醇硼烷合成硼酸酯
[0032] 在惰性气体氛围下,向经过脱水脱氧处理后的反应瓶中加入催化剂的Y(Cp)3(1mol%)四氢呋喃溶液,然后用移液枪加入频哪醇硼烷(145.1 μL, 1 mmol),再用移液枪加入苯甲醛(101.1μL, 1 mmol),在室温反应1h后,加入CDCl3配成溶液。经计算1H谱产率为99%。产物的核磁数据同实施例一。
[0033] 利用Nd、Sm、Yb替代Y,收率分别为大于99%、99%、99%。
[0034] 实施例五:La(Cp)3催化苯甲醛和频哪醇硼烷合成硼酸酯
[0035] 在惰性气体氛围下,向经过脱水脱氧处理后的反应瓶中加入催化剂La(Cp)3 3.7mg,加入四氢呋喃2 ml,然后用移液枪取22 μL(0.01mol%)加入另一反应瓶中,再用移液枪加入频哪醇硼烷(174 μL, 1.2 mmol),再用移液枪加入苯甲醛(101.6 μL, 1mmol),在室温反应1h后,用滴管吸取一滴于核磁管中,加入CDCl3配成溶液。经计算1H谱产率为100%。产物的核磁数据同实施例一。
[0036] 实施例六:La(Cp)3催化苯甲醛和频哪醇硼烷合成硼酸酯
[0037] 在惰性气体氛围下,向经过脱水脱氧处理后的反应瓶中加入催化剂La(Cp)3 3.7mg,加入四氢呋喃2 ml,然后用移液枪取22 μL(0.01mol%)加入另一反应瓶中,再用移液枪加入频哪醇硼烷(174 μL, 1.2 mmol),再用移液枪加入苯甲醛(101.6 μL, 1mmol),在室
1
温反应30min后,用滴管吸取一滴于核磁管中,加入CDCl3配成溶液。经计算H谱产率大于
99%。产物的核磁数据同实施例一。
[0038] 实施例七:La(Cp)3催化苯甲醛和频哪醇硼烷合成硼酸酯
[0039] 在惰性气体氛围下,向经过脱水脱氧处理后的反应瓶中加入催化剂La(Cp)3 5mg,加入四氢呋喃3 ml,然后用移液枪取24.4 μL(0.01mol%)加入另一反应瓶中,再用移液枪加入频哪醇硼烷(145.1 μL, 1 mmol),再用移液枪加入苯甲醛(101.6 μL, 1mmol),在室温反应30min后,用滴管吸取一滴于核磁管中,加入CDCl3配成溶液。经计算1H谱产率大于99%。产物的核磁数据同实施例一。
[0040] 实施例八:La(Cp)3催化对甲基苯甲醛和频哪醇硼烷合成硼酸酯
[0041] 在惰性气体氛围下,向经过脱水脱氧处理后的反应瓶中加入催化剂La(Cp)3 3.7mg,加入四氢呋喃2 ml,然后用移液枪取22 μL(0.01mol%)加入另一反应瓶中,再用移液枪加入频哪醇硼烷(174 μL, 1.2 mmol),再用移液枪加入对甲基苯甲醛(117.9 μL, 
1mmol),在室温反应1h后,用滴管吸取一滴于核磁管中,加入CDCl3配成溶液。经计算1H谱产率为100%。产物的核磁数据:1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 7.37 – 7.31 (m, 4H), 7.27 (dt, J = 6.1, 3.3 Hz, 1H), 4.94 (s, 2H), 1.27 (s, 12H)。
[0042] 实施例九:La(Cp)3催化邻甲基苯甲醛和频哪醇硼烷合成硼酸酯
[0043] 在惰性气体氛围下,向经过脱水脱氧处理后的反应瓶中加入催化剂La(Cp)3 3.7mg,加入四氢呋喃2 ml,然后用移液枪取22 μL(0.01mol%)加入另一反应瓶中,再用移液枪加入频哪醇硼烷(174 μL, 1.2 mmol),再用移液枪加入邻甲基苯甲醛(115.6 μL, 
1mmol),在室温反应1h后,用滴管吸取一滴于核磁管中,加入CDCl3配成溶液。经计算1H谱产率为100%。产物的核磁数据:1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 7.37 – 7.31 (m, 4H), 7.27 (dt, J = 6.1, 3.3 Hz, 1H), 4.94 (s, 2H), 1.27 (s, 12H)。
[0044] 实施例十:La(Cp)3催化2,4,6-三甲基苯甲醛和频哪醇硼烷合成硼酸酯[0045] 在惰性气体氛围下,向经过脱水脱氧处理后的反应瓶中加入催化剂La(Cp)3 3.7mg,加入四氢呋喃2 ml,然后用移液枪取22 μL(0.01mol%)加入另一反应瓶中,再用移液枪加入频哪醇硼烷(174 μL, 1.2 mmol),再用移液枪加入2,4,6-三甲基苯甲醛(147.5 μL, 
1mmol),在室温反应1h后,用滴管吸取一滴于核磁管中,加入CDCl3配成溶液。经计算1H谱产率为100%。产物的核磁数据:1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 7.37 – 7.31 (m, 4H), 7.27 (dt, J = 6.1, 3.3 Hz, 1H), 4.94 (s, 2H), 1.27 (s, 12H)。
[0046] 实施例十一:La(Cp)3催化邻甲氧基苯甲醛和频哪醇硼烷合成硼酸酯[0047] 在惰性气体氛围下,向经过脱水脱氧处理后的反应瓶中加入催化剂La(Cp)3 3.7mg,加入四氢呋喃2 ml,然后用移液枪取22 μL(0.01mol%)加入另一反应瓶中,再用移液枪加入频哪醇硼烷(174 μL, 1.2 mmol),再用移液枪加入邻甲氧基苯甲醛(120.8 μL, 
1mmol),在室温反应1h后,用滴管吸取一滴于核磁管中,加入CDCl3配成溶液。经计算1H谱产率为100%。产物的核磁数据:1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 7.41 (dd, J = 7.5, 0.7 Hz, 
1H), 7.23 (dd, J = 7.8, 1.4 Hz, 1H), 6.95 (t, J = 7.5 Hz, 1H), 6.84 (d, J = 
8.1 Hz, 1H), 4.98 (s, 2H), 3.81 (s, 3H), 1.34 – 1.21 (m, 12H)。
[0048] 实施例十二:La(Cp)3催化对氯苯甲醛和频哪醇硼烷合成硼酸酯
[0049] 在惰性气体氛围下,向经过脱水脱氧处理后的反应瓶中加入催化剂La(Cp)3 3.5mg,加入四氢呋喃3 ml,然后用移液枪取24.4 μL(0.01mol%)加入另一反应瓶中,再用移液枪加入频哪醇硼烷(174 μL, 1.2 mmol),再用移液枪加入对氯苯甲醛(117.5 μL, 
1mmol),在室温反应1h后,用滴管吸取一滴于核磁管中,加入CDCl3配成溶液。经计算1H谱产率为100%。产物的核磁数据:1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 7.36 (s, 1H), 7.26 – 7.18 (m, 3H), 4.89 (s, 2H), 1.27 (s, 12H)。
[0050] 实施例十三:La(Cp)3催化对溴苯甲醛和频哪醇硼烷合成硼酸酯
[0051] 在惰性气体氛围下,向经过脱水脱氧处理后的反应瓶中加入催化剂La(Cp)3 3.5mg,加入四氢呋喃3 ml,然后用移液枪取18.5 μL(0.01mol%)加入另一反应瓶中,再用移液枪加入频哪醇硼烷(132 μL, 0.91 mmol), 再称取对溴苯甲醛(140.3mg, 0.76mmol),在室温反应1h后,用滴管吸取一滴于核磁管中,加入CDCl3配成溶液。经计算1H谱产率为99%。产
1
物的核磁数据: H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 7.36 (s, 1H), 7.26 – 7.18 (m, 3H), 
4.89 (s, 2H), 1.27 (s, 12H)。
[0052] 实施例十四:La(Cp)3催化邻氯苯甲醛和频哪醇硼烷合成硼酸酯
[0053] 在惰性气体氛围下,向经过脱水脱氧处理后的反应瓶中加入催化剂La(Cp)3 3.5mg,加入四氢呋喃3 ml,然后用移液枪取18.5 μL(0.01mol%)加入另一反应瓶中,再用移液枪加入频哪醇硼烷(174 μL, 1.2 mmol), 再称取邻氯苯甲醛(117.5 μL, 1mmol),在室温反应1h后,用滴管吸取一滴于核磁管中,加入CDCl3配成溶液。经计算1H谱产率为100%。
[0054] 实施例十五:La(Cp)3催化异戊醛和频哪醇硼烷合成硼酸酯
[0055] 在惰性气体氛围下,向经过脱水脱氧处理后的反应瓶中加入催化剂La(Cp)3 3.5mg,加入四氢呋喃3 ml,然后用移液枪取18.5 μL(0.01mol%)加入另一反应瓶中,再用移液枪加入频哪醇硼烷(174 μL, 1.2 mmol), 再称取异戊醛(1mmol),在室温反应1h后,用滴管吸取一滴于核磁管中,加入CDCl3配成溶液。经计算1H谱产率大于99%。
[0056] 实施例十六:La(Cp)3催化3-吡啶甲醛和频哪醇硼烷合成硼酸酯
[0057] 在惰性气体氛围下,向经过脱水脱氧处理后的反应瓶中加入催化剂La(Cp)3 3.5mg,加入四氢呋喃3 ml,然后用移液枪取18.5 μL(0.01mol%)加入另一反应瓶中,再用移液枪加入频哪醇硼烷(174 μL, 1.2 mmol), 再称取3-吡啶甲醛(1mmol),在室温反应1h后,用滴管吸取一滴于核磁管中,加入CDCl3配成溶液。经计算1H谱产率大于99%。
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