製備5-溴-2-氟苯硼酸的方法
2023-06-12 13:43:56
專利名稱：製備5-溴-2-氟苯硼酸的方法
5-溴-2-氟苯硼酸是合成許多非酯擬除蟲菊酯類化合物中的重要的中間體。在美國專利5,068,403和Pesticide Science，28，pp.25-34(1990)中敘述了5-溴-2-氟苯硼酸及其製備方法，這兩篇文獻在此引作參考。這些文獻中揭示了由2，4-二溴氟苯製備5-溴-2-氟苯硼酸。但是2，4-二溴氟苯用於工業上生產5-溴-2-氟苯硼酸是不能完全令人滿意的。
市售的2，4-二溴氟苯是一種含有百分之七十2，4-二溴氟苯和百分之三十3，4-二溴氟苯的混合物。當該混合物用於製備5-溴-2-氟苯硼酸時，基於總用量的產率最多只能達到70％。另外，為了得到高純度的5-溴-2-氟苯硼酸，需要進行耗時的純化步驟，以去除諸如3，4-二溴氟苯等雜質。避免使用2，4-二溴氟苯的方法是對現有技術而言的很大的改進。
因此本發明的一個目的是提供一種製備5-溴-2-氟苯硼酸的方法，其中避免了使用2，4-二溴氟苯。本發明提供的製備5-溴-2-氟苯硼酸的方法，包括在溶劑的存在下用鋰鹼使1-溴-4-氟苯鋰化，生成(5-溴-2-氟苯基)鋰，使(5-溴-2-氟苯基)鋰與三(C1-C6烷基)硼酸酯反應，生成5-溴-2-氟苯硼酸二(C1-C6烷基)酯，使5-溴-2-氟苯硼酸二(C1-C6烷基)酯水解。現已發現本發明的方法比現有技術的方法更有效和高效，並且避免使用只能作為不純的混合物購得的2，4-二溴氟苯。
本發明還提供了用於製備式I的氟烯烴化合物的方法
其中Ar是任選地被1-3個滷素、C1-C4烷基、C1-C4滷代烷基、C1-C4烷氧基或C1-C4滷代烷氧基的任何組合所取代的苯基，或是任選地被1-3個滷素、C1-C4烷基、C1-C4滷代烷基、C1-C4烷氧基或C1-C4滷代烷氧基的任何組合所取代的1-或2-萘基；R是氫，R1是環丙基，或者R和R1各為C1-C4烷基，或者R和R1與所連接的碳原子一起形成環丙基。
氫原子和氟原子對於雙鍵的構型是互為反式的。該方法包括在溶劑的存在下用鋰鹼使1-溴-4-氟苯鋰化，生成(5-溴-2-氟苯基)鋰，使(5-溴-2-氟苯基)鋰與三(C1-C6烷基)硼酸酯反應，生成5-溴-2-氟苯硼酸二(C1-C6烷基)酯，使5-溴-2-氟苯硼酸二(C1-C6烷基)酯水解，生成5-溴-2-氟苯硼酸，使5-溴-2-氟苯硼酸氧化，生成5-溴-2-氟苯酚，使5-溴-2-氟酚與溴苯和諸如氫化鈉等鹼反應，生成5-溴-2-氟苯基醚，使5-溴-2-氟苯基醚與鎂反應，在諸如滷化亞銅、氰化亞銅或Li2CuCl4等過渡金屬催化劑的存在下使得到的化合物反應生成所需的式I氟烯烴。該氟烯烴化合物在殺蟲劑組合物中是有用的。
本發明以下列具體實例進行敘述1.製備5-溴-2-氟苯硼酸的方法，該方法包括使1-溴-4-氟苯鋰化，生成(5-溴-2-氟苯基)鋰；使(5-溴-2-氟苯基)鋰與三(C1-C6烷基)硼酸酯反應，生成5-溴-2-氟苯硼酸二(C1-C6烷基)酯；以及使5-溴-2-氟苯硼酸二(C1-C6烷基)酯水解。
2.在方案1所述的方法中，鋰化步驟是在低於約0℃的溫度下進行的。
3.在方案2所述的方法中，所述溫度低於約-40℃。
4.在方案1所述的方法中，在鋰化步驟中1-溴-4-氟苯與鋰鹼反應。
5.在方案4所述的方法中，鋰鹼是二烷基氨基化鋰或環氨基化鋰。
6.在方案4所述的方法中，在鋰化步驟中1-溴-4-氟苯與鋰鹼在溶劑的存在下反應。
7.在方案6所述的方法中，溶劑是醚。
8.在方案1所述的方法中，硼酸三(C1-C6烷基)酯是硼酸三甲酯。
9.在方案1所述的方法中，5-溴-2-氟苯硼酸二(C1-C6烷基)酯用有機酸或無機酸水解。
10.在方案9所述的方法中，有機酸或無機酸為含水酸。
11.製備5-溴-2-氟苯硼酸的方法，該方法包括在溶劑的存在下用鋰鹼使1-溴-4-氟苯鋰化，生成(5-溴-2-氟苯基)鋰，使(5-溴-2-氟苯基)鋰與三(C1-C6烷基)硼酸酯反應，生成5-溴-2-氟苯硼酸二(C1-C6烷基)酯，以及使5-溴-2-氟苯硼酸二(C1-C6烷基)酯水解。
12.在方案11所述的方法中，用鋰鹼使1-溴-4-氟苯鋰化的步驟是在低於約0℃的溫度下進行的。
13.在方案12所述的方法中，所述溫度低於約-40℃。
14.在方案11所述的方法中，所述鋰鹼是二烷基氨基化鋰或環氨基化鋰。
15.在方案14所述的方法中，所述鋰鹼是二異丙基氨基化鋰。
16.在方案11所述的方法中，所述溶劑是醚。
17.在方案16所述的方法中，所述醚是四氫呋喃。
18.在方案11所述的方法中，硼酸三(C1-C6烷基)酯是硼酸三甲酯。
19.在方案11所述的方法中，5-溴-2-氟苯硼酸二(C1-C6烷基)酯用含水有機酸或含水無機酸水解。
20.製備5-溴-2-氟苯硼酸的方法，該方法包括在醚的存在下用選自二烷基氨基化鋰和環氨基化鋰的鋰鹼使1-溴-4-氟苯鋰化，生成(5-溴-2-氟苯基)鋰，使(5-溴-2-氟苯基)鋰與三(C1-C6烷基)硼酸酯反應，生成5-溴-2-氟苯硼酸二(C1-C6烷基)酯，以及用含水有機酸或無機酸使5-溴-2-氟苯硼酸二(C1-C6烷基)酯水解。
21.製備下式的氟烯烴化合物的方法
其中Ar是任選地被1-3個滷素、C1-C4烷基、C1-C4滷代烷基、C1-C4烷氧基或C1-C4滷代烷氧基的任何組合所取代的苯基，或是任選地被1-3個滷素、C1-C4烷基、C1-C4滷代烷基、C1-C4烷氧基或C1-C4滷代烷氧基的任何組合所取代的1-或2-萘基；R是氫，R1是環丙基，或者R和R1各為C1-C4烷基，或者R和R1與所連接的碳原子一起形成環丙基；以及氫原子和氟原子對於雙鍵的構型是互為反式的。該方法包括在溶劑的存在下用鋰鹼使1-溴-4-氟苯鋰化，生成(5-溴-2-氟苯基)鋰，第一步使(5-溴-2-氟苯基)鋰與三(C1-C6烷基)硼酸酯反應，生成5-溴-2-氟苯硼酸二(C1-C6烷基)酯，使5-溴-2-氟苯硼酸二(C1-C6烷基)酯水解，生成5-溴-2-氟苯硼酸，使5-溴-2-氟苯硼酸氧化，生成5-溴-2-氟苯酚，第二步使5-溴-2-氟苯酚與溴苯和鹼反應，生成5-溴-2-氟苯基醚，第三步使5-溴-2-氟苯基醚與鎂反應，生成相應的溴化鎂，以及第四步在過渡金屬催化劑的存在下使溴化鎂與下式的化合物反應
其中Ar、R和R1的定義同上，Q為OC(O)CH3或Br。
22.在方案21的方法中，在第二步中的鹼為氫化鈉。本方法較好的是包括在溶劑的存在下較好的是在低於約0℃，更好為低於約-40℃的溫度下，用至少約一摩爾當量的鋰鹼使1-溴-4-氟苯鋰化，生成(5-溴-2-氟苯基)鋰，使(5-溴-2-氟苯基)鋰與至少約一摩爾當量的三(C1-C6烷基)硼酸酯反應，生成5-溴-2-氟苯硼酸二(C1-C6烷基)酯，以及用至少約二摩爾當量的含水酸使5-溴-2-氟苯硼酸二(C1-C6烷基)酯水解，生成所需的5-溴-2-氟苯硼酸。反應流程如流程圖I所示。
流程圖I
有利的是本發明的方法由於使用1-溴-4-氟苯，從而克服了與使用不純的2，4-二溴氟苯有關的問題。由於本發明的方法中避免了使用不純的2，4-二溴氟苯，因此與現有技術的方法相比，使5-溴-2-氟苯硼酸的產率更高，且純度更高。
在本發明的方法中適用的鋰鹼包括仲氨基化鋰鹼類，如二烷基氨基化鋰，環氨基化鋰、芳基烷基氨基化鋰和二(烷基甲矽烷基)氨基化鋰和烷基鋰，如正丁基鋰、仲丁基鋰和叔丁基鋰。較好的鋰鹼包括二烷基氨基化鋰，如二異丙基氨基化鋰和異丙基環己基氨基化鋰，環氨基化鋰，如2，2，6，6-四甲基哌啶鋰，芳基烷基氨基化鋰，如苯基甲基氨基化鋰，以及二(烷基甲矽烷基)氨基化鋰，如二(三甲基甲矽烷基)氨基化鋰，更好的是二異丙基氨基化鋰和2，2，6，6-四甲基哌啶鋰。
本發明的方法中適用的溶劑包括不與反應混合物中存在的任何化合物發生不需要的反應的有機溶劑。較好的有機溶劑包括醚類，如四氫呋喃、乙醚、1，2-二甲氧基乙烷及其混合物，其中更好的是四氫呋喃。
較好的三(C1-C6烷基)硼酸酯包括硼酸三甲酯、硼酸三乙酯、硼酸三正丁酯和硼酸三異丙酯，其中更好的是硼酸三甲酯。
5-溴-2-氟苯硼酸二(C1-C6烷基)酯化合物較好的是用含水有機酸(如乙酸、丙酸和丁酸)或含水無機酸(如鹽酸和硫酸)進行水解。
為了易於進一步理解本發明，用下列實施例對本發明的更具體的細節進行說明。本發明的範圍不限於這些實施例，而僅受權利要求書的限定。實施例15-溴-2-氟苯硼酸的製備
在-70℃用1-溴-4-氟苯(33.0ml，0.30mol)處理二異丙基氨基化鋰(165ml2.0M的四氫呋喃溶液，0.33mol)在四氫呋喃(600ml)中的溶液，在-70℃攪拌90分鐘，在-70℃加至硼酸三甲酯(41.0ml，0.36mol)的乙醚(300ml)溶液中。將得到的溶液在-70℃攪拌15分鐘，在90分鐘內加熱至15℃，用乙酸(51.5ml，0.9mol)和水(375ml)處理，在室溫下攪拌30分鐘。分離有機層，用乙醚萃取水相。將有機萃取液與有機層合併，得到的溶液依次用10％鹽酸和鹽水洗滌，用無水硫酸鎂乾燥，真空濃縮，得到灰白色固體狀的標題產物(65g，產率99％)。
有利的是本發明還提供了製備式I的氟烯烴化合物的方法
其中Ar是任選地被1-3個滷素、C1-C4烷基、C1-C4滷代烷基、C1-C4烷氧基或C1-C4滷代烷氧基的任何組合所取代的苯基，或是任選地被1-3個滷素、C1-C4烷基、C1-C4滷代烷基、C1-C4烷氧基或C1-C4滷代烷氧基的任何組合所取代的1-或2-萘基；R是氫，R1是環丙基，或者R和R1各為C1-C4烷基，或者R和R1與所連接的碳原子一起形成環丙基；氫原子和氟原子對於雙鍵的構型是互為反式的。
該方法包括在溶劑的存在下用鋰鹼使1-溴-4-氟苯鋰化，生成(5-溴-2-氟苯基)鋰，使(5-溴-2-氟苯基)鋰與三(C1-C6烷基)硼酸酯反應，生成5-溴-2-氟苯硼酸二(C1-C6烷基)酯，使5-溴-2-氟苯硼酸二(C1-C6烷基)酯水解，生成5-溴-2-氟苯硼酸，使5-溴-2-氟苯硼酸氧化，生成5-溴-2-氟苯酚，使5-溴-2-氟苯酚與溴苯和諸如氫化鈉等鹼反應，生成5-溴-2-氟苯基醚，使5-溴-2-氟苯基醚與鎂反應，生成式II的溴化鎂，在諸如滷化亞銅、氰化亞銅或Li2CuCl4等過渡金屬催化劑的存在下，使式II的溴化鎂與式III的烯烴化合物反應生成所需的式I氟烯烴。該氟烯烴化合物在殺蟲劑組合物中是有用的。
製備氟烯烴化合物的反應流程如流程圖II所示。
流程圖II
流程圖II(續)
流程圖II(續)
權利要求
1.製備5-溴-2-氟苯硼酸的方法，該方法包括使1-溴-4-氟苯鋰化，生成(5-溴-2-氟苯基)鋰；使(5-溴-2-氟苯基)鋰與三(C1-C6烷基)硼酸酯反應，生成5-溴-2-氟苯硼酸二(C1-C6烷基)酯；以及使5-溴-2-氟苯硼酸二(C1-C6烷基)酯水解。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於鋰化步驟是在低於0℃的溫度下進行的。
3.如權利要求1所述的方法，其特徵在於在鋰化步驟中在溶劑的存在下使1-溴-4-氟苯與鋰鹼反應。
4.如權利要求1所述的方法，其特徵在於三(C1-C6烷基)硼酸酯選自硼酸三甲酯、硼酸三乙酯、硼酸三正丁酯和硼酸三異丙酯。
5.如權利要求1所述的方法，其特徵在於溫度低於-40℃。
6.如權利要求3所述的方法，其特徵在於鋰鹼是二烷基氨基化鋰或環氨基化鋰。
7.如權利要求6所述的方法，其特徵在於鋰鹼是二異丙基氨基化鋰。
8.如權利要求3所述的方法，其特徵在於溶劑是醚。
9.如權利要求8所述的方法，其特徵在於醚是四氫呋喃。
10.如權利要求4所述的方法，其特徵在於硼酸三(C1-C6烷基)酯是硼酸三甲酯。
11.如權利要求1所述的方法，其特徵在於5-溴-2-氟苯硼酸二(C1-C6烷基)酯用含水有機酸或含水無機酸水解。
12.如權利要求1所述的方法，其特徵在於在醚的存在下用選自二烷基氨基化鋰和環氨基化鋰的鋰鹼使1-溴-4-氟苯鋰化，生成(5-溴-2-氟苯基)鋰，使(5-溴-2-氟苯基)鋰與三(C1-C6烷基)硼酸酯反應，生成5-溴-2-氟苯硼酸二(C1-C6烷基)酯，以及用含水有機酸或無機酸使5-溴-2-氟苯硼酸二(C1-C6烷基)酯水解。
13.製備下式的氟烯烴化合物的方法
其中Ar是任選地被1-3個滷素、C1-C4烷基、C1-C4滷代烷基、C1-C4烷氧基或C1-C4滷代烷氧基的任何組合所取代的苯基，或是任選地被1-3個滷素、C1-C4烷基、C1-C4滷代烷基、C1-C4烷氧基或C1-C4滷代烷氧基的任何組合所取代的1-或2-萘基；R是氫，R1是環丙基，或者R和R1各為C1-C4烷基，或者R和R1與所連接的碳原子一起形成環丙基；以及氫原子和氟原子對於雙鍵的構型是互為反式的。該方法包括在溶劑的存在下用鋰鹼使1-溴-4-氟苯鋰化，生成(5-溴-2-氟苯基)鋰，第一步使(5-溴-2-氟苯基)鋰與三(C1-C6烷基)硼酸酯反應，生成5-溴-2-氟苯硼酸二(C1-C6烷基)酯，使5-溴-2-氟苯硼酸二(C1-C6烷基)酯水解，生成5-溴-2-氟苯硼酸，使5-溴-2-氟苯硼酸氧化，生成5-溴-2-氟苯酚，第二步使5-溴-2-氟苯酚與溴苯和鹼反應，生成5-溴-2-氟苯基苯醚，第三步使5-溴-2-氟苯基苯醚與鎂反應，生成相應的溴化鎂，以及第四步在過渡金屬催化劑的存在下使溴化鎂與下式的化合物反應
其中Ar、R和R1的定義同上，Q為OC(O)CH3或Br。
14.如權利要求13所述的方法，其特徵在於在第二步中的鹼為氫化鈉。
全文摘要
本發明揭示了製備5-溴-2-氟苯硼酸的方法。5-溴-2-氟苯硼酸是合成非酯擬除蟲菊酯類化合物中的有用的中間體。該化合物可以是，例如，氟烯烴，它是有用的殺蟲劑。
文檔編號C07F5/00GK1168887SQ9711274
公開日1997年12月31日 申請日期1997年6月13日 優先權日1996年6月14日
發明者K·D·巴恩斯 申請人:美國氰胺公司