一种高纯度、高收率制备对氯苯硼酸的方法技术

本发明专利技术公开了一种高纯度、高收率制备对氯苯硼酸的方法，包括步骤为：（1）镁屑与1,4‑二氯苯在引发剂的作用下进行格氏反应得到4‑氯苯基氯化镁格氏试剂；（2）将步骤（1）得到的格氏试剂与三烷基硼酸酯深低温反应、酸解，处理得到对氯苯硼酸。通过上述方式，本发明专利技术极大的降低了原料成本和生产成本，反应效果好，增大了硼化反应过程中的转化率，降低了副产物杂质的产生，后处理简便，产品纯度高，降低了环境污染。

Method for preparing chlorobenzene and boric acid with high purity and high yield

The invention discloses a method for preparing high purity and high yield of chlorobenzene boric acid, comprising the following steps: (1) and 1,4 magnesium chips two chlorobenzene by Grignard reaction in the initiator under the action of 4 chloro phenyl magnesium chloride Grignard reagent; (2) the step (1) obtained by Grignard test the reaction agent and three alkyl borate ester deep low temperature acid solution and treatment of chlorobenzene boric acid. By the way, the invention greatly reduces the cost of raw materials and production cost, good reaction effect and increase the conversion of boron during the reaction rate, reducing by-product impurities, postprocessing is simple, high product purity, and reduce environmental pollution.

【技术实现步骤摘要】
一种高纯度、高收率制备对氯苯硼酸的方法
本专利技术涉及药物化学和材料化学领域，具体是涉及一种高纯度、高收率制备对氯苯硼酸的方法。
技术介绍
自1880年芳基硼酸被首次当作有机中间体以来，关于硼酸在各领域的应用和研究便越来越多，各种制备方法被应用于取代苯硼酸的合成，传统的制备方法主要有三种：（1）有机锂试剂法、（2）格氏试剂法和（3）催化硼化法。有机锂试剂法收率高、副产物少，但是这种方法操作安全危险性大、原料价格昂贵，不适合工业化生产。催化硼化法是在发现Suzuki偶联反应之后衍生出来的，对各种基团适应性好，但是原料和贵金属催化剂价格昂贵，加之对高纯度化合物的要求，实现工业转化仍有很多亟待攻克的难题。目前，在工业上格氏试剂法是一种较为常用的方法，但是这种制备工艺中溶剂成本占比过高，约占20-50%。在对氯苯硼酸的生产工艺中，原料常采用溴代芳烃，由于溴的分子量比氯大很多，直接造成成本过高，而且溴代物不仅对环境有较大的污染，同时产生的镁盐固废也较多。所以如何降低溶剂成本、简化工艺过程、提高转化率、减少固体污染物数量一直是工业生产中的一系列技术难题。虽然报道芳基硼酸化合物制备的文献专利较多，但采用1,4-二氯苯为原料制备对氯苯硼酸的文献很少，仅中国专利CN104530106报道：文中提及采用1,4二氯苯为原料，四氢呋喃为溶剂，以碘为引发剂制备格氏试剂，再在-20℃下与硼酸三甲酯反应，制备对氯苯硼酸获得收率86.5%，未经纯化就98.5%的纯度。我们对其实验反复进行了大量的重复性实验，发现其反应很难进行，收率偏低，而且杂质过多，纯度偏低，因为：（1）1,4-二氯苯的活性较低，碘很难引发，需要活性更高的引发剂。（2）硼酸三甲酯的活性是非常高的硼酸酯，在温度略高的反应体系中，很容易与芳基氯化镁产生二取代，甚至三取代产物，从而造成单取代硼酸化合物中掺杂大量，多种杂质在最终产品中，且难以纯化。（3）苯基氯代物的格氏试剂的制备对醚溶剂的含水率要求特别高（含水率一般需要小于100ppm），而THF的溶剂套用就很难达到这个标准或处理繁琐，从而造成工艺生产过程溶剂使用成本过高。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题是提供一种高纯度、高收率制备对氯苯硼酸的方法，解决了现有制备对氯苯硼酸中成本过高、收率低、纯度低、固废多、对环境污染大的技术问题。为解决上述技术问题，本专利技术采用的一个技术方案是：提供一种高纯度、高收率制备对氯苯硼酸的方法，包括步骤为：（1）镁屑与氯代芳烃在引发剂的作用下进行格氏反应得到格氏试剂；（2）将步骤（1）得到的格氏试剂与三烷基硼酸酯深低温反应、酸解，处理得到对氯苯硼酸。在本专利技术一个较佳实施例中，步骤（1）中所述引发剂为对氯苯基溴化镁、对氯苯基氯化镁中的一种或两种。在本专利技术一个较佳实施例中，步骤（1）中所述格氏反应采用的溶剂为乙醚、乙二醇二甲醚、正丁醚、异丙醚、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃中的一种或多种；步骤（1）中所述氯代芳烃为1,4-二氯苯、对氯溴苯中的一种或两种。在本专利技术一个较佳实施例中，步骤（1）中所述格氏反应采用的溶剂为正丁醚；步骤（1）中所述氯代芳烃为1,4-二氯苯。因为1,4-二氯苯的一个氯被格氏化后，另外一个氯代基团活性会大大降低，很难产生双取代格氏试剂。在本专利技术一个较佳实施例中，步骤（1）中所述1,4-二氯苯与所述镁屑的摩尔比为1:1~1:1.5。在本专利技术一个较佳实施例中，步骤（2）中所述反应采用的溶剂为乙醚、乙二醇二甲醚、正丁醚、异丙醚、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃中的一种或多种；步骤（2）中所述反应的温度为等于低于-30℃，所述用酸分解的温度为等于低于-30℃；步骤（2）中所述三烷基硼酸酯为硼酸三甲酯、硼酸三乙酯、硼酸三丙酯、硼酸三丁酯、硼酸三异丙酯、硼酸三异丁酯或硼酸三戊酯中的一种或多种。在本专利技术一个较佳实施例中，步骤（2）中所述反应采用的溶剂为正丁醚；步骤（2）中所述反应的温度为-70~-50℃，所述用酸分解的温度为-70~-50℃；步骤（2）中所述三烷基硼酸酯为硼酸三丁酯。在本专利技术一个较佳实施例中，步骤（2）中所述格氏试剂与所述三烷基硼酸酯的摩尔比为1:1~1:1.5。在本专利技术一个较佳实施例中，所述制备方法的具体步骤为：（1）在惰性气体保护下，将镁屑与溶剂混合并加热至回流，加入引发剂，再将氯代芳烃滴加至混合液中，继续反应2~8h得到格氏试剂；（2）在惰性气体保护下，将步骤（1）得到的格氏试剂滴加到已降至低温下的溶剂、三烷基硼酸酯的混合反应体系中，继续搅拌2~8h，低温下用酸分解，搅拌0.5-1h停止反应；（3）步骤（2）得到的反应液经分液，有机相减压蒸干，溶剂精馏套用，蒸干后得到的固体粗品采用溶剂重结晶得到对氯苯硼酸。在本专利技术一个较佳实施例中，步骤（1）中所述镁屑与所述溶剂的摩尔比为1:5~1:20。本专利技术的有益效果是：本专利技术的高纯度、高收率制备对氯苯硼酸的方法，极大的降低了原料成本和生产成本，反应效果好，增大了硼化反应过程中的转化率，降低了副产物杂质的产生，后处理简便，产品纯度高，降低了环境污染。具体实施方式下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例一：提供一种高纯度、高收率制备对氯苯硼酸的方法，所述对氯苯硼酸的具体制备过程为：（1）格氏试剂制备：氮气保护下，往50L反应釜中加入新制镁屑666.46g、13L丁醚，搅拌，加热至120℃。往反应体系中加入少量对氯苯基溴化镁丁醚溶液，搅拌5分钟后，滴加1,4-二氯苯3.84kg和13L正丁醚的混合物，10min引发，2h滴加完毕，后维持搅拌8h，停止反应，得到格氏试剂。（2）对氯苯硼酸的制备：氮气保护下，往100L低温反应釜加入硼酸三丁酯（7.21kg，31.33mol）、10L丁醚，机械搅拌下，降温至-70℃。往反应体系中搅拌下滴加步骤（1）制备的格氏试剂混合物，控温下滴加完，维持搅拌4h，往体系中滴加20L20%盐酸溶液，控温下滴加完毕，维持搅拌30min，停止反应。静置10min后，分液，有机相转移至50L反应釜减压蒸馏，馏出正丁醚导入精馏塔，釜底放置少量KOH，接收140~145℃馏分，GC>99.9%，可直接循环套用。50L反应釜底剩余固体加入水重结晶，得到产品3.80kg，收率93.0%，HPLC含量99.8%。分出的水相经过滤，分出固体盐，水相直接套用。本专利技术的合成路线为：。实施例二：本实施方式与具体实施案例一不同的是：步骤（1）中滴加的为对氯溴苯，得到产品3.76kg，收率92.1%，HPLC含量99.5%。其他实施方式与具体案例一相同。实施例三：本实施方式与具体实施案例一至二不同的是：步骤（1）和步骤（2）反应中使用的溶剂为乙醚、乙二醇二甲醚、异丙醚、THF、2-甲基四氢呋喃。其他实施方式与具体实施案例一至二相同。反应结果见下表。实施例四：本实施方式与具体实施案例一至三不同的是：步骤（3）中底物硼化试剂为硼酸三甲酯、硼酸三乙酯、硼酸三丙酯、硼酸三异丙酯、硼酸三异丁酯或硼酸三戊酯。其他实施方式与具体实施案例一至三相同本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高纯度、高收率制备对氯苯硼酸的方法，其特征在于，包括步骤为：（1）镁屑与氯代芳烃在引发剂的作用下进行格氏反应得到格氏试剂；（2）将步骤（1）得到的格氏试剂与三烷基硼酸酯深低温反应、酸解，处理得到对氯苯硼酸。

【技术特征摘要】
1.一种高纯度、高收率制备对氯苯硼酸的方法，其特征在于，包括步骤为：（1）镁屑与氯代芳烃在引发剂的作用下进行格氏反应得到格氏试剂；（2）将步骤（1）得到的格氏试剂与三烷基硼酸酯深低温反应、酸解，处理得到对氯苯硼酸。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述引发剂为对氯苯基溴化镁、对氯苯基氯化镁中的一种或两种。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述格氏反应采用的溶剂为乙醚、乙二醇二甲醚、正丁醚、异丙醚、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃中的一种或多种；步骤（1）中所述氯代芳烃为1,4-二氯苯、对氯溴苯中的一种或两种。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述格氏反应采用的溶剂为正丁醚；步骤（1）中所述氯代芳烃为1,4-二氯苯。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述1,4-二氯苯与所述镁屑的摩尔比为1:1~1:1.5。6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中所述反应采用的溶剂为乙醚、乙二醇二甲醚、正丁醚、异丙醚、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃中的一种或多种；步骤（2）中所述反应的温度为等于低于-30℃，所述用酸分解的温度为等于低于-30℃；...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏开举，陈重铭，任明秀，崔杨，谢轶能，
申请(专利权)人：安徽至善新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34