專利名稱：二羥基(3－吡啶基)硼烷化合物的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及新穎的二羥基(3-吡啶基)硼烷化合物及其制備方法。
背景技術：
在JP 54-144379A中描述了在3-位含有芳香烴基或芳香雜環(huán)基的吡啶化合物是制備醫(yī)藥和植物殺蟲劑等的重要中間體，且希望開發(fā)其有利的制備方法。此外，已知一些3-取代的吡啶具有JP 57-16862A，JP4-230665A等中香料的用途。

發(fā)明內容
本發(fā)明提供了下式(1)的新穎的二羥基(3-吡啶基)硼烷化合物 其中R1表示氫原子，鹵原子或烷氧基羰基氨基；R2表示氫原子，鹵原子，烷基或氟代烷基；所述的烷氧基羰基氨基中的烷氧基的碳數為1至4，和所述的烷基和所述的氟代烷基每個的碳數為1至4；且R1和R2都是氫原子的除外；該化合物是制備3-取代的吡啶化合物的原料。
本發(fā)明還提供一種制備式(1)的二羥基(3-吡啶基)硼烷化合物的方法。
在本發(fā)明的二羥基(3-吡啶基)硼烷化合物中，式(1)中R1表示的鹵原子的實例包括氟，氯，溴和碘。烷氧基羰基氨基的實例為具有C1-C4直鏈或支鏈烷氧基的烷氧基羰基氨基，例如甲氧羰基氨基，乙氧羰基氨基，丙氧羰基氨基，異丙氧羰基氨基，丁氧羰基氨基和叔丁氧羰基氨基。
此外，式(1)中R2表示的鹵原子的實例包括氟，氯，溴和碘；烷基的實例為C1-C4直鏈或支鏈的低級烷基，例如甲基，乙基，丙基，異丙基，丁基和叔丁基；和氟代烷基的實例為氫原子被一個或多個氟原子所取代的C1-C4烷基，例如一氟代甲基，二氟代甲基，三氟代甲基，1-氟代乙基，1，2-二氟代甲基，1，1，2-三氟代乙基，1，1，1，2-四氟代乙基，1，1，2，2-四氟代乙基和1，1，1，2，2-五氟代乙基。
本發(fā)明的二羥基(3-吡啶基)硼烷化合物中可以通過下面的方法制備。
式(1)的二羥基(3-吡啶基)硼烷化合物，其中R1表示鹵原子或烷氧基羰基氨基，即式(4)的二羥基(2-鹵代基-3-吡啶基)硼烷化合物和二羥基(2-烷氧基羰基氨基-3-吡啶基)硼烷化合物 其中R2表示氫原子，鹵原子，烷基或氟代烷基；R3表示鹵原子或烷氧基羰基氨基；所述的烷基和氟代烷基的碳數為1至4；和所述的烷氧基羰基氨基中的烷氧基的碳數為1至4；該化合物可以通過下述方法容易制得使式(2)的吡啶化合物 其中R2和R3表示上面所述的相同的含義，在有機溶劑中與氨基化鋰反應，和通過加入式(3)的三烷氧基硼烷化合物B(OR4)3(3)其中R4表示C1-C4烷基，至反應混合物中進行反應，然后所得到的反應混合物與水反應。
有機溶劑不受限制，只要它在反應中是惰性的。有機溶劑的實例包括醚，例如1，2-二甲氧基乙烷，二乙醚和四氫呋喃；脂族烴，例如己烷，庚烷和辛烷；和其混合物。
式(2)的吡啶化合物的典型實例包括2-氯吡啶，2-溴吡啶，2，5-二氯吡啶，2-氯-6-甲基吡啶，2-氯-5-三氟甲基吡啶和2-叔丁氧羰基氨基吡啶。
氨基化鋰的典型實例包括二烷基氨基化鋰，例如二乙基氨基化鋰和二異丙基氨基化鋰；聚亞甲基亞氨鋰，例如吡咯烷化鋰(lithium pyrrolidide)和哌啶化鋰(lithium piperidide)；和2，2’，6，6’-四甲基哌啶化鋰。在它們中，優(yōu)選使用的是二(C1-C4烷基)氨基化鋰。所述的氨基化鋰通常是用仲胺和烷基鋰制備的。仲胺的實例包括二烷基胺，例如二乙胺，二異丙胺；聚亞甲基亞胺，例如吡咯烷和哌啶；和2，2’，6，6’-四甲基哌啶。烷基鋰的實例包括C1-C4烷基鋰，例如甲基鋰和丁基鋰；苯基鋰；和萘基鋰。優(yōu)選就在反應前用仲胺和烷基鋰制備氨基化鋰。例如，通過在有機溶劑中攪拌混合等摩爾的仲胺和烷基鋰，它可以容易地幾乎定量制得。將式(2)的吡啶化合物加入到制備好的氨基化鋰溶液中，并在攪拌下混合，并允許反應混合物和式(3)的三烷氧基硼烷化合物反應，隨后與水反應，得到式(4)的二羥基(2-鹵代基-3-吡啶基)硼烷化合物或二羥基(2-烷氧基羰基氨基3-吡啶基)硼烷化合物。在制備氨基化鋰中，仲胺和烷基鋰反應溫度優(yōu)選為-80至0℃。
式(2)的吡啶化合物和氨基化鋰的反應溫度優(yōu)選為-80至-20℃。在反應所使用的氨基化鋰的量通常為1.0至3.5摩爾每1摩爾的式(2)的吡啶化合物，且有機溶劑的量通常為1至100重量份每1重量份的式(2)的吡啶化合物。
在式(3)的三烷氧基硼烷化合物中，由式(3)中R4給出的烷基實例包括C1-C3直鏈或支鏈烷基，即，甲基，乙基，丙基和異丙基，和三烷氧基硼烷化合物的典型實例包括三甲氧基硼烷，三乙氧基硼烷，三丙氧基硼烷和三異丙氧基硼烷。反應式(3)的三烷氧基硼烷化合物的使用量通常為1.0至3.5摩爾每1摩爾的式(2)的吡啶化合物。式(3)的三烷氧基硼烷化合物的反應溫度與式(2)的吡啶化合物和氨基化鋰的反應溫度一樣，優(yōu)選為-80至-20℃。
與水的最后反應可以通過僅將水添加到反應混合物中并充分攪拌進行。上述使用的水量通常為1至10重量份每1重量份的式(2)的吡啶化合物。反應溫度通常為-80至50℃，優(yōu)選為-30至30℃。
在制備方法中，認為通過式(2)的吡啶化合物與氨基化鋰的反應生成式(8)的3-吡啶鋰
其中R2和R3表示上面所述的相同的含義。認為所述的3-吡啶鋰化合物與式(3)的三烷氧基硼烷化合物反應，得到式(9)的二烷氧基(3-吡啶基)硼烷化合物 其中R2，R3和R4表示上面所述的相同的含義，并進一步水解所得到的二烷氧基(3-吡啶基)硼烷化合物，得到二羥基(2-鹵基-3-吡啶基)硼烷化合物或二羥基(2-烷氧基羰基氨基-3-吡啶基)硼烷化合物。
優(yōu)選保持反應混合物處于無水條件下，因為烷基鋰，氨基化鋰和式(8)的3-吡啶鋰化合物往往容易與水反應分解。例如優(yōu)選使用反應用的充分干燥的有機溶劑。
在式(1)的新穎的二羥基(3-吡啶基)硼烷化合物中，其中R1為氫原子，即式(6)的化合物 其中R5表示鹵原子，C1-C4烷基或C1-C4氟代烷基；可以容易地通過下面的方法制備使式(5)的化合物，其中X表示鹵原子和R5表示上面所述的相同的含義， 在加氫催化劑和堿存在下的有機溶劑中，與水反應進行脫鹵作用。
具有還原芳族鹵化物功效的催化劑，例如貴金屬催化劑，包括鈀催化劑和鉑催化劑，用作氫化催化劑。特別優(yōu)選的是，將如鈀和鉑的貴金屬負載于如硅膠，氧化鋁，活性碳，硅藻土和碳酸鈣的載體上的催化劑。在那種情況下，負載的貴金屬的量通常為0.1至50重量份，優(yōu)選為1至10重量份每100重量份的載體。此外，氫化催化劑的量通常為0.1至100重量份，優(yōu)選為1至50重量份每100重量份式(5)的化合物。
反應使用的堿為無機堿，例如堿金屬氫氧化物(例如氫氧化鉀，氫氧化納)，堿土金屬氫氧化物(例如氫氧化鋇)，堿土金屬氧化物(例如氧化鎂，氧化鈣)，堿金屬乙酸鹽(例如乙酸鈉，乙酸鉀)和氨，和有機堿，例如三乙胺。反應中堿的使用量通常為1至20摩爾，優(yōu)選為1至5摩爾每1摩爾式(5)的化合物。
至于反應使用的溶劑，優(yōu)選的是水，醇及它們的混合物。在醇中，優(yōu)選的是C1-C4醇，例如甲醇，乙醇，丙醇，異丙醇，丁醇和仲丁醇。反應使用的溶劑的量通常為1至100重量份，優(yōu)選為1至10重量份每1重量份式(5)的化合物。
反應在加壓或不加壓下，通常為大氣壓至10MPa，優(yōu)選為大氣壓至1.0MPa下進行。反應溫度通常為0至150℃，優(yōu)選為20至60℃。
式(1)的二羥基(3-吡啶基)硼烷化合物可以通過常規(guī)方法，例如過濾，中和，萃取，濃縮，蒸餾，再結晶和/或柱色譜分離法，從反應混合物中分離出來。
本發(fā)明的二羥基(3-吡啶基)硼烷化合物在加熱等條件下容易轉化成它的酐。即，通過分子間脫水縮合作用，它容易轉化成式(7)的環(huán)硼氧烷(boroxine)化合物 [其中Ar表示下式的3-吡啶基 其中R1和R2表示上面所述的相同的含義]這種環(huán)硼氧烷化合物像本發(fā)明的二羥基(3-吡啶基)硼烷化合物一樣，可以容易地衍生出在3-位上具有芳香烴基或芳香雜環(huán)基團的吡啶化合物。
本發(fā)明的式(1)的二羥基(3-吡啶基)硼烷化合物的典型實例包括二羥基(2-氯-3-吡啶基)硼烷，二羥基(2-溴-3-吡啶基)硼烷，二羥基(2，5-二氯-3-吡啶基)硼烷，二羥基(2-氯-6-甲基-3-吡啶基)硼烷，二羥基(2-叔丁氧基羰基氨基-3-吡啶基)硼烷和二羥基(2-氯-5-三氟代甲基-3-吡啶基)硼烷。
本發(fā)明的二羥基(3-吡啶基)硼烷化合物及其酐，環(huán)硼氧烷化合物，是例如通過與芳族鹵化物的偶合反應，可以衍生為醫(yī)藥，植物殺蟲劑等的中間體，有機EL材料和液晶材料。例如，可以在鈀催化劑存在下進行偶合反應。它通常通過采用堿，如堿金屬碳酸鹽和堿金屬氫氧化物，三芳基膦，如三苯膦，和鈀催化劑，在如水和醇的溶劑中，在加熱到約50至150℃下條件下進行。
實施例以下，通過實施例更具體解釋本發(fā)明，然而，它不應當受以下實施例的限制。
實施例1將由2.11毫升(15毫摩爾)的二異丙胺和15毫升的無水四氫呋喃組成的溶液冷卻至0℃，并向其中在10分鐘內滴加9.8毫升的1.53摩爾/升的正-丁基鋰/己烷溶液(15毫摩爾的正丁基鋰)，并攪拌，得到包含二異丙基氨基化鋰的混合物。將得到的混合物冷卻至-78℃，并向其中在20分鐘內滴加由0.94毫升(10毫摩爾)的2-氯吡啶和10毫升無水四氫呋喃組成的溶液，并在相同的溫度下攪拌，使其反應2小時。而且，向其中在20分鐘內滴加由1.14毫升(10毫摩爾)的三甲氧基硼烷和10毫升無水四氫呋喃組成的溶液，并在同樣的溫度下攪拌，使其反應2小時。在-78℃下，將2.4毫升的含水四氫呋喃(水含量大約16重量％)滴加到所得到的反應混合物中，然后使升溫到-10℃，然后再加入20毫升的水。將反應混合物在室溫下放置，向其加入20毫升的乙酸乙酯，并混合。將水層與有機層分離出來，用10重量％的鹽酸調節(jié)至pH為約4.0，并用30毫升的乙酸乙酯萃取兩次。合并乙酸乙酯層，用20毫升的飽和鹽水洗滌，通過無水硫酸鈉干燥，并在減壓下濃縮。通過硅膠柱色譜分離法[洗脫液，乙酸乙酯∶乙酸＝100∶0.1]純化所得到的剩余物，得到1.04克的微紅色有機固體。得到的固體是一種二羥基(2-氯-3-吡啶基)硼烷及其酐具有式(4)的環(huán)硼氧烷結構的化合物的混合物?；旌衔锏?H-NMR如下。折算成二羥基(2-氯-3-吡啶基)硼烷的產率為66％。
1H-NMR(D2O，NaOD，MeOD；ppm)σ8.09-8.15(m，1H)，8.06，8.04，7.98(這些三個最高峰中的每一個是dd，J＝7.3Hz，J＝ca.2.0Hz，和質子數量總計為1H)，7.28(ddd，J＝6.8Hz，J＝4.8Hz，J＝1.6Hz，1H)實施例2以實施例1相同的方法進行，不同之處在于用1.58g(10毫摩爾)的2-溴吡啶代替2-氯吡啶，得到1.55g的褐色固體。得到的固體是一種二羥基(2-溴-3-吡啶基)硼烷及其酐具有式(4)環(huán)硼氧烷結構的化合物的混合物。混合物的1H-NMR如下。折算成二羥基(2-溴-3-吡啶基)硼烷的產率為77％。
1H-NMR(D2O，NaOD，MeOD；ppm)σ7.97-8.13(m，2H)，7.28-7.37(m，1H)實施例3以實施例1相同的方法進行，不同之處在于用1.28g(10毫摩爾)的2-氯-6-甲基吡啶代替2-氯吡啶和用2.30毫升(10毫摩爾)的三異丙氧基硼烷代替三甲氧基硼烷，得到480mg的黃色固體。得到的固體是一種二羥基(2-氯-6-甲基-3-吡啶基)硼烷及其酐具有式(4)的環(huán)硼氧烷結構的化合物的混合物?；旌衔锏?H-NMR如下。折算成二羥基(2-氯-6-甲基-3-吡啶基)硼烷的產率為28％。
1H-NMR(D2O，NaOD，MeOD；ppm)σ7.84-7.98(m，1H)，7.13(dd，J＝7.3Hz，J＝1.8Hz，1H)，2.40(s，3H)實施例4以實施例1相同的方法進行，不同之處在于用1.82g(10毫摩爾)的2-氯-5-三氟代甲基吡啶代替2-氯吡啶，得到572mg的褐色固體。得到的固體是一種二羥基(2-氯-5-三氟代甲基-3-吡啶基)硼烷及其酐具有式(4)的環(huán)硼氧烷結構的化合物的混合物?；旌衔锏?H-NMR如下。折算成二羥基(2-氯-5-三氟代甲基-3-吡啶基)硼烷的產率為25％。1H-NMR(D2O，NaOD，MeOD；ppm)σ8.45-8.51(m，1H)，8.39，8.36，8.29(這些三個最高峰中的每一個是d，J＝2.5Hz，和質子數量總計為1H)實施例5以實施例1相同的方法進行，不同之處在于用1.48g(10毫摩爾)的2，5-二氯吡啶代替2-氯吡啶，得到770mg的淺黃色固體。得到的固體是一種二羥基(2，5-二氯-3-吡啶基)硼烷及其酐具有式(4)的環(huán)硼氧烷結構的化合物的混合物。混合物的1H-NMR如下。折算成二羥基(2，5-二氯-3-吡啶基)硼烷的產率為40％。
1H-NMR(D2O，NaOD，MeOD；ppm)σ8.15(s，1H)，7.65，7.62，7.57(這些三個最高峰中的每一個是s，和質子數量總計為1H)實施例6以實施例1相同的方法進行，不同之處在于用1.94g(10毫摩爾)的2-丁氧羰基氨基吡啶代替2-氯吡啶，得到47mg的白色固體。得到的固體是一種二羥基(2-丁氧羰基氨基-3-吡啶基)硼烷及其酐具有式(4)的環(huán)硼氧烷結構的化合物的混合物。混合物的1H-NMR如下。折算成二羥基(2-丁氧羰基氨基-3-吡啶基)硼烷的產率為2.0％。
1H-NMR(D2O，NaOD，MeOD；ppm)σ8.24(m，1H)，7.81(m，1H)，7.67(d，J＝8.4Hz，1H)，7.11(ddd，J＝6.5，J＝5.3，J＝0.8Hz，1H)，1.55(s，1H)工業(yè)適用性本發(fā)明的二羥基(3-吡啶基)硼烷是用于制備在3-位上具有芳香烴基或芳香雜環(huán)基的吡啶化合物的有用中間體，該吡啶化合物是制備醫(yī)藥和植物殺蟲劑等的重要中間體。
權利要求
1.一種式(1)的二羥基(3-吡啶基)硼烷化合物或其酐 其中R1表示氫原子，鹵原子或烷氧基羰基氨基；R2表示氫原子，鹵原子，烷基或氟代烷基；所述的烷氧基羰基氨基中的烷氧基的碳數為1至4，和所述的烷基和所述的氟代烷基每個的碳數為1至4；且R1和R2都是氫原子的除外。
2.根據權利要求1所述的二羥基(3-吡啶基)硼烷化合物或其酐，其中R1表示鹵原子或烷氧基羰基氨基；和R2表示氫原子，鹵原子，烷基或氟代烷基。
3.根據權利要求1所述的二羥基(3-吡啶基)硼烷化合物或其酐，其中R1表示氫原子；和R2表示鹵原子，烷基或氟代烷基。
4.根據權利要求1所述的二羥基(3-吡啶基)硼烷化合物或其酐，其中R1表示鹵原子；和R2表示氫原子，鹵原子，烷基或氟代烷基。
5.根據權利要求1所述的二羥基(3-吡啶基)硼烷化合物或其酐，其中R1表示烷氧基羰基氨基；和R2表示氫原子。
6.一種制備權利要求2所述的二羥基(3-吡啶基)硼烷化合物的方法，該方法包括使式(2)的吡啶化合物 其中R2表示氫原子，鹵原子，烷基或氟代烷基；和R3表示鹵原子或烷氧基羰基氨基，在有機溶劑中與氨基化鋰反應，使反應混合物與式(3)的三烷氧基硼烷化合物反應B(OR4)3(3)其中R4表示烷基，然后使所得到的反應混合物與水反應。
7.一種制備權利要求3所述的二羥基(3-吡啶基)硼烷化合物的方法，該方法包括使式(1)的二羥基(3-吡啶基)硼烷化合物，其中R1表示鹵原子；和R2表示鹵原子，烷基或氟代烷基，在加氫催化劑和堿存在下的溶劑中與氧反應。
全文摘要
通式(1)表示的二羥基(3－吡啶基)硼烷化合物(1)其中R
文檔編號C07F5/00GK1585773SQ0282230
公開日2005年2月23日 申請日期2002年11月27日 優(yōu)先權日2001年11月28日
發(fā)明者西田真由美, 田形剛, 島田正輝 申請人:廣榮化學工業(yè)株式會社