[发明专利]一种三(五氟苯基)硼烷的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及有机化学合成技术领域，具体涉及一种三(五氟苯基)硼烷的制备方法。

背景技术

三(五氟苯基)硼烷(Tris(pentafluorophenyl)borane)与传统的Lewis酸相比，具有化学性质稳定、酸性强、使用方便等优点，被称为非传统的Lewis酸。三(五氟苯基)硼烷的应用领域已经从最初的烯烃聚合共催化剂向有机化学及高分子化学的其它各个领域发展。三(五氟苯基)硼烷催化的反应与传统Lewis酸催化的反应在反应机理及反应结果上均有很大的不同。

三(五氟苯基)硼烷是一种强Lewis酸，其酸性比BF₃强而比BCl₃弱。三(五氟苯基)硼烷是粉末状固体，即使在270℃的高温下也能稳定存在且对水、氧稳定。而BF₃、BCl₃均为气体，给使用带来了很大的不便，与弱Lewis碱如乙醚、乙腈等形成络合物虽然更易于使用但却降低了其Lewis酸性。三(五氟苯基)硼烷与水能形成稳定的配合物而不发生分解。在19F NMR和1H NMR的实时监控下用水滴定三(五氟苯基)硼烷的甲苯溶液，结果表明三(五氟苯基)硼烷先与水以1/1比例形成配合物，然后通过氢键逐步形成二水合物和三水合物。

三(五氟苯基)硼烷(B(C₆F₅)₃，TPFPB)早在1964年就由Massey和Park制备出来了，但此后20多年B(C₆F₅)₃的应用并没有得到足够的重视。直到1991年Yang等将其作为茂金属催化烯烃均相聚合的引发剂时，人们才意识到B(C₆F₅)₃的用处，此后其有关研究报道迅速增加。B(C₆F₅)₃具有很强的Lewis酸性且立体位阻较大，有很强的稳定碳负离子的能力。这些特性使得B(C₆F₅)₃除了在烯烃的阳离子聚合上有广泛的应用外，在有机合成上也有着极其广泛的应用前景。

三(五氟苯基)硼烷主要有四条合成路线：

1)Kuprat等人在[organometallics，2010，29(6)，1421-1427]报道了以五氟溴苯为原料，-78℃条件下，用n-BuLi拔溴得到五氟苯基锂(I)，再滴加三氯化硼的正己烷溶液，最后得到终产物。但是该路线费用较昂贵，正丁基锂、三氯化硼价格都较贵，由于在低温下反应(-78℃)，反应条件苛刻，成本高，产率较低。正己烷、乙醚的使用也增加了反应的危险性。此路线的中间体五氟苯基锂(I)非常活泼，具有潜在的危险性，如果温度超过-50℃，会发生爆炸性分解，容易导致安全事故。

2)Koppe等人在[Inorganic Chemistry，2007，46(22)，9425-9437]报道了以五氟溴苯为原料，乙醚作为溶剂，在Mg的作用下，得到五氟苯基溴化镁(II)，再滴加三氟化硼的乙醚溶液，最后得到终产物。但是，乙醚闪点极低(-45℃)、挥发性强，容易发生爆炸，也降低了反应的安全性；低温反应(-78℃)也增加了成本；此反应操作也较繁琐。

3)Ikeda，Yoshihiko等人[EP604962]报道了以五氟苯为原料，在-40℃条件下，用n-BuLi拔氢得到五氟苯基锂(I)，再滴加三氯化硼的正己烷溶液，最后得到终产物。但是该路线所用原料五氟苯国内没有生产厂家，国外厂家价格昂贵。正丁基锂、三氯化硼价格也较贵，由于在低温下反应(-40℃)，反应条件也较苛刻，成本很高，产率较低。正己烷的使用也增加了反应的危险性。此路线的中间体也是五氟苯基锂(I)，它具有潜在的危险性，如果温度超过-50℃，会发生爆炸性分解，容易导致安全事故。

4)Ikeda，Yoshihiko等人[EP604963]报道了以五氟苯为原料，在室温条件下，用乙基溴化镁拔氢得到五氟苯基溴化镁(II)，再滴加三氟化硼的甲苯溶液，最后得到终产物。但是该路线所用原料五氟苯国内没有生产厂家，国外厂家价格昂贵。异丙基溴化镁价格要比异丙基氯化镁贵67％。此路线所用的溶剂四氢呋喃对生殖系统具有毒性。

发明内容