專利名稱：異松蒎基硼烷氯化物的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及 一 種異松蒎基硼烷氯化物的制備方法。
背景技術(shù)：
異松蒎基硼烷氯化物是一種手性還原劑，它可以將手性酮還原為相應(yīng)的
手性醇。異松菔基硼烷氯化物及其同系物的制備方法早在1983年就有報(bào)道(美 國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)會(huì)志，LAm.Chem.Soc. 1983, 105,),但其制備過程比較繁瑣，所 需原料全部需要自己使用昂貴的材料來合成，并且最終產(chǎn)品的使用效果也不 夠理想。
1987年以后，又有多篇有關(guān)報(bào)道(有機(jī)化學(xué)雜志，J. Org. Chem. 1987, 52，
等)，主要是有關(guān)進(jìn)一步結(jié)晶提純方面的研究工作。這些研究從學(xué)術(shù)方面來看 有一些參考價(jià)值，但對(duì)于該系列產(chǎn)品推向?qū)嵱脕碚f并不是有益的。因?yàn)樵撓?列的產(chǎn)品對(duì)水和氧氣均十分敏感，結(jié)晶提純并不容易，勢(shì)必提高成本，增加 該系列產(chǎn)品推廣應(yīng)用的難度。
在以后的研究工作中，美國(guó)的化學(xué)工作者又相繼推出了使用氯化氫的制 備方法及其進(jìn)一步的改進(jìn)方法(美國(guó)專利5， 043, 479和5， 292, 946等)。
實(shí)踐證明，這些制備方法不僅條件苛刻，設(shè)備腐蝕及污染嚴(yán)重，而且由于氯 化氫的過量，往往造成產(chǎn)品的失效。所以不可能得到推廣應(yīng)用。
1993年，有機(jī)化學(xué)雜志報(bào)道了一種使用一氯甲硼烷的二甲硫醚絡(luò)合物的 合成路線(有機(jī)化學(xué)雜志，J.Org.Chem. 1993, 58，)，經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明，該路線也 是一種價(jià)格昂貴，安全性差的合成路線。
人們一直在試圖尋找一種經(jīng)濟(jì)、便利、有效的制備方法。1997年，中國(guó) 國(guó)家專利局公開了美國(guó)麥克公司在中國(guó)申請(qǐng)的有關(guān)制備二異松蒎基氯甲硼烷 的新方法的專利(專利申請(qǐng)?zhí)?5195485.7，)。該制備方法是使用氫硼化鈉和 a -蒎烯與三氯化硼在惰性溶劑(多氧化醚，優(yōu)選為l， 2-二甲氧基乙烷)
4中完成的。該資料稱初步找到了一種經(jīng)濟(jì)，便利的制備方法。但是，該方法 所述的過程過于簡(jiǎn)單，且所使用的原料范圍十分狹窄；特別是沒有最終產(chǎn)品 的產(chǎn)量、含量和收率的數(shù)據(jù)，使人們不能從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的角度來完整地并定 量地評(píng)價(jià)其優(yōu)劣。按照該專利的方法進(jìn)行模擬只能得到很低的收率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種通過工業(yè)化手段，較為經(jīng)濟(jì)、便利地制備異 松菔基硼烷氯化物的方法。
本發(fā)明的整體技術(shù)構(gòu)思是
異松蒎基硼烷氯化物的制備方法，包括如下工藝步驟
A、 首先將三氯化硼與環(huán)醚或環(huán)狀多醚在反應(yīng)釜內(nèi)進(jìn)行低溫絡(luò)合，使三氯 化硼穩(wěn)定緩釋；
B、 將步驟A產(chǎn)物在溶劑中低溫加入硼氫化物，升溫反應(yīng)制備硼烷氯化物；
C、 在步驟B的產(chǎn)物中加入cx-蒎烯，反應(yīng)生成異松蒎基硼烷氯化物。 本發(fā)明中具體的工藝步驟和工藝條件是
步驟A中的環(huán)醚或環(huán)狀多醚包括但不局限于選用環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷、 四氫呋喃、二氧六環(huán)、三氧九環(huán)、十二冠四、十五冠五、十八冠六中的一種， 其中最為優(yōu)選的是采用環(huán)氧丙烷，反應(yīng)容易進(jìn)行，反應(yīng)后容易脫出，不在反 應(yīng)產(chǎn)物中殘存。低溫絡(luò)合反應(yīng)溫度為-60°C ~-30°C;最為適宜的溫度為-IO 。C-(TC;步驟A反應(yīng)中，緩慢地將三氯化硼低溫滴加環(huán)醚或環(huán)狀多醚中，這 時(shí)產(chǎn)生大量的煙霧，反應(yīng)釜器壁掛滿了白色的粉末；低溫絡(luò)合反應(yīng)結(jié)束后， 通入過量的環(huán)氧丙烷將反應(yīng)釜器壁沖洗干凈，然后進(jìn)行步驟B的反應(yīng)。
其中更為優(yōu)選的技術(shù)方案是環(huán)醚或環(huán)狀多醚的純度不低于99%,三氯 化硼的純度不低于99. 9%。
步驟B中加入硼氫化物的溫度為-30°C ~40°C,反應(yīng)溫度為0°C ~60°C; 其中更為適宜的加入硼氫化物的溫度為-10°C ~ (TC，反應(yīng)溫度為20°C ~ "。C。 低溫加入硼氫化物后逐步升溫，保溫8 20小時(shí)，核磁監(jiān)控反應(yīng)進(jìn)程至反應(yīng)完成，硼氫化物包括但不局限于選用堿金屬硼氫化物如硼氫化鉀、硼氫化鈉、 硼氫化鋰或四正丁基硼氫化氨中的一種，最為優(yōu)選的是釆用硼氫化鋰。溶劑 選用氯化烴、脂肪烴、芳香烴、環(huán)狀單醚、環(huán)狀多醚中的一種。
優(yōu)選的技術(shù)方案為硼氫化物經(jīng)過活化處理，粒徑為20 - 40目。更為適宜
的是硼氫化物釆用在密閉情況下通入氣體進(jìn)行活化，活化氣體選自氫氣、一 氧化碳、二氧化碳、硫化氫、氧氣、氮?dú)?、氬氣中的一種，常用的氣體選用
步驟C中cc-蒗烯的純度不低于98%,其光學(xué)純度不低于80%,加入cx-蒎烯的溫度為-3(TC -4(TC，反應(yīng)溫度為-30°C ~40°C;更為優(yōu)選的加入a-蒎烯的溫度為-2(TC左右，反應(yīng)溫度為2(TC左右。在低溫下緩慢地定量滴加a -蒎烯后逐步升溫，保溫8 ~ 12小時(shí)釆用核磁監(jiān)控反應(yīng)進(jìn)程至反應(yīng)完成。
優(yōu)選的步驟A、 B、 C反應(yīng)步驟中各物質(zhì)的分子比為cx-蒎烯硼氫化鋰 三氯化硼=3. 7: 1.3: 1。
產(chǎn)品不需要進(jìn)一步提純，可直接應(yīng)用于將手性酮還原為相應(yīng)的手性醇。
產(chǎn)品可根據(jù)用戶的要求配置成一定含量的正庚烷溶液，正己烷溶液或蒎 烯溶液。
產(chǎn)品異松蒎基硼烷氯化物的結(jié)構(gòu)分別為式i或式n (對(duì)應(yīng)于(+ )-oc-
蒎烯和(_) -a-菠烯)
<formula>formula see original document page 6</formula>式I<formula>formula see original document page 6</formula> 式II
本發(fā)明所取得的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著的技術(shù)進(jìn)步在于
本發(fā)明建立并驗(yàn)證了該產(chǎn)品合成中的絡(luò)合緩釋理論，開創(chuàng)性地拓寬了原
料使用的范圍；應(yīng)用現(xiàn)代的監(jiān)控手段定量地對(duì)反應(yīng)過程進(jìn)行優(yōu)化，使最終產(chǎn)
已lc品的總收率(按蒎烯計(jì)算)達(dá)到98%以上。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述，但不作為對(duì)本發(fā)明的限定，本
發(fā)明的保護(hù)范圍以權(quán)利要求記載的保護(hù)內(nèi)容為準(zhǔn)。 實(shí)施例
將環(huán)氧丙烷(46. 5克，0. 8克分子)加入到500亳升三角瓶中，用冰鹽 洛冷凍到-20。C以下，將三氯化硼(44克，0. 38克分子)冷卻到-M。C以下， 緩慢地將三氯化硼滴加到環(huán)氧丙烷中，開始時(shí)局部反應(yīng)激烈，產(chǎn)生大量的煙
霧；攪拌使反應(yīng)均勻進(jìn)行；整個(gè)過程中控制溫度不超過-io°c。滴加完成后溫
度控制為(TC;高速攪拌20分鐘，將器壁上粘附的固體物料全部沖洗下來。 然后在不超過0。C的情況下加入經(jīng)活化處理的硼氫化鋰(10. 4克，0. 474克分 子)，攪拌使其混合均勻；然后逐步將溫度升高至2(TC。保溫16小時(shí)，核磁 監(jiān)控反應(yīng)的進(jìn)程，直至反應(yīng)完成。然后降溫至-2(TC以下緩慢加入oc-蒎烯 (190克，1. 39克分子)；滴加完成后逐步升溫至2(TC。保溫8小時(shí)，核磁監(jiān)
控反應(yīng)的進(jìn)程，直至反應(yīng)完成。反應(yīng)完成后脫出多余的溶劑并過濾即得到最 終產(chǎn)品。產(chǎn)品根據(jù)需要調(diào)配加入正庚烷60克。實(shí)得最終產(chǎn)品310克。
權(quán)利要求
1、異松蒎基硼烷氯化物的制備方法，其特征在于包括如下工藝步驟A、首先將三氯化硼與環(huán)醚或環(huán)狀多醚在反應(yīng)釜內(nèi)進(jìn)行低溫絡(luò)合，使三氯化硼穩(wěn)定緩釋；B、將步驟A產(chǎn)物在溶劑中低溫加入硼氫化物，升溫反應(yīng)制備硼烷氯化物；C、在步驟B的產(chǎn)物中加入α-蒎烯，反應(yīng)生成異松蒎基硼烷氯化物。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的異松蒎基硼烷氯化物的制備方法，其特征在于 所述的步驟A中的環(huán)醚或環(huán)狀多醚選自環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙垸、四氫呋喃、二 氧六環(huán)、三氧九環(huán)、十二冠四、十五冠五、十八冠六中的一種，低溫絡(luò)合反 應(yīng)溫度為-60°C~-30°C;步驟A反應(yīng)完畢后，用過量的環(huán)氧丙烷將反應(yīng)釜內(nèi) 壁洗凈。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的異松蒎基硼烷氯化物的制備方法，其特征在于 所述的步驟A的低溫絡(luò)合反應(yīng)溫度為-l(TC ~ (TC。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的異松蒎基硼烷氯化物的制備方法，其特征在于 所述的步驟A中環(huán)醚或環(huán)狀多醚的純度不低于99%,三氯化硼的純度不低于 99. 9%。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的異松蒎基硼烷氯化物的制備方法，其特征在于 所述的步驟B中加入硼氫化物的溫度為-3(TC-4(TC，反應(yīng)溫度為0°C~60 °C,低溫加入硼氫化物后逐步升溫，保溫8~20小時(shí)，核磁監(jiān)控反應(yīng)進(jìn)程至 反應(yīng)完成，硼氫化物選用硼氫化鉀、硼氫化鈉、硼氫化鋰、四正丁基硼氫化 氨中的一種，溶劑選用氯化烴、脂肪烴、芳香烴、環(huán)狀單醚、環(huán)狀多醚中的 一種。
6、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的異松蒎基硼烷氯化物的制備方法，其特征在于 所述的步驟B中加入硼氫化物的溫度為-l(TC ~ (TC,反應(yīng)溫度為20°C ~25°C。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1、 5或6所述的異松蒎基硼烷氯化物的制備方法，其 特征在于所述的步驟B中的硼氫化物的純度不低于99%,所加入的硼氫化物經(jīng)過活化處理，粒徑為20 - 40目。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的異松蒎基硼烷氯化物的制備方法，其特征在于所述的硼氫化物采用在密閉情況下通入氣體進(jìn)行活化，活化氣體選自氫氣、 一氧化碳、二氧化碳、硫化氫、氧氣、氮?dú)?、氬氣中的一種。
9、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的異松蒎基硼垸氯化物的制備方法，其特征在于 所述的步驟C中oc-蒎烯的純度不低于98%,其光學(xué)純度不低于80%,加入 a-蒎烯的溫度為-30°C~-40°C,反應(yīng)溫度為-3(TC ~40°C,在低溫下緩慢地 定量滴加a-蒎烯后逐步升溫，保溫8 ~ 12小時(shí)釆用核磁監(jiān)控反應(yīng)進(jìn)程至反應(yīng) 芫成。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的異松蒎基硼烷氯化物的制備方法，其特征在 于所述的反應(yīng)步驟中各物質(zhì)的分子比為oc-蒎烯硼氫化物三氯化硼=3.7: 1.3: 1。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種異松蒎基硼烷氯化物的制備方法。包括將三氯化硼與環(huán)醚或環(huán)狀多醚在反應(yīng)釜內(nèi)進(jìn)行低溫絡(luò)合，使三氯化硼穩(wěn)定緩釋；將步驟A產(chǎn)物在溶劑中低溫加入硼氫化物，升溫反應(yīng)制備硼烷氯化物；在步驟B的產(chǎn)物中加入α-蒎烯，反應(yīng)生成異松蒎基硼烷氯化物。本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)存在的成本高、收率低等問題，具有開創(chuàng)性地拓寬了原料使用的范圍；應(yīng)用現(xiàn)代的監(jiān)控手段定量地對(duì)反應(yīng)過程進(jìn)行優(yōu)化，使最終產(chǎn)品的總收率(按蒎烯計(jì)算)達(dá)到98％以上等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C07F5/00GK101525344SQ20091007410
公開日2009年9月9日 申請(qǐng)日期2009年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月9日
發(fā)明者張維俊, 徐鳳波, 王壽寶 申請(qǐng)人:霸州市路德精細(xì)化工有限公司