本发明属于有机合成技术领域，具体涉及一种炔烯基硼酸酯的制备方法。
背景技术：
有机硼化合物在化学合成中具有广泛应用。烯基硼作为有机硼化合物中的重要一员，它能在有机合成中转变多样的官能团，如在c-c键和c-x(x＝n,o,s,p,cl,br,i)键的形成中起到至关重要的作用。炔烃的硼化官能化是合成烯基硼化合物的一种快速高效的方法，包括硼化氢化反应、双硼化、硼化烷基化、硼化芳基化和硼化炔基化等。其中，硼化炔基化可以得到非常重要的硼取代烯炔产物，目前为止分子间炔烃的硼化炔基化反应鲜有报道。
目前基于炔烃的硼化炔基化反应主要有以下两种：
1、ni催化硼炔化方法。其中反应式(1)～(2)为ni催化硼炔化的方法：式(1)所述方法为suginome课题组在j.am.chem.soc.2005,127,15706中报道的ni催化trans-选择性的硼炔化的方法。式(2)所述方法为suginome等人在j.am.chem.soc.2006,128,14438中报道的ni催化炔基硼对另一分子炔烃cis-加成的方法，这一反应中同时伴随有少量trans-结构的产物。以上反应中炔烃底物只能适用于非末端炔烃，端炔底物不能反应。
2、非过渡金属催化的硼炔化方法。式(3)所述方法为uchiyama课题组在j.am.chem.soc.2017,139,12358中报道的非过渡金属条件下取代炔丙醇的trans-选择性硼炔化反应。
前人硼炔化的方法均存在底物受限，合成方法实用性差等问题。因此，寻求一种操作简便，原料易得，并且能够大量合成该类化合物及其衍生物的方法是一个急需解决的问题。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种炔烯基硼酸酯的制备方法，本发明直接采用乙炔作为原料参与反应，反应体系与加料方式简单。使用的联硼酸酯对空气与水都不敏感，在实际应用中更加方便。炔基卤类化合物、乙炔和联硼酸酯通过铜催化得到顺式二取代烯烃，该反应具有良好的官能团兼容性。
本发明提供了一种炔烯基硼酸酯的制备方法，包括以下步骤：
以具有式ⅰ-a所示结构的炔基卤类化合物和乙炔、联硼酸酯类化合物为原料，在铜催化剂和碱的作用下，在溶剂中进行反应，得到式ⅰ所示的炔烯基硼酸酯；
其中，r1选自c3～c30硅烷基、c1～30烷基、c1～40取代烷基、c3～30环烷基、c3～40取代环烷基、c3～10杂环基、c3～40取代杂环基、c6～c20芳基或c6～c40取代芳基；
x1为卤素；
m为硼酸酯基团。
优选的，包括以下步骤：
a)将炔基卤类化合物、联硼酸酯类化合物、碱、铜催化剂和溶剂置于耐压密封反应容器中，充入乙炔气体后进行搅拌反应，得到反应产物；
b)将所述反应产物纯化，得到式ⅰ所示的炔烯基硼酸酯。
优选的，所述r1中c1～40取代烷基、c3～40取代环烷基、c3～40取代杂环基或c6～c40取代芳基中的取代基独立的选自烷基、烯基、炔基、芳基、取代芳基、杂芳基、取代杂芳基、环烷基、取代环烷基、杂环基、取代杂环基、卤素、烷氧基、氨基或叔丁基二甲硅基；
m选自以下任意一种结构的基团：
其中，
优选的，所述联硼酸酯类化合物选自
优选的，所述铜催化剂选自具有式ii所示结构的铜(i)配合物中的一种或多种；
l-cu—x2，式ii
其中，l为氮杂环卡宾配体或膦配体，x2选自cl、br、i、f、ocor2或or2，r2选自芳基或c1～c5的烷基。
优选的，所述氮杂环卡宾配体具有式iii所示结构，
其中，r3、r4独立的选自c1～c10烷基、c6～c20芳基，r5、r6独立的选自h、c1～c10的烷基、c6～c20的芳基，或r5和r6共同组成环烷基或芳基；
所述膦配体具有式iv所示结构，
其中，r7、r8、r9独立的选自c1～30烷基、c1～40取代烷基、c3～30环烷基、c3～40取代环烷基、c3～10杂环基、c3～40取代杂环基、c6～c20芳基或c6～c40取代芳基。
优选的，所述碱选自三甲基硅烷醇锂、三甲基硅烷醇钾、三甲基硅烷醇钠、叔丁醇锂、叔丁醇钠、叔丁醇钾、甲醇锂、甲醇钠、甲醇钾、碳酸铯、碳酸钠和碳酸钾中的一种或多种。
所述溶剂选自二氧六环、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、乙腈、二甲基亚砜、n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺、n-甲基吡咯烷酮、甲基叔丁基醚、乙醚、丙酮、甲苯中的一种或多种。
优选的，所述炔基卤类化合物、联硼酸酯类化合物、碱和催化剂的摩尔比为1：(0.5～3)：(1～3)：(0.01～1)。
优选的，所述反应的温度优选为25～40℃，反应时间优选为6h～24h。
与现有技术相比，本发明提供了一种炔烯基硼酸酯的制备方法，包括以下步骤：以具有式ⅰ-a所示结构的炔基卤类化合物和乙炔、联硼酸酯类化合物为原料，在铜催化剂和碱的作用下，在溶剂中进行反应，得到式ⅰ所示的炔烯基硼酸酯；其中，r1选自c3～c30硅烷基、c1～30烷基、c1～40取代烷基、c3～30环烷基、c3～40取代环烷基、c3～10杂环基、c3～40取代杂环基、c6～c20芳基或c6～c40取代芳基；x1为卤素；m为硼酸酯基团。本发明直接采用乙炔作为原料参与反应，反应体系与加料方式简单。使用的联硼酸酯对空气与水都不敏感，在实际应用中更加方便。炔基卤类化合物、乙炔和联硼酸酯通过铜催化得到顺式二取代烯烃，该反应具有良好的官能团兼容性。
具体实施方式
本发明提供了一种炔烯基硼酸酯的制备方法，包括以下步骤：
以式ⅰ-a所示的炔基卤类化合物和乙炔、联硼酸酯类化合物为原料，在铜催化剂和碱的作用下，在溶剂中进行反应，得到式ⅰ所示的炔烯基硼酸酯；
其中，r1选自c3～c30硅烷基、c1～30烷基、c1～40取代烷基、c3～30环烷基、c3～40取代环烷基、c3～10杂环基、c3～40取代杂环基、c6～c20芳基或c6～c40取代芳基；
x1为卤素；
m为硼酸酯基团。
本发明首先将具有式ⅰ-a所示结构的炔基卤类化合物、联硼酸酯类化合物、碱、铜催化剂和溶剂置于耐压密封反应容器中，充入乙炔气体后进行搅拌反应。
具体的，在空气条件下，将铜催化剂、碱以及联硼酸酯类化合物加入到一个含有磁子的耐压密封反应容器中，然后充入乙炔气体，再加入溶剂以及炔基卤类化合物，加热进行搅拌反应，得到反应产物。
其中，所述炔基卤类化合物具有式ⅰ-a所示结构：
r1选自c3～c30硅烷基、c1～c30烷基、c1～c40取代烷基、c3～c30环烷基、c3～c40取代环烷基、c3～c10杂环基、c3～c40取代杂环基、c6～c20芳基或c6～c40取代芳基；所述r1中c1～c40取代烷基、c3～c40取代环烷基、c3～c40取代杂环基或c6～c40取代芳基中的取代基独立的选自烷基、烯基、炔基、芳基、取代芳基、杂芳基、取代杂芳基、环烷基、取代环烷基、杂环基、取代杂环基、卤素、烷氧基、氨基或叔丁基二甲硅基。
在本发明的一些具体实施例中，所述r1中的任意一个或多个非末端c原子被n、o或s取代。
在本发明的一些具体实施例中，r1选自c3～c10硅烷基、c2～c10烷基、c2～c20取代烷基、c3～c10环烷基、c3～c20取代环烷基、c3～c10杂环基、c3～c20取代杂环基、c6～c10芳基或c6～c20取代芳基。
在本发明的一些具体实施例中，所述具有式ⅰ-a所示结构的炔基卤类化合物选自具有如下结构的化合物
x1为卤素，优选为氯、溴或碘。
所述联硼酸酯类化合物选自
所述铜催化剂选自具有式ii所示结构的铜(i)配合物中的一种或多种；
l-cu—x2，式ii
其中，l为氮杂环卡宾配体或膦配体，x2选自cl、br、i、f、ocor2或or2，r2选自芳基或c1～c5的烷基。
所述氮杂环卡宾配体具有式iii所示结构，
其中，r3、r4独立的选自c1～c10烷基、c6～c20芳基，r5、r6独立的选自h、c1～c10的烷基、c6～c20的芳基，或r5和r6共同组成环烷基或芳基；
所述膦配体具有式iv所示结构，
其中，r7、r8、r9独立的选自c1～30烷基、c1～40取代烷基、c3～30环烷基、c3～40取代环烷基、c3～10杂环基、c3～40取代杂环基、c6～c20芳基或c6～c40取代芳基。且r7、r8、r9中任意一个或多个非末端c原子可被n、o取代。
在本发明的一些具体实施例中，所述铜催化剂选自iprcucl、imescucl、iprcuotbu、imescuotbu、iprcuotam、imescuotam或p(cy)3cucl。
所述碱选自三甲基硅烷醇锂、三甲基硅烷醇钾、三甲基硅烷醇钠、叔丁醇锂、叔丁醇钠、叔丁醇钾、甲醇锂、甲醇钠、甲醇钾、碳酸铯、碳酸钠和碳酸钾中的一种或多种，优选为三甲基硅烷醇锂、叔丁醇锂、碳酸钾，更优选为碳酸钾。
所述溶剂选自二氧六环、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、乙腈、二甲基亚砜、n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺、n-甲基吡咯烷酮、甲基叔丁基醚、乙醚、丙酮、甲苯中的一种或多种，优选为四氢呋喃。
所述炔基卤类化合物、联硼酸酯类化合物、碱和铜催化剂的摩尔比为1：(0.5～3)：(1～3)：(0.01～1)，优选为1：(1～1.5)：(1.1～1.8)：(0.03～0.15)。
所述炔基卤类化合物、联硼酸酯类化合物、碱、铜催化剂和溶剂的投放当量比例为0.2～1mmol:0.5～3eq:1～3eq:1mol％～100mol％:0.5～10ml，优选为0.3mmol:1～1.5eq:1.1～1.8eq:3mol％～15mol％:2～6ml，eq当量以底物摩尔量(即炔卤类化合物)为准。
反应产物为式ⅰ所示的炔烯基硼酸酯，其中，r1的范围同上，在此不再赘述。
m选自以下任意一种结构的基团：
其中，
所述反应的温度优选为25～40℃，更优选为30～35℃；反应时间优选为6h～24h，更优选为10h～20h。
本发明上述反应方程式如下：
其中，r1的范围同上，在此不再赘述。m-m为联硼酸酯类化合物。
接着，将反应产物冷却后，加入乙酸乙酯充分混合，用短硅胶柱过滤掉固体残渣后，保留有机相。
然后，旋转蒸发所述有机相中的溶剂，得到粗产物；
将所述粗产物用硅胶柱纯化。其中，洗脱剂为石油醚和乙酸乙酯的混合溶液，且石油醚与乙酸乙酯的体积比例为2～50：1。
本发明直接采用乙炔作为原料参与反应，反应体系与加料方式简单。使用的联硼酸酯对空气与水都不敏感，在实际应用中更加方便。炔基卤类化合物、乙炔和联硼酸酯通过铜催化得到顺式二取代烯烃，该反应具有良好的官能团兼容性。
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的炔烯基硼酸酯的制备方法进行说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。
实施例1
该实施例的反应式如下所示：
(1)在空气下，将imescucl(3mol％)，碳酸钾(1.1eq)，联硼酸频那醇酯(1eq)加入到一个含有磁子的耐压密封反应管中。充入乙炔后，向反应管中加入3ml四氢呋喃，在室温下搅拌20分钟，接着加入三异丙基硅基溴乙炔(0.25mmol)到反应液中，置于30℃油浴锅中搅拌反应12小时。
(2)将步骤(1)中所得物料冷却至室温，加入乙酸乙酯充分混合，用短硅胶柱过滤掉固体残渣后，保留有机相。
(3)旋干步骤(2)中所得的有机相中的溶剂，得到粗产物，然后用硅胶柱纯化粗产物。洗脱剂为石油醚和乙酸乙酯的混合溶液，且石油醚与乙酸乙酯的比例为50：1。分离收率为78％，产物纯度99％。
对制备的产物进行结构表征，结果见表1。
实施例2～15
按照实施例1的方法制备表1中的化合物。
表1实施例1～15产物结构及表征数据
[a]:炔卤中x1为i[b]:x1为cl[c]:联硼酯为
实施例16～18
采用实施例1的原料，替换催化剂和碱，制备炔烯基硼酸酯，产率如表2所示。
表2实施例16～18催化剂、碱以及产率汇总
由上述实施例可知，本发明采用便宜易得的乙炔作为原料，制备得到炔烯基硼酸酯，制备方法非常简便。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。