一种3‑羧基苯硼酸的制备方法与流程

技术领域：

本发明涉及有机合成技术领域，具体涉及一种3-羧基苯硼酸的制备方法。

背景技术：
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3-羧基苯硼酸是一种重要的有机合成中间体，可通过suzuki芳基偶联反应合成多烯烃、苯乙烯和联苯的衍生物，从而应用于众多天然产物、有机材料的合成中。

现有合成方法是用3-氰基苯硼酸经水解后得3-羧基苯硼酸，此方法虽然只需一步，但是原料成本高，不适宜工业生产，本发明虽然两步，但是反应原料易得、工艺简单、后处理易行、条件温和、反应成本低、对环境污染小、产品收率高、质量好且适用于工业化生产。

技术实现要素：
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本发明所要解决的技术问题在于提供一种反应原料易得、工艺简单、后处理易行、条件温和、反应成本低、对环境污染小、产品收率高、质量好且适用于工业化生产的3-羧基苯硼酸的制备方法。

本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：

一种3-羧基苯硼酸的制备方法，以间甲基溴苯为起始原料，先与镁屑、碘经格氏反应生成格氏试剂，然后与硼酸三甲酯经硼酸化反应制得间甲基苯硼酸，间甲基苯硼酸再在碱性条件下经高锰酸钾氧化制成3-羧基苯硼酸。

一种3-羧基苯硼酸的制备方法，具体制备步骤如下：

(1)间溴甲苯、镁屑和碘在四氢呋喃中发生格氏反应，格氏反应结束后体系降温，再加入硼酸三甲酯发生硼酸化反应，硼酸化反应结束后经酸化水解、打浆纯化、烘干，制得间甲基苯硼酸；

(2)将上述制得的间甲基苯硼酸溶解于氢氧化钠水溶液中，并分批次加入高锰酸钾发生氧化反应，氧化反应结束后经抽滤、浓缩、酸化、再抽滤、打浆纯化、烘干，制得3-羧基苯硼酸。

所述步骤(1)中硼酸化反应温度在-80～-30℃，优选-50～-30℃。

所述步骤(1)中间溴甲苯、镁屑与硼酸三甲酯的摩尔比为1:(1～2):(1.5～2.5),优选1:(1～1.5):(1.8～2.2)。

所述步骤(2)中反应温度在20～50℃，优选20～30℃。

所述步骤(2)中间甲基苯硼酸与高锰酸钾的摩尔比为1:(1.0～2.0)，优选1:(1.0～1.5)。

所述步骤(2)中氢氧化钠水溶液ph值为10～14，优选为12～14。

本发明的有益效果是：本发明以价廉易得的间溴甲苯为起始原料，经格氏反应、硼酸化反应和氧化反应制得3-羧基苯硼酸，操作简单，避免高温反应，并且产物3-羧基苯硼酸的平均纯度达到99.3％，平均总收率达到50％，在低成本的基础上保证了产物的收率和纯度，从而适于工业化生产。

具体实施方式：

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。

实施例1

反应瓶中加入0.05mol(0.1eq)间溴甲苯，0.55mol(1.1eq)镁屑，数粒单质碘，300mlthf，搅拌，升温至回流，格氏引发，回流状态下继续滴加间溴甲苯0.45mol(0.9eq)。滴加完毕回流保温反应，反应时间到，降温至-60.0℃，开始滴加硼酸三甲酯1.0mol(2.0eq)，滴加完毕，保温反应，直至原料反应完，升温，加水，滴加盐酸水解，调节ph至1-2，保温反应，反应时间到，旋转蒸发，抽干，打浆纯化，烘干得白色固体3-甲基苯硼酸0.44mol，水分0.05％，纯度98.64％，产率为88.0％。

在反应瓶中投入氢氧化钠水溶液(30％)120ml，上述制得的3-甲基苯硼酸0.44mol，搅拌下，温度控制在20～30℃，分批次加入高锰酸钾0.75mol(1.7eq)，投料完毕，保温反应，直至原料反应完全，抽滤，旋转蒸发，酸化，抽滤，打浆纯化，制得白色固体3-羧基苯硼酸0.283mol，纯度99.3％，产率为56.6％。

实施例2

反应瓶中加入0.10mol(0.1eq)间溴甲苯，1.1mol(1.1eq)镁屑，数粒单质碘，800mlthf，搅拌，升温至回流，格氏引发，回流状态下继续滴加间溴甲苯0.90mol(0.9eq)，滴加完毕回流保温反应，反应时间到，降温至-50.0℃，开始滴加硼酸三甲酯2.2mol(2.2eq)，滴加完毕，保温反应，直至原料反应完，升温，加水，滴加盐酸水解，调节ph至1-2，保温反应，反应时间到，旋转蒸发，抽干，打浆纯化，烘干得白色固体3-甲基苯硼酸0.90mol，水分0.03％，纯度98.86％，产率为90.0％。

在反应瓶中投入氢氧化钠水溶液(30％)250ml，上述制得的3-甲基苯硼酸0.90mol，搅拌下，温度控制在30～40℃，分批次加入高锰酸钾1.50mol(1.7eq)，投料完毕，保温反应，直至原料反应完全，抽滤，旋转蒸发，酸化，抽滤，打浆纯化，制得白色固体3-羧基苯硼酸0.612mol，纯度99.5％，产率为61.2％。

实施例3

反应瓶中加入0.10mol(0.1eq)间溴甲苯，1.2mol(1.2eq)镁屑，数粒单质碘，800mlthf，搅拌，升温至回流，格氏引发，回流状态下继续滴加间溴甲苯0.90mol(0.9eq)，滴加完毕回流保温反应，反应时间到，降温至-60.0℃，开始滴加硼酸三甲酯2.0mol(2.0eq)，滴加完毕，保温反应，直至原料反应完，升温，加水，滴加盐酸水解，调节ph至1-2，保温反应，反应时间到，旋转蒸发，抽干，打浆纯化，烘干得白色固体3-甲基苯硼酸0.87mol，水分0.03％，纯度98.57％，产率为87.0％。

在反应瓶中投入氢氧化钠水溶液(30％)300ml，上述制得的3-甲基苯硼酸0.87mol，搅拌下，温度控制在20～30℃，分批次加入高锰酸钾1.60mol(1.6eq)，投料完毕，保温反应，直至原料反应完全，抽滤，旋转蒸发，酸化，抽滤，打浆纯化，制得白色固体3-羧基苯硼酸0.524mol，纯度99.4％，产率为52.4％。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种3‑羧基苯硼酸的制备方法，涉及有机合成技术领域，以间甲基溴苯为起始原料，先与镁屑、碘经格氏反应生成格氏试剂，然后与硼酸三甲酯经硼酸化反应制得间甲基苯硼酸，间甲基苯硼酸再在碱性条件下经高锰酸钾氧化制成3‑羧基苯硼酸。本发明以价廉易得的间溴甲苯为起始原料，经格氏反应、硼酸化反应和氧化反应制得3‑羧基苯硼酸，操作简单，并且产物3‑羧基苯硼酸的平均纯度达到99.3％，平均总收率达到50％，在低成本的基础上保证了产物的收率和纯度，从而适于工业化生产。

技术研发人员：杨青;赵士民;徐剑霄;王庆强
受保护的技术使用者：蚌埠中实化学技术有限公司
技术研发日：2017.05.11
技术公布日：2017.07.14