本发明涉及的商业化试剂正丁基锂的应用，具体涉及基于脂肪族羧酸硼氢化反应制备硼酸酯的方法。
背景技术：
由于硼酸酯的稳定性和低毒性，被广泛应用于各个领域，它是合成含硼化合物的一种主要原料。现有方法一方面要利用较难合成的催化剂，成本高；另一方面，催化反应需要60oc的反应温度以及24小时的反应时间。羧酸和醛酮亲核加成反应活性区别：（1）羧酸的活泼氢易离去，因此它的两个o实际上是等价的，所以从空间结构来看，羧基的位阻较大，并且羧基氢键的存在，使整个羰基的电子云密度较大，亲核试剂进攻活性中心比较难；（2）亲核试剂先进攻羰基碳，这个与碳上的电子云密度有关，密度小的先进攻，比如醛酮比酯、酰胺的电子云密度更小，所以活性高，会优先反应，空间效应大的不易反应；（3）形成过渡态的时候要看离去基团，醛酮的离去基团是烷基及氢，二者都不易离去，所以醛酮只发生加成，不发生消除，不同于羧酸及其衍生物。
技术实现要素：
本发明的发明目的是提供脂肪族羧酸硼氢化反应制备硼酸酯的方法，即以正丁基锂为高效催化剂催化羧酸与硼烷发生硼氢化反应，脂肪族羧酸一般为液体，脂肪族羧酸与频哪醇硼烷的反应为均相反应。
为达到上述发明目的，本发明采用的技术方案是：
基于脂肪族羧酸硼氢化反应制备硼酸酯的方法，包括以下步骤，在惰性气体氛围下，将硼烷和脂肪族羧酸混合，再加入催化剂正丁基锂，然后进行硼氢化反应得到硼酸酯。
正丁基锂在催化脂肪族羧酸与硼烷硼氢化反应中的应用。
本发明中，所述正丁基锂为商业化的正丁基锂试剂。
上述技术方案中，所述硼烷为频哪醇硼烷；所述脂肪族羧酸为乙酸、己酸、戊酸、庚酸、三甲基乙酸、己二酸等。
上述技术方案中，所述脂肪族羧酸和硼烷的用量摩尔比为1:3～1:7。
上述技术方案中，所述硼氢化反应的温度为室温，时间为10～20分钟。
上述技术方案中，正丁基锂的用量为脂肪族羧酸摩尔量的0.1%～0.3%。
本发明公开的硼氢化反应的具体步骤为：
在惰性气体氛围下，将硼烷和脂肪族羧酸混合，再加入催化剂正丁基锂，然后进行硼氢化反应；反应结束后，接触空气中止反应，反应液减压除去溶剂，得到不同取代的硼酸酯。可以在手套箱中实现惰性气体氛围,为常规技术。
本发明中，所有原料经过无水无氧处理。
上述技术方案可表示如下：
现有硼氢化方法都有明显的缺点：lialh4和nabh4体系安全风险很大，smi2-h2o-et3n体系需要过量很多的试剂，过渡金属配合物体系需要高温及高压下进行并且一方面要利用较难合成的催化剂，成本高；另一方面，催化反应需要60oc的反应温度以及24小时的反应时间。由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
1.本发明首次发现商业化的正丁基锂能高效的催化脂肪族羧酸与硼烷发生硼氢化反应，高度符合原子经济合成。
2.本发明公开的正丁基锂催化脂肪族羧酸与硼烷发生硼氢化反应的催化活性高(催化剂用量0.2mol%)，反应条件温和(室温)，反应时间短(10～20分钟)，且反应产率高，反应简单可控，后处理简单。
3.本发明公开的正丁基锂催化脂肪族羧酸的硼氢化对底物的适用范围宽，适用于不同取代基位置、不同电子效应的羧酸，为硼酸酯的工业化合成提供了更多选择；并且反应过程简单可控，收率高，产物后处理容易，适合工业化生产。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步描述：
实施例一:正丁基锂催化乙酸与频哪醇硼烷硼氢化反应
在惰性气体氛围下，向经过脱水脱氧处理后的反应瓶中加入乙酸(28.6μl,0.5mmol），用移液枪加入频哪醇硼烷(290μl,2mmol)，最后加入10μl正丁基锂的四氢呋喃溶液(0.1m)(0.2mol%用量，下同)，在室温下反应15分钟，将反应液接触空气，除去溶剂，得到产物硼酸酯，以均三甲氧基苯(84.08mg，0.5mmol）为内标，用cdcl3溶解，搅拌10分钟，取样，配核磁。经计算1h产率为99%。产物的核磁数据:1hnmr(400mhz,cdcl3)：δ3.88(q,2h,ch2),1.25(s,36h,ch3),1.21(brs,3h,ch3)。
当频哪醇硼烷(218μl,1.5mmol)时，收率95%；频哪醇硼烷(363μl,2.5mmol)时，收率99%；反应时间为20分钟，收率99%；如果将正丁基锂换为三芳氧稀土催化剂nd(oar)3(thf)2，得不到产物。
实施例二:正丁基锂催化戊酸与频哪醇硼烷硼氢化反应
在惰性气体氛围下，向经过脱水脱氧处理后的反应瓶中加入戊酸(54.38μl,0.5mmol），用移液枪加入频哪醇硼烷(290μl,2mmol)，最后加入正丁基锂(0.2mol%用量)的四氢呋喃溶液，在室温下反应15分钟，将反应液接触空气，除去溶剂，得到产物硼酸酯，以均三甲氧基苯(84.12mg，0.5mmol）为内标，用cdcl3溶解，搅拌10分钟，取样，配核磁。经计算1h产率为92%。产物的核磁数据:1hnmr(400mhz,cdcl3)：δ3.81(t,2h,och2),1.52-1.56(m,2h,ch2),1.30-1.52(m,4h,ch2),1.28（s,36h,ch)，0.86(t,3h,ch3)。
实施例三:正丁基锂催化己酸与频哪醇硼烷硼氢化反应
在惰性气体氛围下，向经过脱水脱氧处理后的反应瓶中加入己酸(62.52μl,0.5mmol），用移液枪加入频哪醇硼烷(290μl,2mmol)，最后加入正丁基锂(0.2mol%用量)的四氢呋喃溶液，在室温下反应15分钟，将反应液接触空气，除去溶剂，得到产物硼酸酯，以均三甲氧基苯(84.01mg，0.5mmol）为内标，用cdcl3溶解，搅拌10分钟，取样，配核磁。经计算1h产率为90%。产物的核磁数据:1hnmr(400mhz,cdcl3)：δ3.76(t,2h,och2),1.46-1.52(m,2h,ch2),1.24-1.35(m,6h,ch2),1.19（s,48h,ch3)，0.82(t,3h,ch3)。
实施例四:正丁基锂催化庚酸与频哪醇硼烷硼氢化反应
在惰性气体氛围下，向经过脱水脱氧处理后的反应瓶中加入庚酸(70.90μl,0.5mmol），用移液枪加入频哪醇硼烷(290μl,2mmol)，最后加入正丁基锂(0.2mol%用量)的四氢呋喃溶液，在室温下反应15分钟，将反应液接触空气，除去溶剂，得到产物硼酸酯，以均三甲氧基苯(84.05mg，0.5mmol）为内标，用cdcl3溶解，搅拌10分钟，取样，配核磁。经计算1h产率为90%。产物的核磁数据:1hnmr(400mhz,cdcl3)：δ3.71(t,2h,och2),1.41-1.47(m,2h,ch2),1.19-1.30(m,8h,ch2),1.24（s,48h,ch3)，0.77(t,3h,ch3)。
实施例五:正丁基锂催化三甲基乙酸与频哪醇硼烷硼氢化反应
在惰性气体氛围下，向经过脱水脱氧处理后的反应瓶中加入三甲基乙酸(50.7mg,0.5mmol），用移液枪加入频哪醇硼烷(288μl,2mmol)，最后加入正丁基锂(0.2mol%用量)的四氢呋喃溶液，在室温下反应15分钟，将反应液接触空气，除去溶剂，得到产物硼酸酯，以均三甲氧基苯(84.08mg，0.5mmol）为内标，用cdcl3溶解，搅拌10分钟，取样，配核磁。经计算1h产率为99%。产物的核磁数据:1hnmr(400mhz,cdcl3)δ3.43(s,2h,och2),1.17(s,36h,ch3,obpin&pinbobpin),0.82(s,9h,ch3)。
实施例六:正丁基锂催化己二酸与频哪醇硼烷硼氢化反应
在惰性气体氛围下，向经过脱水脱氧处理后的反应瓶中加入己二酸(72.9mg,0.5mmol），用移液枪加入频哪醇硼烷(508μl,3.5mmol)，最后加入正丁基锂(0.2mol%用量)的四氢呋喃溶液，在室温下反应15分钟，将反应液接触空气，除去溶剂，得到产物硼酸酯，以均三甲氧基苯(83.90mg，0.5mmol）为内标，用cdcl3溶解，搅拌10分钟，取样，配核磁。经计算1h产率为99%。产物的核磁数据:1hnmr(400mhz,cdcl3)：δ3.77(t,4h,och2),1.48-1.50(m,4h,ch2),1.28-1.30(m,4h,ch2),1.17(s,72h,ch3,obpin&pinbobpin)。
对比例：2,4-二(2,6-二异丙基苯胺基)-2-戊烯基锂催化乙酸与频哪醇硼烷硼氢化反应
在惰性气体氛围下，向经过脱水脱氧处理后的反应瓶中加入乙酸(28.6μl,0.5mmol），用移液枪加入频哪醇硼烷(290μl,2mmol)，最后加入2,4-二(2,6-二异丙基苯胺基)-2-戊烯基锂的四氢呋喃溶液(0.1m)(0.2mol%用量)，在室温下反应15分钟，将反应液接触空气，除去溶剂，得到产物硼酸酯，以均三甲氧基苯（83.32mg，0.5mmol）为内标，用cdcl3溶解，搅拌10分钟，取样，核磁测定。经计算1h产率为18%。产物的核磁数据:1hnmr(400mhz,cdcl3)：δ3.87(q,2h,ch2),1.24(s,36h,ch3),1.20(brs,3h,ch3)。
2,4-二(2,6-二异丙基苯胺基)-2-戊烯基锂的化学结构式如下：