如何在超声条件下合成正丁基硼酸? ¹

单取代硼酸是一类非常重要的中间体，可以与多种化合物进行Suzuki反应，特别是可以生成手性硼酸酯。正丁基硼酸是此类化合物的代表性有机合成中间体。

超声波是一种可以加速化学反应的工具，近年来得到了广泛应用。它可以提高反应收率，缩短反应时间，并且使一些常态下难以进行的反应变得顺利。特别是在有金属参与的有机化学反应中，超声波能够加快反应速率。

正丁基硼酸的制备方法

传统的制备方法需要严苛的无氧、无水、低温条件，而通过金属镁和卤代烃的反应可以制备有机硼酸，条件温和，效果良好。然而，这种方法仍然需要严格的无氧、无水条件，并且只能合成芳基硼酸。在超声条件下，克服了无水、无氧条件的限制，制备了大体积的单取代硼酸酯，条件温和，但收率不高。至今为止，关于小分子硼酸的合成文献很少，而正丁基硼酸作为合成抗癌药硼替佐米的关键中间体，其合成方法尚未见文献报道。本研究在超声条件下合成了正丁基硼酸，并对不同反应温度、超声功率和溶剂对产率的影响进行了探讨。

图1 正丁基硼酸的合成反应式

实验操作

在500 mL的3口瓶中按顺序加入正丁基溴、三甲氧基硼烷、镁屑、四氢呋喃和碘。在超声波反应器中进行反应，15分钟后停止反应。用盐酸调节反应溶液的pH值，使其略显酸性并生成白色沉淀。将固体过滤掉，分液漏斗中分离水层和有机层。用乙醚萃取水层，洗涤后得到上层清液。将清液倒入干燥的瓶中加入无水硫酸钠干燥过夜。经过干燥后，旋转蒸发除去溶剂，得到粗产品，再通过水重结晶纯化，最终得到白色晶体。

结论

在超声条件下，以175W的超声波功率、15分钟的反应时间和40℃的反应温度，通过硼酸酯、卤代烃和金属镁的反应可以合成正丁基硼酸。相比其他方法，该方法避免了低温和绝对无水、无氧条件，反应速度快，产率可达80%左右。

参考文献

[1]US6458764 B1, 2002 ;