技术领域
本发明属于有机化学合成技术领域，具体涉及一种新的喹啉-2-硼酸酯的制备方法及应用方法。
背景技术
喹啉类化合物不仅是一种重要的生物活性分子，也是有机合成和药物合成的重要中间体。
近年来，由于OLED行业的快速发展，越来越多的研究成果显示喹啉类化合物在有机电发光领域所表现出的优异性能不容忽视。
然而喹啉除2位以外的其他活性位的相关文献均有大量输出，但是利用喹啉2位构建一系列稠环杂环的方法却鲜有报道，可见喹啉2位活性基团的引入一直是实验室的难点。
现有文献中所提到的用于合成喹啉类化合物的Suzuki反应中所使用的均为喹啉-2-硼酸和常规的喹啉-2-硼酯。
从目前已有的少量文献中可以看到，喹啉-2-硼酸和常规的喹啉-2-硼酯是使用的主流中间体，但是喹啉-2-硼酸制备难度大，在实验室中制备反应收率低于30％，导致其成本过高，商业化应用意义不大，喹啉-2-硼酯虽然有文献支持其制备方法，但在实验室操作过程中按照文献方法制备发现其重现性差，几乎无产物生成，并且喹啉-2-硼酯反应活性不及硼酸，应用范围较窄，对于多数对活性要求较高的Suzuki反应来说，其无法顺利实现偶联。
因此研究开发一种新型喹啉-2-硼酸酯的制备方法很有市场前景，该喹啉-2-硼酸酯可应用于Suzuki偶联反应中。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供了一种新的喹啉-2-硼酸酯的制备方法及应用方法。
为了解决技术问题，本发明的技术方案是：一种新的喹啉-2-硼酸酯的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：以2-溴喹啉、硼酸三异丙酯和正丁基锂为原料，生成异丙基-喹啉-2-硼酯锂盐溶液，所述2-溴喹啉、硼酸三异丙酯和正丁基锂的当量比为1：1.1～2：1.1～2；步骤2：将N-苯基二乙醇胺加入步骤1生成的异丙基-喹啉-2-硼酯锂盐溶液中，反应生成喹啉-2硼酸N-苯基二乙醇胺酯，异丙基-喹啉-2-硼酯锂盐和N-苯基二乙醇胺的当量比为1：1～2。
优选的，所述步骤1具体为：在惰性气体保护下，将2-溴喹啉与硼酸三异丙酯溶解于四氢呋喃中，加入反应器皿中，搅拌状态下，将其降温至-70～-90℃，并控温在-70℃以下，将正丁基锂的正己烷溶液滴加至体系中，滴加完毕后将其自然升温至室温，并搅拌16h～24h使其反应完全，其中2-溴喹啉与四氢呋喃的用量比为1g：5～10mL。
优选的，所述步骤2具体为：将N-苯基二乙醇胺溶解于四氢呋喃中，将其加入步骤1的体系中，然后将反应升温至回流状态，并保温搅拌4～8h，反应生成喹啉-2硼酸N-苯基二乙醇胺酯体系，N-苯基二乙醇胺与四氢呋喃的用量比为1g：1～3mL。
优选的，所述喹啉-2硼酸N-苯基二乙醇胺酯体系的后处理为：蒸馏体系中的溶剂四氢呋喃和正己烷，将其置换成异丙醇，置换完成后将体系降温至室温，保温搅拌12～24h，产物将以固体的形式析出，直接过滤，用异丙醇淋洗后将其常压干燥即可得到所需要的产物喹啉-2硼酸N-苯基二乙醇胺酯。
优选的，所述2-溴喹啉、硼酸三异丙酯和正丁基锂的当量比为1：1.5：1.5，异丙基-喹啉-2-硼酯锂盐和N-苯基二乙醇胺的当量比为1：1.5
优选的，一种新的喹啉-2-硼酸酯的应用方法，在惰性气体保护下，将喹啉-2硼酸N-苯基二乙醇胺酯和带有卤素或者磺酸酯活性基团的底物A加入反应器皿中，加入碱、钯催化剂、碘化亚铜和三苯基膦，最后加入溶剂，开启搅拌，将体系升温至60～120℃，保温12～24h后反应完全，将体系降至室温后，浓缩除去原有溶剂，再加入甲苯和水萃取产物，甲苯相过硅胶柱除去催化剂后用乙醇结晶得到产物B，所述喹啉-2硼酸N-苯基二乙醇胺酯和底物A的当量比为1～2：1，喹啉-2硼酸N-苯基二乙醇胺酯、碱、钯催化剂、碘化亚铜和三苯基膦的当量比为1～2：1.5～2：0.01～0.05：0.2～0.4：0.04～0.2，喹啉-2硼酸N-苯基二乙醇胺酯与溶剂的用量比为1g：5～10mL，所述底物A的结构式为
优选的，所述碱选自碳酸钾、碳酸铯、磷酸钾中的一种，钯催化剂选自四三苯基膦钯、醋酸钯、二三苯基膦二氯化钯中的一种，溶剂选自四氢呋喃、二氧六环、N,N-二甲基甲酰胺中的一种。
优选的，所述喹啉-2硼酸N-苯基二乙醇胺酯和带有卤素或者磺酸酯活性基团的底物A的当量比为1.1：1。
优选的，所述甲苯和水的用量比为1:1。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
(1)本发明公开了一种喹啉-2-硼酸酯的制备方法，采用一锅法以2-溴喹啉和正丁基锂的正己烷溶液为原料，四氢呋喃做溶剂，在-70～-90℃下形成2-锂喹啉，然后其被硼酸三异丙酯捕获，生成异丙基-喹啉-2-硼酯锂盐，不经分离，直接将形成的异丙基-喹啉-2-硼酯锂盐与N-苯基二乙醇胺反应生成一种新的喹啉-2硼酸N-苯基二乙醇胺酯，整个反应过程简单易操作，结束后易分离提纯，收率可高达80％以上，制备成本大大降低，实验重现性好，商业化应用意义重大；
(2)本发明制得的喹啉-2硼酸N-苯基二乙醇胺酯活性可等同于喹啉-2-硼酸，且在Suzuki反应过程中更稳定，对反应条件耐受性提高，可以承受更苛刻的反应条件，能保证偶联反应的顺利进行，便于构建喹啉类稠环杂环化合物；
(3)本发明喹啉-2硼酸N-苯基二乙醇胺酯的制备方法简单，操作简便，后处理简单，收率高，制备成本可以大大降低，商业化实用意义大，保留了等同于硼酸的高活性；
(4)本发明喹啉-2硼酸N-苯基二乙醇胺酯制备完成后要用异丙醇进行溶剂置换，使产物高收率析出；
(5)本发明保护喹啉-2-硼酸所使用的给电子大环由N-苯基二乙醇胺提供，其优点是可以使硼酸酯有更高的稳定性，且在后续的Suzuki反应中具有良好的耐受性和反应性。
(6)本发明使用的碱、钯催化剂、碘化亚铜、三苯基膦均为市面上大量供应的物料，且相较于同类型的化合物价格低廉，并且选用这样组合使用可以明显提升催化效率，缩短反应时间，对于反应能耗的控制有明显优势。
附图说明
图1、本发明本实施例1中产物的核磁氢谱图；
图2、本发明本实施例4中产物的核磁氢谱图；
图3、本发明本实施例5中产物的核磁氢谱图；
图4、本发明本实施例6中产物的核磁氢谱图。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明进行说明，所用的原材料、溶剂和催化剂均为常规市售产品，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
本发明公开了一种新的喹啉-2-硼酸酯的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：以2-溴喹啉、硼酸三异丙酯和正丁基锂为原料，生成异丙基-喹啉-2-硼酯锂盐溶液，所述2-溴喹啉、硼酸三异丙酯和正丁基锂的当量比为1：1.1～2：1.1～2；步骤2：将N-苯基二乙醇胺加入步骤1生成的异丙基-喹啉-2-硼酯锂盐溶液中，反应生成喹啉-2硼酸N-苯基二乙醇胺酯，异丙基-喹啉-2-硼酯锂盐和N-苯基二乙醇胺的当量比为1：1～2。
优选的，所述步骤1具体为：在惰性气体保护下，将2-溴喹啉与硼酸三异丙酯溶解于四氢呋喃中，加入反应器皿中，搅拌状态下，将其降温至-70～-90℃，并控温在-70℃以下，将正丁基锂的正己烷溶液滴加至体系中，滴加完毕后将其自然升温至室温，并搅拌16h～24h使其反应完全，其中2-溴喹啉与四氢呋喃的用量比为1g：5～10mL。
优选的，所述步骤2具体为：将N-苯基二乙醇胺溶解于四氢呋喃中，将其加入步骤1的体系中，然后将反应升温至回流状态，并保温搅拌4～8h，反应生成喹啉-2硼酸N-苯基二乙醇胺酯体系，N-苯基二乙醇胺与四氢呋喃的用量比为1g：1～3mL。
优选的，所述喹啉-2硼酸N-苯基二乙醇胺酯体系的后处理为：蒸馏体系中的溶剂四氢呋喃和正己烷，将其置换成异丙醇，置换完成后将体系降温至室温，保温搅拌12～24h，产物将以固体的形式析出，直接过滤，用异丙醇淋洗后将其常压干燥即可得到所需要的产物喹啉-2硼酸N-苯基二乙醇胺酯。
优选的，所述2-溴喹啉、硼酸三异丙酯和正丁基锂的当量比为1：1.5：1.5，异丙基-喹啉-2-硼酯锂盐和N-苯基二乙醇胺的当量比为1：1.5。
优选的，一种新的喹啉-2-硼酸酯的应用方法，在惰性气体保护下，将喹啉-2硼酸N-苯基二乙醇胺酯和带有卤素或者磺酸酯活性基团的底物A加入反应器皿中，加入碱、钯催化剂、碘化亚铜和三苯基膦，最后加入溶剂，开启搅拌，将体系升温至60～120℃，保温12～24h后反应完全，将体系降至室温后，浓缩除去原有溶剂，再加入甲苯和水萃取产物，甲苯相过硅胶柱除去催化剂后用乙醇结晶得到产物B，所述喹啉-2硼酸N-苯基二乙醇胺酯和底物A的当量比为1～2：1，喹啉-2硼酸N-苯基二乙醇胺酯、碱、钯催化剂、碘化亚铜和三苯基膦的当量比为1～2：1.5～2：0.01～0.05：0.2～0.4：0.04～0.2，喹啉-2硼酸N-苯基二乙醇胺酯与溶剂的用量比为1g：5～10mL，所述底物A的结构式为
优选的，所述碱选自碳酸钾、碳酸铯、磷酸钾中的一种，钯催化剂选自四三苯基膦钯、醋酸钯、二三苯基膦二氯化钯中的一种，溶剂选自四氢呋喃、二氧六环、N,N-二甲基甲酰胺中的一种。
优选的，所述喹啉-2硼酸N-苯基二乙醇胺酯和带有卤素或者磺酸酯活性基团的底物A的当量比为1.1：1。
优选的，所述甲苯和水的用量比为1:1。
所述喹啉-2硼酸N-苯基二乙醇胺酯的制备过程：
在惰性气体保护下，将1eq的2-溴喹啉与1.1eq～2.0eq的硼酸三异丙酯溶解于四氢呋喃中，加入反应器皿中，搅拌状态下，将其降温至-70～-90℃，并控温在-70℃以下，将1.1eq～2.0eq的正丁基锂的正己烷溶液锂滴加至体系中，滴加完毕后将其自然升温至室温，并搅拌16h～24h使其反应完全，之后将1eq～2.0eq的N-苯基二乙醇胺溶解于四氢呋喃中，将其加入体系中，然后将反应升温至回流状态，并保温搅拌4-8h；反应完开始蒸馏体系中的溶剂四氢呋喃和正己烷，将其置换成异丙醇，置换完成后将体系降温至室温，保温搅拌12-24h，产物将以固体的形式析出，直接过滤，用异丙醇淋洗后将其常压干燥即可得到所需要的产物喹啉-2硼酸N-苯基二乙醇胺酯，收率可以达到80％。
所述2-苯基喹啉的制备过程：
在惰性气体保护下，将1eq～2eq喹啉-2硼酸N-苯基二乙醇胺酯和1eq带有卤素(-Cl，-Br，-I)或者磺酸酯(-Otf)等活性基团的底物A加入反应器皿中，加入1.5eq～2eq的碱(碳酸钾，碳酸铯，磷酸钾)、0.01eq～0.05eq的钯催化剂(四三苯基膦钯，醋酸钯，二三苯基膦二氯化钯)、0.2eq～0.4eq碘化亚铜、0.04eq～0.2eq三苯基膦，最后加入溶剂(四氢呋喃，二氧六环，N,N-二甲基甲酰胺)，开启搅拌，将体系升温至60～120℃，保温12～24h后反应完全，将体系降至室温后，浓缩除去原有溶剂，再加入甲苯和水萃取产物，甲苯相过硅胶柱除去催化剂后用乙醇结晶得到产物B，收率可以达到60～90％。
实施例1
在惰性气体保护下，将20.8g的2-溴喹啉(1eq)与28.2g的硼酸三异丙酯(1.5eq)溶解于120mL四氢呋喃中，加入500mL三口瓶中，搅拌状态下，将其降温至-70～-90℃，并控温在-70℃以下，将60mL 2.5M的正丁基锂的正己烷溶液(1.5eq)滴加至体系中，滴加完毕后将其自然升温至室温，并搅拌18h使其反应完全，之后将27.2g的N-苯基二乙醇胺(1.5eq)溶解于55mL四氢呋喃中，将其加入体系中，然后将反应升温至回流状态，并保温搅拌6h。反应完开始蒸馏体系中的溶剂四氢呋喃和正己烷，将其置换成异丙醇，置换完成后将体系降温至室温，保温搅拌16h，产物将以固体的形式析出，直接过滤，用异丙醇淋洗后将其常压干燥得到26.2g喹啉-2硼酸N-苯基二乙醇胺酯，收率为82％。
如图1所示，为本实施例合成的喹啉-2硼酸N-苯基二乙醇胺酯的1H-NMR谱图。
实施例2
在惰性气体保护下，将20.8g的2-溴喹啉(1eq)与20.7g的硼酸三异丙酯(1.1eq)溶解于120mL四氢呋喃中，加入500mL三口瓶中，搅拌状态下，将其降温至-70～-90℃，并控温在-70℃以下，将44mL 2.5M的正丁基锂的正己烷溶液(1.1eq)滴加至体系中，滴加完毕后将其自然升温至室温，并搅拌24h使其反应完全，之后将19.9g的N-苯基二乙醇胺(1.1eq)溶解于40mL四氢呋喃中，将其加入体系中，然后将反应升温至回流状态，并保温搅拌8h。反应完开始蒸馏体系中的溶剂四氢呋喃和正己烷，将其置换成异丙醇，置换完成后将体系降温至室温，保温搅拌20h，产物将以固体的形式析出，直接过滤，用异丙醇淋洗后将其常压干燥得到25.4g喹啉-2硼酸N-苯基二乙醇胺酯，收率为80％。
实施例3
在惰性气体保护下，将20.8g的2-溴喹啉(1eq)与37.6g的硼酸三异丙酯(2.0eq)溶解于120mL四氢呋喃中，加入500mL三口瓶中，搅拌状态下，将其降温至-70～-90℃，并控温在-70℃以下，将80mL 2.5M的正丁基锂的正己烷溶液(2.0eq)滴加至体系中，滴加完毕后将其自然升温至室温，并搅拌16h使其反应完全，之后将36.2g的N-苯基二乙醇胺(2.0eq)溶解于70mL四氢呋喃中，将其加入体系中，然后将反应升温至回流状态，并保温搅拌4h。反应完开始蒸馏体系中的溶剂四氢呋喃和正己烷，将其置换成异丙醇，置换完成后将体系降温至室温，保温搅拌12h，产物将以固体的形式析出，直接过滤，用异丙醇淋洗后将其常压干燥得到25.8g喹啉-2硼酸N-苯基二乙醇胺酯，收率为81％。
实施例4
氩气保护下，称取15.7g溴苯(1.0eq)和35.0g喹啉-2硼酸N-苯基二乙醇胺酯(1.1eq)于500mL三口瓶中，加入27.6g碳酸钾(2.0eq)、1.15g四三苯基膦钯(0.01eq)、3.80g碘化亚铜(0.2eq)、2.62g三苯基膦(0.1eq)，最后加入150mL四氢呋喃，开启磁力搅拌，将体系升温至66℃，保温搅拌16h后取样检测反应完全，将体系降温至20℃后浓缩除去四氢呋喃，加入150mL甲苯和150mL水，充分搅拌萃取产物，静置分液弃去水相，有机相用甲苯过硅胶柱除去催化剂后过柱液浓缩干得到固体粗品后用乙醇重结晶得到纯度为99％的白色固体18g，收率88％。
如图2所示，为本实施例合成产物的1H-NMR谱图。
实施例5
惰性气体保护下，将47.8g喹啉-2硼酸N-苯基二乙醇胺酯(1.5eq)和13.7g4-氯苯甲腈(1.0eq)加入250mL单口瓶中，加入48.9g碳酸铯(1.5eq)、1.4g二三苯基膦二氯化钯(0.02eq)、5.7g碘化亚铜(0.3eq)、5.24g三苯基膦(0.2eq)，最后140mL二氧六环，开启搅拌，将体系升温至102℃，保温20h后反应完全，将体系降至室温后，浓缩除去原有溶剂，再加入甲苯和水萃取产物，甲苯相过硅胶柱除去催化剂后用乙醇结晶得到类白色固体产物18.4g，收率80％。
如图3所示，为本实施例合成产物的1H-NMR谱图。
实施例6
惰性气体保护下，将63.8g喹啉-2硼酸N-苯基二乙醇胺酯(2.0eq)和24g 3-甲基苯基三氟甲磺酸酯(1.0eq)加入500mL三口瓶中，加入31.8g磷酸钾(1.5eq)、225mg醋酸钯(0.01eq)、3.8g碘化亚铜(0.2eq)、1.3g三苯基膦(0.05eq)，最后加入200mLN,N-二甲基甲酰胺，开启搅拌，将体系升温至120℃，保温16h后反应完全，将体系降至室温后，加入甲苯和水萃取产物，甲苯相过硅胶柱除去催化剂后用乙醇结晶得到白色固体产物17.1g，收率78％。
如图4所示，为本实施例合成产物的1H-NMR谱图。
本发明反应原理如下：
本发明公开了一种喹啉-2-硼酸酯的制备方法，具体为喹啉-2硼酸N-苯基二乙醇胺酯的制备方法，采用一锅法以2-溴喹啉和正丁基锂的正己烷溶液为原料，四氢呋喃做溶剂，在-70～-90℃下形成2-锂喹啉，然后其被硼酸三异丙酯捕获，生成异丙基-喹啉-2-硼酯锂盐，不经分离，直接将形成的异丙基-喹啉-2-硼酯锂盐与N-苯基二乙醇胺反应生成一种新的喹啉-2硼酸N-苯基二乙醇胺酯，本发明提供一种用给电子的大环对喹啉2位的硼酸进行保护的方法，使其形成一种新的喹啉-2-硼酸酯，其更简单易得，反应收率高；本发明还提供了在后续的Suzuki偶联反应过程使用喹啉-2硼酸N-苯基二乙醇胺酯的方法，使偶联反应能顺利进行，从而为构建稠环杂环化合物提供便利。
本发明整个反应过程简单易操作，结束后易分离提纯，收率可高达80％以上，制备成本大大降低，实验重现性好，商业化应用意义重大。
本发明制得的喹啉-2硼酸N-苯基二乙醇胺酯活性可等同于喹啉-2-硼酸，且在Suzuki反应过程中更稳定，对反应条件耐受性提高，可以承受更苛刻的反应条件，能保证偶联反应的顺利进行，便于构建喹啉类稠环杂环化合物。
本发明喹啉-2硼酸N-苯基二乙醇胺酯制备方法简单，操作简便，后处理简单，收率高，制备成本可以大大降低，商业化实用意义大，保留了等同于硼酸的高活性。
本发明喹啉-2硼酸N-苯基二乙醇胺酯制备完成后要用异丙醇进行溶剂置换，使产物高收率析出。
本发明保护喹啉-2-硼酸所使用的给电子大环由N-苯基二乙醇胺提供，其优点是可以使硼酸酯有更高的稳定性，且在后续的Suzuki反应中具有良好的耐受性和反应性。
本发明使用的碱、钯催化剂、碘化亚铜、三苯基膦均为市面上大量供应的物料，且相较于同类型的化合物价格低廉，并且选用这样组合使用可以明显提升催化效率，缩短反应时间，对于反应能耗的控制有明显优势。
上面对本发明优选实施方式作了详细说明，但是本发明不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。
不脱离本发明的构思和范围可以做出许多其他改变和改型。应当理解，本发明不限于特定的实施方式，本发明的范围由所附权利要求限定。