镍催化硼化:鲜有报道的放大工艺案例(下)

文摘   2025-01-03 07:01   天津  
文献信息显示,这是第一个报道的镍催化制备硼酯的放大案例

第一代工艺概况
  • 经过实验室的工艺研究,开展了第一代工艺的放大。
  • 两批放大重现了实验室的小试结果,16kg和22kg的工艺简要信息如下,两批母液合并进行氢氧化钠淬灭处理,降低氢气释放的安全风险。

  • 下一步研究重点,工艺稳健性、镍催化剂种类对于反应过程物料降解的控制,以及减少氢气的释放等。

第二代工艺的研究
  • 第一代工艺采用Ni(NO3)2 6H2O为催化剂,此催化剂和硼源B2(pin)2、碱DIPEA均体现了不稳定性,存在物料降解。第一代工艺采用加料顺序进行物料降解控制。

  • 以第一代的硼源、碱、配体为基础,对比不同的镍催化剂和溶剂,研究数据如下,其中六水合氯化镍大的数据好于醋酸镍。

  • 六水合氯化镍为催化剂,基于不同溶剂之间的数据差别,进一步研究了溶剂的影响。其中正庚烷为混合溶剂结果更好,以硼源B2(pin)2用量为衡量点,正庚烷和甲醇的比例对反应影响的研究数据如下,其中B2(pin)2可以采用降低到1.5eq.

  • 以1.5eq.B2(pin)2为基础,进一步筛选了烷烃类溶剂,其中环己烷和环戊烷相对更好。

  • 第一代工艺采用柠檬酸淬灭,存在废液释放气体的安全问题,研究其他淬灭试剂,减少气体释放,达到去除镍的目的,对比数据如下

  • 采用N-乙酰半光氨酸淬灭,镍类催化剂在水层,产物在有机层,把水层放在压力罐中,40度保存24小时,没有发现气体释放,解决了安全问题。

第二代工艺路线如下
  • 相对第一代路线,B2(pin)2使用量更少,镍催化剂使用量更少(这个没有看明白,什么时候变少的),配体使用量更少(这个也没有看明白,什么时候变少的)。
  • 小编:小试和放大过程,如果物料不存在降解,放大过程催化剂使用量往往小于小试过程。
  • 反应釜只需要1个,第一代因为物料降解因素,需要加热条件滴加B2(pin)2和碱的溶液,额外需要一个反应釜。
  • 淬灭过程,采用N-乙酰半光氨酸代替最初的柠檬酸,降低了氢气释放的安全风险,母液存放过程气体释放也得到了控制。总放气量少于第一代工艺。

三个时期的工艺对比数据如下
  • 物料成本明显降低
  • PMI明显降低
  • 氢气释放量明显降低,气体释放速率更慢

参考文献
https://doi.org/10.1021/acs.oprd.4c00454

原料药合成工艺开发
有机合成工艺文献分享和总结;有机合成工艺经验分享和交流;原料药研发的法规指导文件交流
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