在药物研发、材料科学等领域，芳香硼酸是一类不可或缺的关键合成砌块，尤其广泛应用于铃木偶联等反应中。在众多合成方法中，利用丁基锂（常用正丁基锂，n-BuLi）进行的锂-卤交换/硼酸化策略，因其高效、高选择性而成为实验室及工业制备特定芳香硼酸的经典方法。
核心反应原理
该方法通常分为两个核心步骤，其简化反应流程如下：
流程图：
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目标芳香卤代物 (Ar-X) │ │ 1. 低温，惰性气体保护 │ n-BuLi (1 eq.) ▼ 芳基锂中间体 (Ar-Li) + Bu-X │ │ 2. 硼酸三甲酯 (B(OMe)₃) │ 随后水解 ▼ 目标芳香硼酸 (Ar-B(OH)₂)
（Ar代表芳基；X通常为Br或I）
第一步：锂-卤交换
在严格无水无氧、低温（通常-78°C）条件下，化学计量的正丁基锂与芳香卤代物（溴或碘代物活性最佳）发生快速反应。丁基锂中的锂原子“交换”芳环上的卤素原子，生成高活性的芳基锂中间体，并副产卤代丁烷。此步骤是控制选择性与效率的关键。
第二步：硼酸化与水解
生成的芳基锂中间体立即与硼酸酯（最常用硼酸三甲酯）反应。芳基负离子亲核进攻硼原子，形成芳基硼酸酯络合物。随后，在温和的酸性条件下（如稀盐酸）水解，即可得到最终产物芳香硼酸。
经典实验步骤简述
以间溴甲苯合成间甲基苯硼酸为例：
准备：将干燥的反应瓶抽换氮气三次，确保无水无氧环境。
底物投料：于低温下，向反应瓶中加入间溴甲苯的无水四氢呋喃溶液。
锂化：在-78°C搅拌下，缓慢滴加正丁基锂的己烷溶液，保持低温反应约30分钟，溶液通常变色，生成间甲基苯基锂。
硼酸化：保持低温，快速加入过量硼酸三甲酯，自然升温至室温继续搅拌。
后处理：将反应液冷却，用稀盐酸小心淬灭并水解。经乙酸乙酯萃取、水洗、干燥、浓缩后，常得到白色或类白色固体粗产品。
纯化：粗产品可通过重结晶（常用水/甲醇或石油醚/乙酸乙酯体系）获得高纯度目标硼酸。
方法与优势
此丁基锂法的主要优势在于：
高区域选择性：当芳环上有导向基团时，可通过顺序加入锂试剂与卤代物控制反应位点。
底物普适性：适用于多种芳香溴/碘代物，包括对位有取代基的底物。
产物纯度高：反应步骤简洁，副产物易于除去。
然而，该方法对操作条件要求极为苛刻。正丁基锂性质极度活泼，遇空气自燃，遇水剧烈反应。全程必须在惰性气体（氩气或氮气）保护和严格除水条件下进行，并使用经干燥处理的溶剂与玻璃仪器。实验人员需具备专业训练并穿戴完备防护装备。
尽管存在操作挑战，丁基锂介导的硼酸合成法凭借其卓越的效率和选择性，至今仍是精准构建复杂芳香硼酸分子、进而通往功能材料与生物活性分子的一条可靠而强大的合成路径。
