一種合成含磷有機物的方法技術

本發明專利技術提供一種合成含磷有機物的方法，該方法包括，在惰性氣體保護下，在過渡金屬催化劑、溶劑和添加劑的存在下，使式1所示的鹵代烴或磺酸酯與式2所示的酰基膦化合物進行偶聯反應，得到式3所示的三價膦化合物；

Method for synthesizing phosphorus containing organic matter

The invention provides a method for the synthesis of organic phosphorus compounds, the method includes, under the protection of inert gas, in transition metal catalysts, solvents and additives in the presence of coupling reaction of acyl phosphine compounds to Formula 1 halogenated hydrocarbons or sulfonate and shown in formula 2, trivalent phosphine to type 3 shown;

【技術實現步驟摘要】
一種合成含磷有機物的方法
本專利技術屬于有機合成領域，具體涉及一種以酰基膦化合物作為安全膦試劑，應用于過渡金屬催化的碳-磷鍵偶聯反應合成含磷有機物的方法。
技術介紹
過渡金屬催化的碳-磷鍵偶聯反應是目前合成含磷有機化合物的一類重要而基礎的方法，尤其對于各種催化反應中廣泛使用的(手性)膦配體的合成更是主要采用的合成方法。合成方法主要是先合成所需要的膦配體骨架，再通過和膦試劑偶聯的方法引入含有磷原子的部分，而其中采用的膦試劑主要是含氫的三價膦化合物、五價膦化合物，還有少部分含硅的膦化合物。這類廣泛使用的含氫的三價膦化合物、五價膦試劑往往都是有毒易燃、有刺激性氣味的危險品化合物，這就對使用這類試劑合成含磷化合物的生產和合成提出了非常嚴格的要求和不便。對國家對于危險化學品的生產、運輸、儲存、購買都有著嚴格的規定，而且最近對于危險化學品的管控越來越嚴格，這就使得危險品的問題更加迫切的需要得到根本解決。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種以酰基膦化合物作為安全膦試劑，用于過渡金屬催化的碳-磷鍵偶聯反應合成含磷有機物的方法。酰基膦化合物是一種無易燃性，無揮發性，無刺激性氣味，對水和空氣相對惰性，在室溫下可以長期儲存的穩定固體，目前關于它們的化學性質研究很少。本專利技術的專利技術人發現此類物質可作為一種可替代膦氫化合物用于過渡金屬催化的碳-磷鍵偶聯反應的新型膦試劑并用于有機合成。而目前對于這類屬于危險品的含氫的膦化合物替代品的研究工作還基本處于空白狀態。具體地，本專利技術提供一種合成含磷有機物的方法，該方法包括，在惰性氣體保護下，在過渡金屬催化劑、有機溶劑和添加劑的存在下，使式1所示的鹵代烴或磺酸酯與式2所示的酰基膦化合物進行偶聯反應，得到式3所示的三價膦化合物；其中，R1、R2和R3各自獨立地為C1-C16烷基、C6-C20芳基和C4-C15雜芳基中的至少一種；所述添加劑為無機堿或有機堿。優選地，X為鹵素、三氟甲磺酸酯基、甲苯磺酸酯基和甲磺酸酯基中的至少一種。所述鹵素優選為溴或碘。優選地，R1為取代或未取代的以下基團中的至少一種：苯基、萘基和雜芳基；取代或未取代的基團為鹵素、C1-C8烷基、C1-C8烷氧基和C1-C8烷基酯基中的至少一種所述雜芳基中的雜原子為N、S和O中的至少一種。進一步優選地，取代或未取代的基團為鹵素、C1-C3烷基、C1-C3烷氧基和C1-C3烷基酯基中的至少一種，例如優選為氯、溴、甲基、乙基、甲氧基和甲酯基中的至少一種。進一步優選地，所述雜芳基為C4或C5的雜芳基，形成的雜芳環優選為吡啶、呋喃、吡咯和噻吩等。上述取代基與X可以為鄰位、對位或間位。具體地，本專利技術的酰基膦化合物優選為以下化合物中的至少一種：優選地，R2和R3各自獨立地為取代或未取代的以下基團中的至少一種：C1-C8烷基、苯基、萘基和雜芳基；取代或未取代的基團為鹵素、C1-C8烷基和C1-C8烷氧基中的至少一種；所述雜芳基中的雜原子為N、S和O中的至少一種。進一步優選地，R2和R3各自獨立地為取代或未取代的以下基團中的至少一種：C1-C5烷基、苯基、萘基和雜芳基。所述C1-C5烷基例如為甲基、乙基、異丙基、叔丁基。進一步優選地，所述雜芳基為C4或C5的雜芳基，形成的雜芳環優選為吡啶、呋喃、吡咯和噻吩等。具體地，本專利技術的酰基膦化合物優選為以下化合物中的至少一種：以上酰基膦化合物可參照文獻報道合成得到：Yang,J.；Chen,X；Wang,Z.TetrahedronLett.2015,56,5673。根據本專利技術，所述過渡金屬催化劑優選為鈀催化劑、銠催化劑、鎳催化劑和銅催化劑中的至少一種。進一步優選地，所述過渡金屬催化劑Pd(OAc)2、Pd(PPh3)4、Pd2(dba)3、Pd(dppe)Cl2、Pd(dppp)Cl2、Pd(dppf)Cl2、RhCl(PPh3)3、[RhCl(coe)2]2、[RhCl(C2H4)2]2、[RhCl(COD)]2、Ni(COD)2、NiCl2(dppe)、NiCl2(dppp)、NiCl2(dppf)、Cu(OAc)2、Cu(OTf)2、CuI、CuBr、CuCl和Cu2O中的至少一種。根據本專利技術，所述無機堿和有機堿均可以為有機合成領域常規的各種選擇。優選地，所述無機堿為堿金屬碳酸鹽、堿金屬氫氧化物、堿金屬碳酸氫鹽、堿金屬醋酸鹽和堿土金屬碳酸鹽中的至少一種。例如，所述無機堿優選為碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸銫、氫氧化鈉、碳酸氫鈉、碳酸鎂和醋酸鈉中的至少一種。所述有機堿優選為吡啶、三乙胺、二異丙胺、咪唑和苯胺中的至少一種。本專利技術的方法可以在多種溶劑中適用。所述溶劑可以水，也可以為有機溶劑。具體地，所述溶劑可以為四氫呋喃、1,4-二氧六環、苯、甲苯、二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、1,2-二氯乙烷、丙酮、乙酸乙酯、乙醚、叔丁基甲基醚、甲醇、乙醇、叔丁醇和水中的至少一種。優選為四氫呋喃、1,4-二氧六環、苯、甲苯和水。在這些溶劑中進行反應，可以獲得更高的產率。本專利技術偶聯反應的條件溫和，所述偶聯反應的溫度優選為20-140℃，時間優選為1-24小時。根據本專利技術，所述鹵代烴或磺酸酯、酰基膦化合物與過渡金屬催化劑的摩爾比優選為1：1-5：0.005-0.1，進一步優選為1：1-2：0.01-0.1。根據本專利技術，以酰基膦化合物作為安全膦試劑，用于過渡金屬催化的碳-磷鍵偶聯反應合成含磷有機物的方法的產率高，且安全簡便。具體實施方式實施例1以鈀為催化劑的三苯基膦的合成。反應瓶中加入碘苯1a(43mg,0.21mmol,1.05eq)，對甲基苯甲酰基二苯基膦2a(60.8mg,0.2mmol,1.0eq)，醋酸鈀(1.4mg,0.006mmol,0.03eq)，碳酸銫(72mg,0.22mmol,1.1eq)，0.5mL甲苯，在氮氣保護下，80℃下反應12h。反應結束將混合物濃縮，直接經柱層析分離得到46.7mg的產物3a，分離產率：89％。1HNMR(400MHz,CDCl3)δ:7.35-7.25(m,15H).31PNMR(162MHz,CDCl3)δ:-5.37。實施例2以鈀為催化劑的對甲基苯基二苯基膦的合成。反應瓶中加入對甲基碘苯1b(46mg,0.21mmol,1.05eq)，對甲基苯甲酰基二苯基膦2a(60.8mg,0.2mmol,1.0eq)，醋酸鈀(1.4mg,0.006mmol,0.03eq)，碳酸銫(72mg,0.22mmol,1.1eq)，0.5mL甲苯，在氮氣保護下，80℃下反應12h。反應結束將混合物濃縮，直接經柱層析分離得到44.2mg的產物3b，分離產率：80％。1HNMR(400MHz,CDCl3)δ:7.34-7.27(m,10H),7.24-7.14(m,4H),2.35(s,3H).31PNMR(162MHz,CDCl3)δ:-6.22。實施例3以鈀為催化劑的對氯苯基二苯基膦的合成。反應瓶中加入對氯碘苯1c(50mg,0.21mmol,1.05eq)，對甲基苯甲酰基二苯基膦2a(60.8mg,0.2mmol,1.0eq)，醋酸鈀(1.4mg,0.006mmol,0.03eq)，碳酸銫(72mg,0.22mmol,1.1eq)，0.5mL甲苯，在氮氣保護下，80℃下反應12h。反應結束將本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種合成含磷有機物的方法，其特征在于，該方法包括，在惰性氣體保護下，在過渡金屬催化劑、溶劑和添加劑的存在下，使式1所示的鹵代烴或磺酸酯與式2所示的酰基膦化合物進行偶聯反應，得到式3所示的三價膦化合物；

【技術特征摘要】
1.一種合成含磷有機物的方法，其特征在于，該方法包括，在惰性氣體保護下，在過渡金屬催化劑、溶劑和添加劑的存在下，使式1所示的鹵代烴或磺酸酯與式2所示的酰基膦化合物進行偶聯反應，得到式3所示的三價膦化合物；其中，R1、R2和R3各自獨立地為C1-C16烷基、C6-C20芳基和C4-C15雜芳基中的至少一種；所述添加劑為無機堿或有機堿。2.根據權利要求1所述的方法，其中，X為鹵素、三氟甲磺酸酯基、甲苯磺酸酯基和甲磺酸酯基中的至少一種。3.根據權利要求1所述的方法，其中，R1為取代或未取代的以下基團中的至少一種：苯基、萘基和雜芳基；取代或未取代的基團為鹵素、C1-C8烷基、C1-C8烷氧基和C1-C8烷基酯基中的至少一種；所述雜芳基中的雜原子為N、S和O中的至少一種。4.根據權利要求1所述的方法，其中，R2和R3各自獨立地為取代或未取代的以下基團中的至少一種：C1-C8烷基、苯基、萘基和雜芳基；取代或未取代的基團為鹵素、C1-C8烷基和C1-C8烷氧基中的至少一種；所述雜芳基中的雜原子為N、S和O中的至少一種。5.根據權利要求1所述的方法，其中，所述過渡金屬催化劑為鈀催化劑、銠催化劑、鎳催化劑和銅催化劑中的至少一種。6.根據權利要求5所述的方法，其中，所...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王智謙，余融融，羊潔芳，陳星鈺，吳宏宇，
申請(專利權)人：北京化工大學，
類型：發明
國別省市：北京,11