本发明专利技术公开了一种通过烯烃合成β‑羰基膦酸酯衍生物的方法，属于有机化学领域。该方法以烯烃（或烯酸）和H‑亚磷酸酯为原料，以CuSO4·5H2O为催化剂，加热反应，合成β‑羰基膦酸酯衍生物。该方法原料廉价易得，操作简单，反应条件温和，合成产率较高，适用于工业化生产。该类衍生物常作为中间体合成α,β‑不饱和羰基化合物，此外，该类衍生物也具有很广泛的生物活性和显著的金属复合能力，在药物化学、生物化学、无机化学中有着不可取代的作用。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种在CuSO4·5H2O催化下，通过烯烃合成β-羰基膦酸酯衍生物的方法，属有机化学领域。
技术介绍
β-羰基膦酸酯在有机磷化学中占据着非常重要的地位，具有很广泛的生物活性和显著的金属复合能力，在有机合成、药物化学、生物化学、无机化学中有着不可取代的作用。在有机合成领域常作为反应的中间体，用于合成α,β-不饱和羰基化合物。例如著名的Horner-Wadsworth-Emmons反应就是利用β-羰基膦酸酯和醛(或酮)在碱的作用下合成α,β-不饱和羰基化合物；在药物化学上，它作为手性前体物质被广泛应用于合成具有药理活性的手性β-羟基、β-卤代和α-氨基膦酸类化合物等；在生物化学领域，由于具有广泛的生物活性，可参与生物体内的物质代谢活动，此外也可以合成具有生物活性的β-氨基磷酸和β-羟基磷酸类衍生物；在无机化学方面，由于具有显著的金属复合能力，可用做液液金属离子的萃取剂等。因此，发展高效、简单的方法来合成β-羰基膦酸酯，一直是化学工作者研究的热点内容。目前，关于β-羰基膦酸酯的制备方法有很多，大致可分为以下几类:第一类Arbuzov反应:利用卤代物和亚磷酸三乙脂在高温条件下加热制备β-羰基膦酸酯(Pure.Appl.Chem,1964,9(2):307～336)；第二类：羧酸脂和烷基磷酸酯在强碱的作用下合成β-羰基膦酸酯(J.Org.Chem,2009,74(19):7574～7576)；第三类；用β-羟基膦酸酯为原料，通过氧化制备β-羰基膦酸酯(Tetrahedron,2009,65(20):4017～4024)；第四类：通过芳香烃C-H键的活化与磷酰基乙酸的反应来制备β-羰基磷酸酯(J.Org.Chem,2008,73(16):6397～9400)；第五类：利用炔基磷酸酯的水解合成β-羰基磷酸酯(Adv.Synth.Catal,2012,354(13):2427～2432)；第六类：以炔烃衍生物和H-亚磷酸酯溶为原料，以CuSO4·5H2O和AgNO3作为催化剂，K2S2O8做氧化剂合成β-羰基磷酸酯：第七类：利用烯烃或炔酸和H-亚磷酸酯，在CuBr2/FeBr3，或者是CuOTf/FeCl3的共催化下来制备β-羰基磷酸酯(Angew.Chem.Int.Ed.2011,50,9097-9199，ChemComm,2015,51,7839-7842)。然而，这些合成方法存在步骤繁杂，使用贵金属催化剂、反应条件苛刻、底物适用性差，反应体系复杂，副产物较多，收率低，对环境不友好，以及所用试剂难以保存且价格昂贵等缺点。因此，急需寻找一种原料便宜易得，收率较高且操作简单、在温和条件下合成β-羰基膦酸酯衍生物的方法，对促进此类化合物的开发利用，保护我国自主知识产权的研发具有非常重要的意义。
技术实现思路
基于上述研究背景，本专利技术的目的在于：以便宜易得的CuSO4·5H2O做催化剂，烯烃衍生物和H-亚磷酸酯为原料，提供一种操作简便、条件温和、产率较高且通过一步反应得到β-羰基膦酸酯衍生物的制备方法。为实现本专利技术目的，本专利技术化合物的制备如下列反应式进行：其中，X代表如下基团：-H,-COOH；R代表苯基或取代苯基或呋喃基或烷基，其中苯基上的取代基团如：-CH3，-OCH3，-F，-Cl，-Br，-I，-NO2，-COCH3，-NHCOCH3，烷基为C4-C12的烷基；R’代表如下基团：H,-CH3，-Ph，-OCH3，-F，-Cl，-Br，-I，-NO2，-COCH3；R1和R2代表如下基团：-OCH3，-OCH2CH3，-OCH2CH2CH3，-OCH2CH2CH2CH3，-OCH(CH3)2，-OCH2Ph，-CH3，-CH2CH3，-CH2CH2CH3，-CH2Ph，-Ph，-O-Ph等基团。优选如下：X代表如下基团：-H,-COOH；R代表苯基或取代苯基或呋喃基或烷基，其中苯基上的取代基为：-CH3，-OCH3，-F，-Cl，-Br，-I，-NO2，烷基为C4-C12的烷基；R’代表H,-CH3；R1和R2代表如下基团：-OCH3，-OCH2CH3，-OCH2CH2CH3，-OCH2CH2CH2CH3，-OCH(CH3)2，-OCH2Ph，-CH2Ph，-Ph，-O-Ph等基团。具体技术方案通过以下步骤实施：首先将烯烃衍生物或烯酸衍生物和H-亚磷酸酯溶解在溶剂中，然后加入CuSO4·5H2O做催化剂，在40℃-70℃条件下反应，待反应结束后，冷却至室温，经萃取，干燥，减压蒸馏除去溶剂，用石油醚和乙酸乙酯(V/V＝1:1)做为洗脱剂，经柱层析分离得到β-羰基膦酸酯衍生物。烯烃衍生物或烯酸衍生物与H-亚磷酸酯和CuSO4·5H2O摩尔比为1:2:0.1。所述溶剂为乙腈、甲苯、二氧六环、甲醇、乙醇、二氯甲烷、氯仿、THF、和DMSO等中一种或多种作为溶剂，优选乙腈作为溶剂。反应温度优选60℃；反应时间2-4h，优选2h。本专利技术所用试剂均市售可得。本专利技术有益效果在于：通过烯烃合成β-羰基膦酸酯衍生物，所用催化剂便宜易得，原料简单易得且易保存，反应条件温和，实验操作简单，产物易于提纯，合成产率较高，达41％-92％，有利于工业化生产，为制备具有广泛的生物活性和显著的金属复合能力的β-羰基膦酸酯衍生物提供了一种新的途径。具体实施方式下面通过实施例对本专利技术进行进一步的阐述，但并不意味着本专利技术的内容局限于实施例。实施例1二乙基-(2-氧代-2-苯基)膦酸酯苯乙烯(0.104g,1mmol)或者苯基丙烯酸(0.148g,1mmol)，H-亚磷酸二乙基酯(0.276g,2mmol),CuSO4·5H2O(0.026g,0.1mmol),乙腈10mL于25mL的三口烧瓶中，在油浴中加热到60℃，在此温度下继续反应2h，用TLC板检测反应进程，待反应完毕后，用二氯甲烷萃取(15x3mL)，合并有机相，用Na2SO4干燥，减压蒸馏除去溶剂，经柱层析分离(石油醚/乙酸乙酯,V/V＝1:1)，即得黄色油状目标化合物，产率91％。1HNMR(CDCl3,400MHz,)δ:7.90(d,2H,J＝7.6Hz),7.46(t,1H,J＝7.2Hz),7.35(t,2H,J＝7.6Hz),4.05-3.98(m,4H),3.56(d,2H,J＝22.8Hz),1.15(t,6H,J＝7.2Hz)；13CNMR(CDCl3,100MHz)；δ:191.8(d,JP-C＝6.5Hz),136.4(JP-C＝1.9Hz),133.6,128.9,128.5,62.6(d,JP-C＝6.4Hz),38.9(d,JP-C129.3Hz),16.1(d,JP-C＝6.4Hz)；31PNMR(CDCl3,400MHz)δ:17.9；HRMS:calcdforC12H17O4P[M+H]+257.0937,found257.0941.实施例2二异丙基-(2-氧代-2-苯基)膦酸酯苯乙烯(0.104g,1mmol)或者苯基丙烯酸(0.148g,1mmol)，H-亚磷酸二异丙基酯(0.332g,2mmol),CuSO4·5H2O(0.026g,0.1mmol),乙腈10mL于25mL的三口烧瓶中，在油浴中加热到50℃，在此温度下继续反本文档来自技高网...
【技术保护点】
合成通式 ( I )所示一类β‑羰基膦酸酯衍生物的方法，其特征在于，通过如下步骤实现：首先将烯烃衍生物或烯酸衍生物和H‑亚磷酸酯溶解在有机溶剂中，然后加入CuSO4·5H2O做催化剂，在 40℃‑70℃下反应；待反应结束后，使反应体系冷却至室温，经萃取，干燥，减压蒸馏除去溶剂，用石油醚和乙酸乙酯做为洗脱剂，经柱层析分离得到β‑羰基膦酸酯衍生物； ( I )其中，X代表如下基团：‑H, ‑COOH; R代表苯基或取代苯基或呋喃基或烷基，其中苯基上的取代基为：‑CH3，‑OCH3，‑F，‑Cl，‑Br，‑I， ‑NO2，‑COCH3，‑NHCOCH3，烷基为C4‑C12的烷基；R’代表如下基团：H, ‑CH3，‑Ph，‑OCH3，‑F，‑Cl，‑Br，‑I， ‑NO2，‑COCH3；R1和R2分别代表如下基团：‑OCH3，‑OCH2CH3，‑OCH2CH2CH3，‑OCH2CH2CH2CH3，‑OCH(CH3)2，‑OCH2Ph，‑CH3，‑CH2CH3，‑CH2CH2CH3，‑CH2Ph，‑Ph，‑O–Ph。
【技术特征摘要】
1.合成通式(I)所示一类β-羰基膦酸酯衍生物的方法，其特征在于，通过如下步骤实现：首先将烯烃衍生物或烯酸衍生物和H-亚磷酸酯溶解在有机溶剂中，然后加入CuSO4·5H2O做催化剂，在40℃-70℃下反应；待反应结束后，使反应体系冷却至室温，经萃取，干燥，减压蒸馏除去溶剂，用石油醚和乙酸乙酯做为洗脱剂，经柱层析分离得到β-羰基膦酸酯衍生物；(I)其中，X代表如下基团：-H,-COOH;R代表苯基或取代苯基或呋喃基或烷基，其中苯基上的取代基为：-CH3，-OCH3，-F，-Cl，-Br，-I，-NO2，-COCH3，-NHCOCH3，烷基为C4-C12的烷基；R’代表如下基团：H,-CH3，-Ph，-OCH3，-F，-Cl，-Br，-I，-NO2，-COCH3；R1和R2分别代表如下基团：-OCH3，-OCH2CH3，-OCH2CH2CH3，-OCH2CH2CH2CH3，-OCH(CH3)2，-OCH2Ph，-CH3，-CH2CH3，-CH2CH2CH3，-...
【专利技术属性】
技术研发人员：李旭，陈茜，刘海涛，王建莉，郝旭东，郭利兵，王金良，周晓楠，李玉宁，
申请(专利权)人：河南省科学院化学研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41
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