一种合成含磷有机物的方法技术

本发明专利技术提供一种合成含磷有机物的方法，该方法包括，在惰性气体保护下，在过渡金属催化剂、溶剂和添加剂的存在下，使式1所示的卤代烃或磺酸酯与式2所示的酰基膦化合物进行偶联反应，得到式3所示的三价膦化合物；

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;

【技术实现步骤摘要】
一种合成含磷有机物的方法
本专利技术属于有机合成领域，具体涉及一种以酰基膦化合物作为安全膦试剂，应用于过渡金属催化的碳-磷键偶联反应合成含磷有机物的方法。
技术介绍
过渡金属催化的碳-磷键偶联反应是目前合成含磷有机化合物的一类重要而基础的方法，尤其对于各种催化反应中广泛使用的(手性)膦配体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体骨架，再通过和膦试剂偶联的方法引入含有磷原子的部分，而其中采用的膦试剂主要是含氢的三价膦化合物、五价膦化合物，还有少部分含硅的膦化合物。这类广泛使用的含氢的三价膦化合物、五价膦试剂往往都是有毒易燃、有刺激性气味的危险品化合物，这就对使用这类试剂合成含磷化合物的生产和合成提出了非常严格的要求和不便。对国家对于危险化学品的生产、运输、储存、购买都有着严格的规定，而且最近对于危险化学品的管控越来越严格，这就使得危险品的问题更加迫切的需要得到根本解决。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种以酰基膦化合物作为安全膦试剂，用于过渡金属催化的碳-磷键偶联反应合成含磷有机物的方法。酰基膦化合物是一种无易燃性，无挥发性，无刺激性气味，对水和空气相对惰性，在室温下可以长期储存的稳定固体，目前关于它们的化学性质研究很少。本专利技术的专利技术人发现此类物质可作为一种可替代膦氢化合物用于过渡金属催化的碳-磷键偶联反应的新型膦试剂并用于有机合成。而目前对于这类属于危险品的含氢的膦化合物替代品的研究工作还基本处于空白状态。具体地，本专利技术提供一种合成含磷有机物的方法，该方法包括，在惰性气体保护下，在过渡金属催化剂、有机溶剂和添加剂的存在下，使式1所示的卤代烃或磺酸酯与式2所示的酰基膦化合物进行偶联反应，得到式3所示的三价膦化合物；其中，R1、R2和R3各自独立地为C1-C16烷基、C6-C20芳基和C4-C15杂芳基中的至少一种；所述添加剂为无机碱或有机碱。优选地，X为卤素、三氟甲磺酸酯基、甲苯磺酸酯基和甲磺酸酯基中的至少一种。所述卤素优选为溴或碘。优选地，R1为取代或未取代的以下基团中的至少一种：苯基、萘基和杂芳基；取代或未取代的基团为卤素、C1-C8烷基、C1-C8烷氧基和C1-C8烷基酯基中的至少一种所述杂芳基中的杂原子为N、S和O中的至少一种。进一步优选地，取代或未取代的基团为卤素、C1-C3烷基、C1-C3烷氧基和C1-C3烷基酯基中的至少一种，例如优选为氯、溴、甲基、乙基、甲氧基和甲酯基中的至少一种。进一步优选地，所述杂芳基为C4或C5的杂芳基，形成的杂芳环优选为吡啶、呋喃、吡咯和噻吩等。上述取代基与X可以为邻位、对位或间位。具体地，本专利技术的酰基膦化合物优选为以下化合物中的至少一种：优选地，R2和R3各自独立地为取代或未取代的以下基团中的至少一种：C1-C8烷基、苯基、萘基和杂芳基；取代或未取代的基团为卤素、C1-C8烷基和C1-C8烷氧基中的至少一种；所述杂芳基中的杂原子为N、S和O中的至少一种。进一步优选地，R2和R3各自独立地为取代或未取代的以下基团中的至少一种：C1-C5烷基、苯基、萘基和杂芳基。所述C1-C5烷基例如为甲基、乙基、异丙基、叔丁基。进一步优选地，所述杂芳基为C4或C5的杂芳基，形成的杂芳环优选为吡啶、呋喃、吡咯和噻吩等。具体地，本专利技术的酰基膦化合物优选为以下化合物中的至少一种：以上酰基膦化合物可参照文献报道合成得到：Yang,J.；Chen,X；Wang,Z.TetrahedronLett.2015,56,5673。根据本专利技术，所述过渡金属催化剂优选为钯催化剂、铑催化剂、镍催化剂和铜催化剂中的至少一种。进一步优选地，所述过渡金属催化剂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中的至少一种。根据本专利技术，所述无机碱和有机碱均可以为有机合成领域常规的各种选择。优选地，所述无机碱为碱金属碳酸盐、碱金属氢氧化物、碱金属碳酸氢盐、碱金属醋酸盐和碱土金属碳酸盐中的至少一种。例如，所述无机碱优选为碳酸钠、碳酸钾、碳酸铯、氢氧化钠、碳酸氢钠、碳酸镁和醋酸钠中的至少一种。所述有机碱优选为吡啶、三乙胺、二异丙胺、咪唑和苯胺中的至少一种。本专利技术的方法可以在多种溶剂中适用。所述溶剂可以水，也可以为有机溶剂。具体地，所述溶剂可以为四氢呋喃、1,4-二氧六环、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种。优选为四氢呋喃、1,4-二氧六环、苯、甲苯和水。在这些溶剂中进行反应，可以获得更高的产率。本专利技术偶联反应的条件温和，所述偶联反应的温度优选为20-140℃，时间优选为1-24小时。根据本专利技术，所述卤代烃或磺酸酯、酰基膦化合物与过渡金属催化剂的摩尔比优选为1：1-5：0.005-0.1，进一步优选为1：1-2：0.01-0.1。根据本专利技术，以酰基膦化合物作为安全膦试剂，用于过渡金属催化的碳-磷键偶联反应合成含磷有机物的方法的产率高，且安全简便。具体实施方式实施例1以钯为催化剂的三苯基膦的合成。反应瓶中加入碘苯1a(43mg,0.21mmol,1.05eq)，对甲基苯甲酰基二苯基膦2a(60.8mg,0.2mmol,1.0eq)，醋酸钯(1.4mg,0.006mmol,0.03eq)，碳酸铯(72mg,0.22mmol,1.1eq)，0.5mL甲苯，在氮气保护下，80℃下反应12h。反应结束将混合物浓缩，直接经柱层析分离得到46.7mg的产物3a，分离产率：89％。1HNMR(400MHz,CDCl3)δ:7.35-7.25(m,15H).31PNMR(162MHz,CDCl3)δ:-5.37。实施例2以钯为催化剂的对甲基苯基二苯基膦的合成。反应瓶中加入对甲基碘苯1b(46mg,0.21mmol,1.05eq)，对甲基苯甲酰基二苯基膦2a(60.8mg,0.2mmol,1.0eq)，醋酸钯(1.4mg,0.006mmol,0.03eq)，碳酸铯(72mg,0.22mmol,1.1eq)，0.5mL甲苯，在氮气保护下，80℃下反应12h。反应结束将混合物浓缩，直接经柱层析分离得到44.2mg的产物3b，分离产率：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。实施例3以钯为催化剂的对氯苯基二苯基膦的合成。反应瓶中加入对氯碘苯1c(50mg,0.21mmol,1.05eq)，对甲基苯甲酰基二苯基膦2a(60.8mg,0.2mmol,1.0eq)，醋酸钯(1.4mg,0.006mmol,0.03eq)，碳酸铯(72mg,0.22mmol,1.1eq)，0.5mL甲苯，在氮气保护下，80℃下反应12h。反应结束将本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种合成含磷有机物的方法，其特征在于，该方法包括，在惰性气体保护下，在过渡金属催化剂、溶剂和添加剂的存在下，使式1所示的卤代烃或磺酸酯与式2所示的酰基膦化合物进行偶联反应，得到式3所示的三价膦化合物；

【技术特征摘要】
1.一种合成含磷有机物的方法，其特征在于，该方法包括，在惰性气体保护下，在过渡金属催化剂、溶剂和添加剂的存在下，使式1所示的卤代烃或磺酸酯与式2所示的酰基膦化合物进行偶联反应，得到式3所示的三价膦化合物；其中，R1、R2和R3各自独立地为C1-C16烷基、C6-C20芳基和C4-C15杂芳基中的至少一种；所述添加剂为无机碱或有机碱。2.根据权利要求1所述的方法，其中，X为卤素、三氟甲磺酸酯基、甲苯磺酸酯基和甲磺酸酯基中的至少一种。3.根据权利要求1所述的方法，其中，R1为取代或未取代的以下基团中的至少一种：苯基、萘基和杂芳基；取代或未取代的基团为卤素、C1-C8烷基、C1-C8烷氧基和C1-C8烷基酯基中的至少一种；所述杂芳基中的杂原子为N、S和O中的至少一种。4.根据权利要求1所述的方法，其中，R2和R3各自独立地为取代或未取代的以下基团中的至少一种：C1-C8烷基、苯基、萘基和杂芳基；取代或未取代的基团为卤素、C1-C8烷基和C1-C8烷氧基中的至少一种；所述杂芳基中的杂原子为N、S和O中的至少一种。5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述过渡金属催化剂为钯催化剂、铑催化剂、镍催化剂和铜催化剂中的至少一种。6.根据权利要求5所述的方法，其中，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：王智谦，余融融，羊洁芳，陈星钰，吴宏宇，
申请(专利权)人：北京化工大学，
类型：发明
国别省市：北京,11