一种芳香膦类化合物的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种芳香膦类化合物的制备方法。该方法在氧气氛围下，使用铜为催化剂，以P,P‑二芳基‑N‑(8‑氨基喹啉)‑磷酰胺为原料，芳硼酸作芳基源，高产率和高选择性地实现芳基膦类化合物邻位C‑H键芳基化的新方法；该方法首次实现了廉价金属催化芳基膦类化合物邻位C‑H键芳基化，反应条件温和，易于操作，制备过程绿色环保，目标产物的转换率和产率优越，解决了其他合成方法中所存在的反应温度较高，需要使用贵金属催化剂，产生较多废物，易造成环境污染等问题，具有良好的工业应用前景。

Method for preparing aromatic phosphine compound

The invention discloses a preparation method of an aromatic phosphine compound. The method in the oxygen atmosphere, using copper as the catalyst, with P, P two aryl N (8 aminoquinoline) phosphorus amide as raw material, aromatic Jiyuan aryl boronic acid, a new method of high yield and high selectivity for aryl phosphines C ortho arylation of H bond the first method; cheap metal catalyzed aryl phosphine compound ortho C H bond arylation, mild reaction condition, easy operation, the preparation process of green environmental protection, conversion rate and yield of the target product advantages, solve the high reaction temperature of other synthetic methods, require the use of precious metals the catalyst to produce more waste, causing environmental pollution and other issues, has good prospects for industrial applications.

【技术实现步骤摘要】
一种芳香膦类化合物的制备方法
本专利技术涉及有机合成领域，具体涉及一种芳香膦类化合物的制备方法。
技术介绍
芳香膦化合物是重要的有机合成原料和中间体，它们具有多种独特的性质，在有机合成、催化、医药、材料、农药等多种精细化工领域中有很重要的应用价值。传统的制备芳香膦化合物的方法主要包括：过渡金属催化有机卤试剂与膦氢化合物偶联反应以及有机金属试剂(Grignard试剂或有机锂试剂)与膦酸酯或膦卤化合物的亲核取代反应。由于有机卤试剂的使用，传统的制备芳香膦化合物的方法存在反应温度较高，催化体系复杂，产生较多的有机和无机废物，易造成环境污染等缺陷。因此，发展更符合绿色化工要求的制备芳香膦化合物的方法是极大的挑战。近年来，随着过渡金属催化C-H键官能团化方法的飞速发展，通过C-H活化的方法构建新型芳香膦化合物的工作陆续被报道。其中，芳香膦化合物邻位碳-氢键芳基化便是一大研究热点。2013年，Lee和Kim教授等人分别以过渡金属钯催化剂，高价碘试剂为芳基源，实现了芳香膦酰胺和芳香膦酸酯的邻位碳-氢键芳基化反应。2014年，Han课题组报道了过渡金属钯催化芳香膦酰胺邻位碳-氢键与芳硼酸的偶联反应。次年，Han教授等人以手性氨基酸作为配体，利用相同的钯催化剂体系首次实现了通过碳-碳键的构建来制备手性芳香膦化合物的方法。然而，这些工作的实现都需要依靠贵金属钯、银等组成催化体系，关于廉价金属催化芳香膦类化合物邻位碳-氢键芳基化的工作鲜有报道。针对上述方法的不足，开发新型的、反应条件温和、催化体系简单、环境友好的廉价金属催化芳香膦类化合物邻位碳-氢键芳基化的方法,具有一定的工业应用价值。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种芳香膦类化合物的制备方法，尤其是铜催化芳香膦化合物邻位C-H键芳基化的方法。为达到以上专利技术目的，本专利技术提供以下的技术方案：一种具有如下结构式I的芳香膦类化合物的制备方法，包含以下步骤：取P,P-二芳基-N-(8-氨基喹啉)-磷酰胺、芳硼酸、铜盐依次加入Schlenk反应管中，抽真空并回填氧气；在氧气氛围下，加入溶剂，在25～100℃下持续反应6-24h；反应结束后冷却至室温，经柱色谱分离，即得目标产物I；其中，所述R1是氢、氟、氯、溴、碘、甲基、乙基、甲氧基、三氟甲基、氰基、硝基、正丁基或叔丁基的一种；R2是氢、氟、氯、甲基或甲氧基的一种；R3是氢、氟、氯、甲基或甲氧基的一种；Q是8-喹啉基；所述溶剂是选自乙腈、丙腈、丁腈或苯腈。上述制备方法中，所述的P,P-二芳基-N-(8-氨基喹啉)-磷酰胺是选自P,P-二苯基-N-(8-氨基喹啉)-膦酰胺，P,P-二(4-甲基苯基)-N-(8-氨基喹啉)-膦酰胺，P,P-二(4-氟苯基)-N-(8-氨基喹啉)-膦酰胺，P,P-二(3-甲基苯基)-N-(8-氨基喹啉)-膦酰胺，P,P-二(2-甲基苯基)-N-(8-氨基喹啉)-膦酰，P,P-二(4-氟苯基)-N-(8-氨基喹啉)-膦酰胺，P,P-二(3-氟苯基)-N-(8-氨基喹啉)-膦酰胺，P,P-二(4-氯苯基)-N-(8-氨基喹啉)-膦酰胺，或，P,P-二(4-甲氧基苯基)-N-(8-氨基喹啉)-膦酰胺。上述制备方法中，所述芳硼酸是选自苯硼酸、4-乙基苯硼酸、4-氨基苯硼酸、4-三氟甲基苯硼酸、4-甲基苯硼酸、4-甲氧基苯硼酸、4-氯苯硼酸、4-溴苯硼酸、4-碘苯硼酸、3-甲基苯硼酸、3-氰基苯硼酸、4-叔丁基苯硼酸、4-正丁基苯硼酸、或4-硝基苯硼酸。上述制备方法中，所述铜盐是选自铜粉、氧化亚铜、氯化铜、溴化铜、碘化亚铜、氧化铜、溴化亚铜、氯化亚铜、一水合醋酸铜、或无水醋酸铜。上述制备方法中，所述铜盐与P,P-二芳基-N-(8-氨基喹啉)-磷酰胺化合物之间的摩尔比为[1:1～1:20]。上述制备方法中，所述P,P-二芳基-N-(8-氨基喹啉)-磷酰胺化合物与芳硼酸之间的摩尔比为[1:1～1:2]。根据实验结果，本专利技术提供的芳香膦类化合物的制备方法首次实现了廉价金属催化芳香膦类化合物邻位C-H键芳基化，反应条件温和，易于操作，制备过程绿色环保，目标产物的转换率和产率优越，解决了其他合成方法中所存在的反应温度较高，催化体系复杂，产生较多废物，易造成环境污染等问题，具有良好的工业应用前景。【附图说明】图1所示是本专利技术提供的芳香膦类化合物的制备方法的合成路径图。【具体实施方式】下面结合本专利技术的合成例对本专利技术所述的合成方法作进一步说明：取P,P-二芳基-N-(8-氨基喹啉)-膦酰胺芳硼酸以及铜盐依次加入至Schlenk反应管中，抽真空回填氧气；在氧气氛围下，加入溶剂，在25～100℃下持续反应6～24h；反应结束后冷却至室温，经柱色谱分离，即得目标产物下面结合具体的制备实例对本专利技术做进一步说明：制备例1在Schlenk反应管中依次加入0.005mmol铜粉，0.1mmolP,P-二苯基-N-(8-氨基喹啉)-膦酰胺，0.2mmol苯硼酸，抽真空回填氧气；氧气氛围下滴加1mL乙腈作为溶剂，在100℃下持续反应6h；反应结束后冷却至室温，经柱色谱分离，即得目标产物：P-(2-苯基苯基)-P-苯基-N-(8-氨基喹啉)-膦酰胺，产率为93％。制备例2在Schlenk反应管中依次加入0.005mmol氧化亚铜，0.1mmolP,P-二苯基-N-(8-氨基喹啉)-膦酰胺，0.2mmol苯硼酸，抽真空回填氧气；氧气氛围下滴加1mL乙腈作为溶剂，在100℃下持续反应6h；反应结束后冷却至室温，经柱色谱分离，即得目标产物：P-(2-苯基苯基)-P-苯基-N-(8-氨基喹啉)-膦酰胺，产率为91％。制备例3在Schlenk反应管中依次加入0.005mmol氯化铜，0.1mmolP,P-二苯基-N-(8-氨基喹啉)-膦酰胺，0.1mmol苯硼酸，抽真空回填氧气；氧气氛围下滴加1mL乙腈作为溶剂，在100℃下持续反应6h；反应结束后冷却至室温，经柱色谱分离，即得目标产物：P-(2-苯基苯基)-P-苯基-N-(8-氨基喹啉)-膦酰胺，产率为92％。制备例4在Schlenk反应管中依次加入0.005mmol溴化铜，0.1mmolP,P-二苯基-N-(8-氨基喹啉)-膦酰胺，0.2mmol苯硼酸，抽真空回填氧气；氧气氛围下滴加1mL丙腈作为溶剂，在100℃下持续反应6h；反应结束后冷却至室温，经柱色谱分离，即得目标产物：P-(2-苯基苯基)-P-苯基-N-(8-氨基喹啉)-膦酰胺，产率为90％。制备例5在Schlenk反应管中依次加入0.005mmol碘化亚铜，0.1mmolP,P-二苯基-N-(8-氨基喹啉)-膦酰胺，0.2mmol苯硼酸，抽真空回填氧气；氧气氛围下滴加1mL乙腈作为溶剂，在100℃下持续反应6h；反应结束后冷却至室温，经柱色谱分离，即得目标产物：P-(2-苯基苯基)-P-苯基-N-(8-氨基喹啉)-膦酰胺，产率为90％。制备例6在Schlenk反应管中依次加入0.005mmol氧化铜，0.1mmolP,P-二苯基-N-(8-氨基喹啉)-膦酰胺，0.2mmol苯硼酸，抽真空回填氧气；氧气氛围下滴加1mL乙腈作为溶剂，在100℃下持续反应6h；反应结束后冷却至室温，经柱色谱分离，即得目标产物：P-(2-苯基苯基本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有结构式I的芳香膦类化合物的制备方法，

【技术特征摘要】
1.一种具有结构式I的芳香膦类化合物的制备方法，包含以下步骤：取P,P-二芳基-N-(8-氨基喹啉)-磷酰胺、芳硼酸、铜盐依次加入Schlenk反应管中，抽真空并回填氧气；在氧气氛围下，加入溶剂，在25～100℃下持续反应6-24h；反应结束后冷却至室温，经柱色谱分离，即得目标产物I；其中，所述R1是氢、氟、氯、溴、碘、甲基、乙基、甲氧基、三氟甲基、氰基、硝基、正丁基或叔丁基的一种；所述R2是氢、氟、氯、甲基或甲氧基的一种；所述R3是氢、氟、氯、甲基或甲氧基的一种；所述Q是8-喹啉基；所述溶剂是乙腈、丙腈、丁腈或苯腈。2.根据权利要求1所述的芳香膦类化合物的制备方法，其特征在于，所述P,P-二芳基-N-(8-氨基喹啉)-磷酰胺是选自P,P-二苯基-N-(8-氨基喹啉)-膦酰胺，P,P-二(4-甲基苯基)-N-(8-氨基喹啉)-膦酰胺，P,P-二(4-氟苯基)-N-(8-氨基喹啉)-膦酰胺，P,P-二(3-甲基苯基)-N-(8-氨基喹啉)-膦酰胺，P,P-二(2-甲基苯基)-N-(8-氨基喹啉)-膦酰，P,P-二(4-氟苯基)-N-(8-氨基喹啉)-膦酰胺...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹双凤，雷健，邱仁华，彭尧，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43