一种以亚胺催化P(O)-OH类化合物与醇高效酯化的合成方法技术

本发明专利技术提供了一种高效、高选择性合成含不同取代官能团的有机磷酸酯类衍生物的方法，其采用N,N’‑二环己基碳二亚胺催化剂作为缩合试剂，以含P(O)‑OH类化合物作为反应底物，醇作为酯化试剂，反应体系加入了有机溶剂。该方法的优点：催化剂廉价易得；底物适用性高；反应条件温和，安全可靠；所得目标产物的选择性接近100%，产率高达90%以上。该方法解决了传统合成有机磷酸酯类化合物的反应选择性差、反应步骤繁琐、产率低以及需要用到对环境有害试剂等不足，具有良好的工业应用前景。本发明专利技术同时还提供了对应的含不同取代官能团的有机磷酸酯类衍生物。

An imine catalyzed by P (O) synthesis method OH compounds and alcohol, esterification

The present invention provides a highly efficient and highly selective method for synthesizing organophosphorus ester derivatives containing different substituted functional groups

【技术实现步骤摘要】
一种以亚胺催化P(O)-OH类化合物与醇高效酯化的合成方法
本专利技术涉及有机磷酸酯类化合物的应用催化合成领域，具体地说涉及一种以亚胺高效催化含P(O)-OH类化合物与醇的选择性酯化反应制备有机磷酸酯类衍生物的制备方法。
技术介绍
有机膦酸酯是一类重要的有机化合物，在功能材料、农药、助剂、添加剂、有机配体以及不对称催化等领域有着广泛的应用前景，且部分手性膦酸酯在生命科学以及医药等领域还显示出独特的生物活性。众所周知，磷元素以及有机磷化合物在生命中占着举足轻重的底物，如人体内的ADP、ATP、RNA以及有机磷脂双分子层等。但是，在自然界很难找到纯天然的有机磷酸酯类化合物，且磷元素大多以无机盐的形式存在自然界之中，目前为人们所知的有机磷酸酯类化合物大多是通过化学方法合成的。有机膦酸酯的传统合成方法主要是采用P-Cl类化合物以及三烷氧基膦酸酯等空气敏感型磷酰化试剂为起始原料，存在着条件苛刻、反应选择性以及官能团适用性差等缺陷；且在自然界中很难找到纯天然具有磷手性中心的化合物。随着现代有机合成化学的发展，高原子经济性及化学选择性成为化学家们关注的焦点。但是，传统方法一般都采用对空气敏感的试剂（P(O)-H化合物、四氯化碳、磺酰氯等），而且还存在着实验步骤繁琐、催化剂昂贵且难以回收利用、反应条件苛刻、底物适用性交叉、产率较低以及对环境的污染较大等缺陷。因此，研究高效、高立体选择性、经济以及绿色环保的合成路线制备（手性）有机膦酸酯的方法具有重要意义。迄今为止，有机磷酸酯类化合物的高效合成存在着原料质量、生产的安全性（三氯化磷、五氯化磷以及磷酰氯等化合物具有较强的腐蚀性）以及产品的稳定性及纯度等几个方面的难题，合成技术难度较大，目前只有美、日等国的几家公司在生产，而我国高端有机磷酸酯产品目前的情况主要是依靠于进口。针对现有的有机磷酸酯合成工艺的不足，业界正着力于研制由稳定、廉价易得的含P(O)-OH类化合物作为原料的高效、高选择性合成对应的有机磷酸酯类化合物的方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种由廉价易得的N,N’-二环己基碳二亚胺缩合剂催化P(O)-OH类化合物与醇的高效酯化反应，高选择性地合成对应的含不同取代官能团的有机磷酸酯类化合物的方法，以克服现有技术中的上述缺陷。上述酯化反应包含下述步骤：取反应量的含P(O)-OH类化合物、醇、N,N’-二环己基碳二亚胺和有机溶剂在N2或惰性气体保护下置于反应容器中进行混合，在搅拌下于25~80℃下反应3~12小时，即制得相应的含不同取代官能团的有机磷酸酯类衍生物。具体反应式如下：其中，R是选自苄基、甲基、乙基、正丁基、异丁基、环己基、环戊基、三氟乙基、3-（三甲基硅基）-丙炔、3-丁烯基、2-丁炔基、1-甲基-2-丙炔基、异丙基、叔丁基、9-芴基、4-溴苄基、4-硝基苄基、4-甲氧基苄基；R1是苯基、4-甲基苯基、4-三氟甲基苯基、2-乙基-己基、9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧基；R2是苯基、乙氧基、4-甲基苯基、4-三氟甲基苯基、2-乙基-己氧基。上述由P(O)-OH化合物与醇高效酯化合成有机磷酸酯类化合物的方法中，在反应步骤中所述的碱是选自所述碱是选自三乙胺、1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯、N,N-二甲基苯胺、N,N-二乙基苯胺、N,N-二甲基苄胺、二异丙基乙胺、碳酸氢钠、碳酸钾、碳酸钠、碳酸铯、叔丁醇钠、叔丁醇钾或磷酸钾。上述由P(O)-OH化合物与醇高效酯化合成有机磷酸酯类化合物的方法中，含P(O)-OH类化合物是选自二苯基磷酸、双（4-甲基-苯基）磷酸、双（4-三氟甲基-苯基）磷酸、苯基乙氧基磷酸、2-乙基己基磷酸单2-乙基己基酯、9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-磷酸。上述由P(O)-OH化合物与醇高效酯化合成有机磷酸酯类化合物的方法中，所述醇类化合物是选自苯甲醇、甲醇、乙醇、正丁醇、异丁醇、环己醇、环戊醇、三氟乙醇、3-（三甲基硅基）-丙炔醇、3-丁烯-1-醇、2-丁炔-1-醇、3-丁炔-2-醇、异丙醇、叔丁醇、9-芴醇、4-溴苯甲醇、4-硝基苯甲醇、4-甲氧基苯甲醇。上述由P(O)-OH化合物与醇高效酯化合成有机磷酸酯类化合物的方法中，有机溶剂指二氯甲烷、二氯乙烷、四氢呋喃、乙腈、甲苯、N,N-二甲基甲酰胺、乙酸乙酯。上述由P(O)-OH化合物与醇高效酯化合成有机磷酸酯类化合物的方法中，所述缩合剂为N,N’-二环己基碳二亚胺。上述由P(O)-OH化合物与醇合成有机磷酸酯类化合物的方法中，所述含P(O)-OH类化合物与醇的摩尔比为1：[1.0~2.0]，含P(O)-OH类化合物与缩合试剂的摩尔比为1：[1.0~2.0]。本专利技术所提供由含P(O)-OH类化合物和醇类化合物高效酯化合成有机磷酸酯类化合物的方法，反应过程温和易控制。在获得较高产率和100%选择性的同时，该方法简单易行，而且所用催化剂廉价易得，制备简单、具有良好的工业应用前景。【具体实施方式】下面结合本专利技术的实施例对本专利技术做进一步说明：一、测试与分析本专利技术下述实施例中反应产物的结构分析采用Agilent公司生产的配置HP-5MS毛细管色谱柱(30m×0.45mm×0.8μm)的气相-质谱仪联用仪GC/MS(6890N/5973N)以及Bruker公司生产的BrukerAvance-III500核磁共振分析仪。目标产物选择性和产率的分析则采用由Agilent公司生产的配置氢火焰检测器、AB-FFAP毛细管色谱柱(30m×0.25mm×0.25μm)的气相色谱仪AgilentGC7820A。二、实施例实施例1将109mg(0.5mmol)的二苯基磷酸、40.5uL(1.0mmol)的甲醇与103mg(0.5mmol)N,N’-二环己基碳二亚胺（DCC）在氮气环境下加入Schlenk管里，在氮气保护环境下加入1.0mL有机溶剂(二氯甲烷、二氯乙烷、四氢呋喃、乙腈、甲苯、N,N-二甲基甲酰胺、乙酸乙酯)，于室温下搅拌反应12小时。通过GC检测分析，在乙腈作为反应溶剂的时候，该偶联反应的产率能达到98%的产率。实施例2将109mg(0.5mmol)的二苯基磷酸、40.5uL(1.0mmol)的甲醇与不同摩尔比的N,N’-二环己基碳二亚胺（DCC）：（0mol%,5mol%,10mol%,20mol%,50mol%,100mol%,200mol%），在氮气环境下加入Schlenk管里，在氮气保护环境下加入1.0mL乙腈中，于室温下搅拌反应12小时。通过GC检测分析，只有在CDI：N,N’-二环己基碳二亚胺的用量为一倍反应当量时，该偶联反应的产率能达到98%的产率。实施例3将109mg(0.5mmol)的二苯基磷酸、不同摩尔比的甲醇（0.5mmol,0.6mmol,0.75mmol,1.0mmol）与103mg(0.5mmol)N,N’-二环己基碳二亚胺（DCC），在氮气环境下加入Schlenk管里，在氮气保护环境下加入1.0mL乙腈中，于室温下搅拌反应12小时。通过GC检测分析，只有在甲醇用量为1.0mmol时，也就是两倍反应当量，该偶联反应的产率能达到98%的产率。实施例4将109mg(0.5mmol)的二苯基磷酸、40.5uL(1.0mmol)的甲醇与103m本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由亚胺高效催化P(O)‑OH类化合物与醇酯化制备有机磷酸酯类衍生物的制备方法，如下：

【技术特征摘要】
1.一种由亚胺高效催化P(O)-OH类化合物与醇酯化制备有机磷酸酯类衍生物的制备方法，如下：其特征在于，包含下述步骤：取反应量的含P(O)-OH类化合物、醇、N,N’-二环己基碳二亚胺和有机溶剂在N2或惰性气体保护下置于反应容器中进行混合，在搅拌下于25~80℃下反应3~12小时，即制得相应的含不同取代官能团的有机磷酸酯类衍生物；其中，R是选自苄基、甲基、乙基、正丁基、异丁基、环己基、环戊基、三氟乙基、3-（三甲基硅基）-丙炔、3-丁烯基、2-丁炔基、1-甲基-2-丙炔基、异丙基、叔丁基、9-芴基、4-溴苄基、4-硝基苄基、4-甲氧基苄基；R1是苯基、4-甲基苯基、4-三氟甲基苯基、2-乙基-己基、9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧基；R2是苯基、乙氧基、4-甲基苯基、4-三氟甲基苯基、2-乙基-己氧基。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述含P(O)-OH类化合物是选自二苯基磷酸、双（4-甲基-苯基）磷酸、双（4...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊碧权，唐课文，张盼良，刘宇，许卫凤，
申请(专利权)人：湖南理工学院，
类型：发明
国别省市：湖南,43