一种以含P(O)‑OH类化合物与酚高效酯化制备有机磷酸酯类化合物的方法技术

一种以含P(O)‑OH类化合物与酚高效酯化制备有机磷酸酯类化合物的方法。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，其采用羰基二咪唑化合物作为缩合试剂，以含P(O)‑OH类化合物与酚作为反应底物，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含芳香基官能团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芳香基取代的有机磷酸酯类衍生物。

A method with P (O) OH compounds and phenol, were prepared by the esterification of organophosphate compounds

A method with P (O) OH compounds and phenol, were prepared by the esterification of organophosphate compounds. The invention provides a method for efficient and high selective synthesis of organic phosphate ester derivatives containing different substituted groups, with two carbonyl imidazole compounds as condensation reagents containing P (O) OH compounds and phenols as substrates, the reaction system added with organic solvent. The advantages of the method are that the catalyst is cheap and easy to obtain; the substrate has high applicability; the reaction condition is mild; the safety is reliable; the selectivity of the target product is close to 100%, and the yield is higher than 90%. This method solves the selectivity of traditional synthesis containing aromatic functional groups of organic phosphate compounds, complex reaction steps, low yield and lack of needed reagents is harmful to the environment, has good prospects for industrial applications. The present invention also provides the corresponding organophosphorus ester derivatives containing different aromatic groups.

【技术实现步骤摘要】
一种以含P(O)-OH类化合物与酚高效酯化制备有机磷酸酯类化合物的方法
本专利技术涉及含O-芳基取代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含P(O)-OH类化合物与酚高效酯化反应制备有机磷酸酯类衍生物的制备方法。
技术介绍
含O-芳基取代有机磷酸酯类化合物在有机合成上是一类重要的有机化合物和有机中间体砌块，该类化合物具有良好的催化活性、光学活性以及生物活性，使得其在生物、医学、光学活性材料以及不对称催化合成等方面有着广泛的应用。此外，磷元素以及有机磷化合物在生命体中不可或缺，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。近年来，随着有机磷酸酯（尤其是作为有机配体和有机功能砌块）应用领域的不断拓展，市场需求量也随之不断增加，新型、绿色环保以及原子经济效益高的合成技术开发也愈来愈受到重视。目前最为普遍的有机磷酸酯类化合物的合成方法主要包括：(a)Atherton-Todd反应：四氯化碳直接卤化P(O)-H化合物，与亲核试剂（醇、酚、胺类化合物等）进行交叉偶联反应；(b)Arbuzov反应：利用亚磷酸三烷基酯作为亲核试剂与卤代烷烃作用制备烷基膦酸二烷基酯；(c)交叉偶联反应：利用贵金属催化剂（钯、银、铜、镍）催化P(O)-H等亲核试剂与R-X/Ar-X等化合物的交叉偶联反应。但是，上述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。迄今为止，有机磷酸酯类化合物的高效合成依然存在着原料质量、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。我国山东、河南等少数几家生产有机膦酸酯精细化产品的公司因面临技术和环保等问题，都进行了限制性生产。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P(O)-OH类化合物与酚类化合物作为原料的高效、高选择性合成对应的含O-芳基官能团取代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。本专利技术的一个目的提供一种由廉价易得的含P(O)-OH类化合物与酚类化合物高效、高选择性合成对应的O-芳基取代有机磷酸酯类化合物的方法，包含下述步骤：取反应量的含P(O)-OH类化合物、酚、碱和有机溶剂在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25~100℃下反应6~12小时，即制得相应的O-芳基官能团取代有机磷酸酯类衍生物。具体反应式如下：其中，Ar是选自苯基、4-甲氧基苯基、1-萘基、2-萘基、4-碘苯基、2-氟苯基、4-甲基苯基、2-苯基-苯基、4-羟基苯基、2,4,6-三溴苯基、4-叔丁基苯基、2-乙酰基-4-甲氧基苯基、4-三氟甲基苯基、2-甲基苯基、3-甲基苯基、2-甲基-5-异丙基苯基、4-氯苯基、2,4-二叔丁基苯基；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化合物与酚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二异丙基乙胺、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、三乙胺、碳酸钾、碳酸钠、磷酸钾、氢氧化钾、氢氧化钠或碳酸铯。上述由P(O)-OH化合物与酚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化合物与酚合成有机磷酸酯类化合物的方法中，所述酚类化合物是选自苯酚、4-甲氧基苯酚、1-萘酚、2-萘酚、4-碘苯酚、2-氟苯酚、4-甲基苯酚、2-苯基-苯酚、对苯二酚、2,4,6-三溴苯酚、4-叔丁基苯酚、2-乙酰基-4-甲氧基苯酚、4-三氟甲基苯酚、2-甲基苯酚、3-甲基苯酚、2-甲基-5-异丙基苯酚、4-氯苯酚、2,4-二叔丁基苯酚。上述由P(O)-OH化合物与酚合成有机磷酸酯类化合物的方法中，有机溶剂指四氢呋喃、二氯甲烷、二氯乙烷、N,N-二甲基甲酰胺、1,4-二氧六环、丙酮、乙酸乙酯、乙腈。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，所述缩合剂为羰基二咪唑。。上述由P(O)-OH化合物与酚合成有机磷酸酯类化合物的方法中，所述含P(O)-OH类化合物与酚的摩尔比为1：[1.0~2.0]，含P(O)-OH类化合物与碱的摩尔比为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类化合物和酚类化合物高效、高选择性的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、47mg(0.5mmol)的苯酚、1.0mmol的三乙胺与81mg(0.5mmol)羰基二咪唑，在氮气保护环境下加入1.0mL有机溶剂(四氢呋喃、二氯甲烷、二氯乙烷、N,N-二甲基甲酰胺、1,4-二氧六环、丙酮、乙酸乙酯、乙腈)，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43.4%的产率。实施例2将109mg(0.5mmol)的二苯基磷酸、47mg(0.5mmol)的苯酚、1.0mmol的碱（二异丙基乙胺、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、三乙胺、碳酸钾、碳酸钠、磷酸钾、氢氧化钾、氢氧化钠或碳酸铯）与81mg(0.5mmol)羰基二咪唑在氮气环境下加入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，在N,N-二甲本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由P(O)‑OH类化合物与酚高效酯化制备具有结构式

【技术特征摘要】
1.一种由P(O)-OH类化合物与酚高效酯化制备具有结构式（I）的有机磷酸酯类衍生物的制备方法，如下：（I）其特征在于，包含下述步骤：取反应量的含P(O)-OH类化合物、酚、碱和有机溶剂在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25~100℃下反应6~12小时，即制得相应的含O-芳基官能团取代的有机磷酸酯类衍生物；其中，Ar是选自苯基、4-甲氧基苯基、1-萘基、2-萘基、4-碘苯基、2-氟苯基、4-甲基苯基、2-苯基-苯基、4-羟基苯基、2,4,6-三溴苯基、4-叔丁基苯基、2-乙酰基-4-甲氧基苯基、4-三氟甲基苯基、2-甲基苯基、3-甲基苯基、2-甲基-5-异丙基苯基、4-氯苯基、2,4-二叔丁基苯基；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（4-三氟甲基-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。3.根据权利要求1所述的制备方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊碧权，唐课文，张盼良，刘宇，李昊天，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