CN109369714A - 一种烷基硫代膦酸酯的无溶剂制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种烷基硫代膦酸酯的无溶剂制备方法。其具体步骤如下：1)将醇类化合物、硫粉和P‑H试剂混合，在布朗斯特酸的作用下，70～110℃的温度下反应4～8h后，得到粗产物；其中：所述P‑H试剂为膦氧化合物，醇类化合物为烷基醇或环烷基醇；2)将步骤1)所得粗产物分离纯化，得到烷基硫代膦酸酯。本制备方法避免了有机溶剂以及金属催化剂的使用，具有反应迅速、底物适应性强、原子经济性高等特点。

Description

一种烷基硫代膦酸酯的无溶剂制备方法
技术领域
本发明属于有机合成技术领域，具体涉及一种烷基硫代膦酸酯的无溶剂制备方法。
背景技术
含烷基类化合物广泛存在于各种化合物中，是自然界当中一类种类繁多且广泛存在的化合物，它们是许多具有生物活性的天然及生物分子骨架中重要的结构单元，而且它已经被证明是具有重要作用的合成中间体，并且在农药、医药、功能材料以及有机合成等领域具有广泛应用。因此在这样的背景下，鉴于此类化合物所具有的特殊生物活性和理化性质，以绿色化学原理为导向，通过避免不必要的官能团化操作，合成烷基化合物成为研究热点。烷基硫代膦酸酯是一类已经被证实有良好杀菌和杀虫活性，且有着巨大药用价值的化合物。但高效、绿色制备烷基硫代膦酸酯的方法却未有人报道。
发明内容
本发明的目的是提供一种烷基硫代膦酸酯的无溶剂制备方法。该制备方法绿色环保、成本低、收率高。
为了实现以上目的，本发明采用如下的技术方案。
一种烷基硫代膦酸酯的无溶剂制备方法，具体步骤如下：
1)将醇类化合物、硫粉、P-H试剂混合，在布朗斯特酸的作用下，70～110℃的温度下反应4～8h后，得到粗产物；其中：所述P-H试剂为膦氧化合物，醇类化合物为烷基醇或环烷基醇；
2)将步骤1)所得粗产物经分离纯化，得到烷基硫代膦酸酯。
上述步骤1)中，烷基醇、硫粉、P-H试剂和布朗斯特酸的摩尔比为(1～2)：1：(1～2)：(1～2)。
上述步骤1)中，醇类化合物为C1～C20烷基醇；或者C1～C20环烷基醇。
上述步骤1)中，使用的布朗斯特酸为TsOH·H2O。
上述步骤1)中，反应温度为90～100℃，反应时间为5～6h。
上述步骤2)中，分离纯化前，先用饱和食盐水对粗产物进行洗涤。
上述步骤2)中，使用柱层析方法进行分离纯化，展开剂采用体积比为1/1～1/10的乙酸乙酯和石油醚形成的混合溶剂。
本发明的烷基硫代膦酸酯的简单制备方法，涉及的反应通式如下：
R为烷基或环烷基。X:S8。
本发明中的制备方法的可能的反应机理是：以烷基醇为原料，p-TSA·H2O先是催化醇与自身反应，脱去一分子水，形成醚。然后再诱导硫磷酸酯进攻醚键，得到水以及目标化合物。
和现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本方法避免了有机溶剂以及金属催化剂的使用，具有反应迅速、底物适应性强、经济环保等特点。
所得目标产物烷基硫代膦酸酯可应用于有机合成、医学、光电材料等领域。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。
实施例1
S-甲基二苯基硫代膦酸酯的制备方法，包括下列步骤：
称取0.3mmol二苯基膦、0.3mmol硫粉、0.3mmol甲醇于试管中，再加入0.3mmol p-TSA·H2O，密封试管，在90℃条件下进行搅拌反应6h，得反应液。
所得反应液先加入乙酸乙酯溶解，再使用饱和食盐水洗涤，收集有机相经干燥、浓缩后，再以乙酸乙酯/石油醚＝1/3(v/v)为展开剂，对浓缩物进行柱层析分离，得63.2mg目标产物。
本实施例的目标产品收率为85％。
对目标产品进行核磁表征，如下：
1H NMR(500MHz,CDCl3):δ7.90-7.86(m,4H),7.55-7.52(m,2H),7.49-7.46(m,4H),2.23(d,J＝12.1Hz,3H)；13C NMR(125MHz,CDCl3):δ132.5(d,J＝106.7Hz),132.2(d,J＝3.0Hz),131.3(d,J＝10.3Hz),128.6(d,J＝13.0Hz),10.4(d,J＝2.8Hz)；31P NMR(202MHz,CDCl3):δ42.85.
实施例2
S-乙基二苯基硫代膦酸酯的制备方法，包括下列步骤：
称取0.3mmol二苯基膦、0.3mmol硫粉、0.3mmol乙醇于试管中，再加入0.3mmol p-TSA·H2O，密封试管，在90℃条件下进行搅拌反应6h，得反应液。
所得反应液先加入乙酸乙酯溶解，再使用饱和食盐水洗涤，收集有机相经干燥、浓缩后，再以乙酸乙酯/石油醚＝1/3(v/v)为展开剂，对浓缩物进行柱层析分离，得51.9mg目标产物。
本实施例的目标产品收率为66％。
对目标产品进行核磁表征，如下：
1H NMR(500MHz,CDCl3)::δ7.90-7.86(m,4H),7.54-7.51(m,2H),7.50-7.42(m,4H),2.86-2.79(m,2H),1.31-1.28(m,3H)；13C NMR(125MHz,CDCl3):δ133.3(d,J＝106.2Hz),132.1(d,J＝2.7Hz),131.4(d,J＝10.4Hz),128.5(d,J＝13.0Hz),23.7(d,J＝1.5Hz),16.1(d,J＝5.3Hz)；31P NMR(202MHz,CDCl3):δ41.84。
实施例3
S-异丙基二苯基硫代膦酸酯的制备方法，包括下列步骤：
称取0.3mmol二苯基膦、0.3mmol硫粉、0.3mmol异丙醇于试管中，再加入0.3mmolp-TSA·H2O，密封试管，在90℃条件下进行搅拌反应6h，得反应液。
所得反应液先加入乙酸乙酯溶解，再使用饱和食盐水洗涤，收集有机相经干燥、浓缩后，再以乙酸乙酯/石油醚＝1/3(v/v)为展开剂，对浓缩物进行柱层析分离，得69.5mg目标产物。
本实施例的目标产品收率为84％。
对目标产品进行核磁表征，如下：
1H NMR(500MHz,CDCl3):δ7.91-7.87(m,4H),7.52-7.50(m,2H),7.47-7.44(m,4H),3.48-3.37(m,1H),1.35(d,J＝6.9Hz,6H)；13C NMR(125MHz,CDCl3):δ133.7(d,J＝107.0Hz),132.0(d,J＝3.0Hz),131.3(d,J＝10.3Hz),128.4(d,J＝13.0Hz),36.8(d,J＝2.5Hz),25.7(d,J＝4.7Hz)；31P NMR(202MHz,CDCl3):δ41.68.
实施例4
S-环己基二苯基硫代膦酸酯的制备方法，包括下列步骤：
称取0.3mmol二苯基膦、0.3mmol硫粉、0.3mmol环己醇于试管中，再加入0.3mmolp-TSA·H2O，密封试管，在90℃条件下进行搅拌反应6h，得反应液。
所得反应液先加入乙酸乙酯溶解，再使用饱和食盐水洗涤，收集有机相经干燥、浓缩后，再以乙酸乙酯/石油醚＝1/3(v/v)为展开剂，对浓缩物进行柱层析分离，得78.7mg目标产物。
本实施例的目标产品收率为83％。
对目标产品进行核磁表征，如下：
1H NMR(500MHz,CDCl3):δ7.90-7.86(m,4H),7.50-7.48(m,2H),7.46-7.42(m 4H),3.33-3.27(m,1H),1.94-1.93(m,2H),1.65-1.63(m,2H),1.55-1.45(m,3H),1.30-1.20(m,3H)；13C NMR(125MHz,CDCl3):δ133.8(d,J＝106.0Hz),131.8(d,J＝3.0Hz),131.1(d,J＝10.3Hz),128.3(d,J＝12.9Hz),44.2(d,J＝2.2Hz),35.3(d,J＝3.9Hz),25.4,25.0；31P NMR(202MHz,CDCl3):δ40.72.
实施例5
S-(叔丁基)二苯基硫代膦酸酯的制备方法，包括下列步骤：
称取0.3mmol二苯基膦、0.3mmol硫粉、0.3mmol叔丁醇于试管中，再加入0.3mmolp-TSA·H2O，密封试管，在90℃条件下进行搅拌反应6h，得反应液。
所得反应液先加入乙酸乙酯溶解，再使用饱和食盐水洗涤，收集有机相经干燥、浓缩后，再以乙酸乙酯/石油醚＝1/3(v/v)为展开剂，对浓缩物进行柱层析分离，得59.2mg目标产物。
本实施例的目标产品收率为68％。
对目标产品进行核磁表征，如下：
1H NMR(500MHz,CDCl3):δ7.90-7.86(m,4H),7.50-7.47(m,2H),7.45-7.44(m,4H),1.47(s,9H)；13C NMR(125MHz,CDCl3):δ134.9(d,J＝105.1Hz),131.8,131.3(d,J＝9.9Hz),128.3(d,J＝12.6Hz),52.3(d,J＝2.4Hz),33.3(d,J＝3.6Hz)；31P NMR(202MHz,CDCl3):δ37.84.
实施例6
S-((3S，5S，7S)-金刚烷-1-基)二苯基硫代膦酸酯的制备方法，包括下列步骤：
称取0.3mmol二苯基膦、0.3mmol硫粉、0.3mmol(3S，5S，7S)-金刚烷-1-醇于试管中，再加入0.3mmol p-TSA·H2O，密封试管，在90℃条件下进行搅拌反应6h，得反应液。
所得反应液先加入乙酸乙酯溶解，再使用饱和食盐水洗涤，收集有机相经干燥、浓缩后，再以乙酸乙酯/石油醚＝1/3(v/v)为展开剂，对浓缩物进行柱层析分离，得97.2mg目标产物。
本实施例的目标产品收率为88％。
对目标产品进行核磁表征，如下：
1H NMR(500MHz,CDCl3):δ7.90-7.86(m,4H),7.80-7.45(m,2H),7.44-7.42(m,4H),2.12(s,6H),1.94(s,3H),1.62-1.57(m,6H)；13C NMR(125MHz,CDCl3):δ135.2(d,J＝105.8Hz),131.6(d,J＝2.9Hz),131.1(d,J＝10.2Hz),128.1(d,J＝12.9Hz),55.3(d,J＝3.6Hz),45.6(d,J＝4.1Hz),45.0,35.9,35.5,30.4,30.2；31P NMR(202MHz,CDCl3):δ37.87.HRMS(ESI):m/z[M+H]+calcd for C22H25OPS+:369.1436,found:369.1437.

Claims (7)

1.一种烷基硫代膦酸酯的无溶剂制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
1)将醇类化合物、硫粉和P-H试剂混合，在布朗斯特酸的作用下，70～110℃的温度下反应4～8h后，得到粗产物；其中：所述P-H试剂为膦氧化合物，醇类化合物为烷基醇或环烷基醇；
2)将步骤1)所得粗产物分离纯化，得到烷基硫代膦酸酯。
2.根据权利要求1所述的无溶剂制备方法，其特征在于：步骤1)中，醇类化合物、硫粉、P-H试剂和布朗斯特酸的摩尔比为(1～1.5)：1：(1～1.5)：(1～1.5)。
3.根据权利要求1所述的无溶剂制备方法，其特征在于，步骤1)中，醇类化合物为C1～C20烷基醇；或者C1～C20环烷基醇。
4.根据权利要求1所述的无溶剂制备方法，其特征在于：步骤1)中，使用的布朗斯特酸为TsOH·H2O。
5.根据权利要求1所述的无溶剂制备方法，其特征在于：步骤1)中，反应温度为90～100℃，反应时间为5～6h。
6.根据权利要求1所述的无溶剂制备方法，其特征在于，步骤2)中，分离纯化前，先用饱和食盐水对粗产物进行洗涤。
7.根据权利要求1所述的无溶剂制备方法，其特征在于：步骤2)中，使用柱层析方法进行分离纯化，展开剂采用体积比为1/1～1/10的乙酸乙酯和石油醚形成的混合溶剂。
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