CN1868594A - 一类亚磷酰胺配体及其制备方法和应用 - Google Patents
一类亚磷酰胺配体及其制备方法和应用 Download PDFInfo
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Abstract
一类亚磷酰胺配体的制备方法及其配体的应用:氩气保护下,将二胺及乙醚的混合液在搅拌下冷却至0-5℃,并加入PCl3的乙醚溶液,保持反应温度为0-5℃,至白色固状物产生;升至室温搅拌16小时,过滤除去反应产生的固体,蒸去滤液中溶剂,剩余物加入溶剂苯使其溶解,加入氯化氨(NH4Cl)及酚,并加热回流搅拌12小时;减压下蒸去溶剂苯得粗产品,重结晶或柱层析得到目标产物。本发明的配体在交叉偶联反应中适应面比较广泛,可与铜金属化合物配位,用于催化C-N、C-O成键反应;可与钯的金属化合物配位,用于催化C-C成键反应。
Description
技术领域
本发明涉及一类亚磷酰胺配体。
本发明还涉及上述配体的制备方法。
本发明还涉及上述配体在C-C、C-N、C-O成键反应中的应用。
背景技术
根据文献1[de Vries,A.H.M.;Meetsma,A.;Feringa.Angew.Chem.Int.Ed.1996,25,2374-2376.]和文献2[Arnold,B.A.;Imbos,R.;Mandoli,A.;de Vries,A.H.M.;Naasz,R.;Feringa.Tetrahedron 2000,56,2865-2878]所述,以往亚磷酰胺的合成主要采取下列途径:
该合成途径需要在较低温度-70℃及-40℃的反应条件下进行,反应难于控制,反应产物也较难处理,只能通过柱层析得到产物,而且产率较低(一般小于80%)。因此,寻找简单、有效合成配体的方法一直是人们所研究的目标。
目前,该类配体的一些手性化合物已用于某些不对称合成反应,它们在C-C、C-N、C-O等交叉偶联反应中的应用还未见文献报道。
发明内容
本发明的目的在于提供一种亚磷酰胺配体。
本发明的又一目的在于提供上述配体的制备方法。
为实现上述目的,本发明提供的亚磷酰胺配体,其结构如下式:
式中:
该类配体含有两个氧原子、一个磷原子、一个氮原子,共四个配位原子;其中氮、氧属于硬碱,可与铜等较硬的酸配位;而磷属于软碱,可与钯、铑等软酸配位。
本发明提供的制备上述配体的方法,其反应式如下:
具体操作步骤如下:
a)氩气保护下,于0-5℃,将二胺的乙醚溶液与三氯化磷的乙醚溶液按二胺∶三氯化磷的摩尔比为6∶0.5-1的比例混合均匀(二胺与三氯化磷的摩尔比优选6∶1),保持反应温度为0-5℃,至白色固状物产生;升至室温保搅拌10-16小时,过滤除去反应产生的固体,蒸去滤液中溶剂,剩余物加入苯使其溶解,按二胺∶酚的摩尔比为6∶0.5-1加入酚(二胺与酚的摩尔比优选6∶1),再加入酚的重量0.001-0.005%的氯化氨(氯化氨的加入量优选为酚的重量的0.001%),加热回流搅拌8-12小时;
b)减压下蒸去溶剂苯,得到目标产物。
其中步骤b得到的产物再以乙醚重结晶,或以石油醚作展开剂,在硅胶柱上进行柱层析,得到提纯的目标产物。
本发明提供的制备方法,其优点在于从廉价易得的原料出发,通过简单的反应便可高收率地合成相应的亚磷酸酯配体,而且该类配体也比较稳定。
本发明提供的亚磷酰胺配体可用于C-C、C-N、C-O等交叉偶联反应中。在比较温和的反应条件下,其钯配合物在催化溴代芳烃Suzuki反应中表现出极好的效果,化学收率最高可达99%以上,底物范围包括一些带敏感基团的溴代芳烃。而配体的铜配合物在催化碘代芳烃芳胺化反应中也表现出较高活性,化学收率最高可达98%,能忍耐底物中的某些敏感基团。同时,该类配体的铜配合物还可用于碘(溴)代芳烃的烷氧基化反应,收率也在中等水平以上。
具体实施方式
实施例1:制备亚磷酰胺配体
氩气保护下,将96.6mmol重新蒸馏过的二乙胺及100mL无水乙醚的混合液加入到装有电动搅拌器、温度计和滴液漏斗的250mL圆底烧瓶中。在不断搅拌下用冰水浴将其冷却至0℃,并缓慢滴加16.1mmol干燥PCl3的50mL乙醚溶液至反应器中,并维持反应器温度在0-5℃之间。滴加过程中不断有白色固状物产生。在滴加完PCl3溶液后,将反应体系升至室温并在不断搅拌下过夜。过滤除去反应产生的固体,蒸发除去滤液中溶剂,剩余物加入20mL干燥的苯,然后将其转移至50mL圆底烧瓶中,加入16.1mmol联二萘酚及0.01g NH4Cl及磁力搅拌子,装上回流冷凝管,加热回流搅拌12小时。冷却后,除去溶剂,得粗产品。
除实施例1给出的二乙胺和苯酚外,本发明的制备方法中,采用的二胺的取代基R1、R2和酚类Ar1、Ar2可分别为下式中的任一种:
对于采用不同的取代基和酚类,并按实施例1描述的方法制备本发明的配体,对本领域技术人员来说是很容易理解的,因此不再举亚磷酰胺配体的制备例。
本发明制备的不同取代基的亚磷酰胺配体,都能得到较高的产率,见下表:
配体 2a 2b 2c 2d 2e 2f 3c 3d 4c 4d
产率 88% 90% 90% 88% 84% 87% 91% 87% 84% 91%
配体 5a 5b 5c 5d 5e 5f 6c 6d 7c 7d
产率 97% 93% 95% 92% 90% 96% 92% 93% 83% 86%
由于按实施例1方法制备的配体为粗产物,因此可以用乙醚重结晶得到纯产物。根据其取代基的不同,表中2c、3c、3d、4d、5a-5f、6c、6d、7c、7d所示的粗产物分别以乙醚重结晶,得到纯的白色固体产物。表中2a、2b、2d、2e、2f、4c所示的粗产物以石油醚作展开剂,在硅胶柱上进行柱层析,得到纯的粘稠无色液体。
以下的实施例是描述配体在C-C、C-N、C-O成键等交叉偶联反应中的应用,分别以溴代芳烃Suzuki反应、碘代芳烃芳胺化反应、碘(溴)代芳烃烷氧基化反应式为例。
实施例2:
本发明亚磷酰胺配体在溴代芳烃Suzuki反应中的应用,其反应式为:
具体操作条件:
将1.5mmol芳硼酸,3mmol磷酸钾加入到带有旋帽的15mL支管试管中。试管用氩气置换5次后,加入0.0005mmol醋酸钯,0.001mmol按实施例1方法制备的亚磷酰胺配体2c,使亚磷酰胺体与钯在反应中形成配合物;1.0mmol芳基溴以及1mL 1,4-二氧六环溶剂,试管再用氩气置换5次后,密封好,在80℃条件下加热搅拌12小时,完成交叉偶联反应。反应毕,冷却至室温后,加入4mL乙酸乙酯及10mL水,充分震荡后分出有机相,水相用3×10mL乙酸乙酯萃取3次,合并有机相,用20mL饱和食盐水洗涤,无水硫酸钠干燥2小时,除去溶剂后,以石油醚作展开剂,在硅胶柱上进行柱层析,回收得到纯品亚磷酰胺的钯配合物。
实施例3:
本发明亚磷酰胺配体在碘代芳烃芳胺化反应中的应用,其反应式为:
具体操作步骤:
将0.025mmol溴化亚铜,3mmol碳酸铯及0.05mmol按实施例1方法制备的亚磷酰胺配体5d加入到带有旋帽的15mL支管试管中。试管用氩气置换5次后,用注射器加入1mmol碘代芳烃、1.5mmol二胺,以及1mLN,N-二甲基甲酰胺(DMF)溶剂。试管再用氩气置换5次后,密封好。在90℃条件下加热搅拌24小时。反应结束后冷却至室温,加入4mL乙酸乙酯及10mL水,充分震荡后分出有机相,水相用3×10mL乙酸乙酯萃取3次,合并有机相,用20mL饱和食盐水洗涤后,无水硫酸钠干燥2小时。除去溶剂,以石油醚(或石油醚与乙酸乙酯混合液)作展开剂,在硅胶柱上进行柱层析,回收得到纯品亚磷酰胺的铜配合物。
实施例4:
本发明亚磷酰胺配体在碘(溴)代芳烃烷氧基化反应中的应用,其反应式为:
具体操作步骤:
将0.1mmol碘化亚铜,3mmol碳酸铯及0.2mmol按实施例1方法制备的亚磷酰胺配体5c加入到带有旋帽的15mL支管试管中。试管用氩气置换5次后,用注射器加入1mmol碘(溴)代芳烃(如果是液体)、1.5mmol醇(或酚)(如果是液体),以及1mL二甲基亚砜(DMSO)溶剂。试管再用氩气置换5次后,密封好。在110℃条件下加热搅拌24小时。反应结束后冷却至室温,加入4mL乙酸乙酯及10mL水,充分震荡后分出有机相,水相用3×10mL乙酸乙酯萃取3次,合并有机相,用20mL饱和食盐水洗涤后,无水硫酸钠干燥2小时。除去溶剂,以石油醚作展开剂,在硅胶柱上进行柱层析,回收得到纯品亚磷酰胺的铜配合物。
Claims (8)
2.权利要求1的亚磷酰胺配体,其中配体含有的氧原子和氮原子可与铜的酸配位,磷原子与钯、铑的酸配位。
3.权利要求1所述亚磷酰胺的制备方法,步骤如下:
a)氩气保护下,于0-5℃,将二胺的乙醚溶液与三氯化磷的乙醚溶液按二胺∶三氯化磷的摩尔比为6∶0.5-1的比例混合均匀,保持反应温度为0-5℃,至白色固状物产生;升至室温保搅拌10-16小时,过滤除去反应产生的固体,蒸去滤液中溶剂;剩余物加入苯使其溶解,按二胺∶酚的摩尔比为6∶0.5-1加入酚,再加入酚的重量0.001-0.005%的氯化氨,加热回流搅拌8-12小时;
b)减压下蒸去苯,得到目标产物。
4.权利要求3的制备方法,其特征在于,二胺与三氯化磷的摩尔比为6∶1。
5.权利要求3的制备方法,其特征在于,二胺与酚的摩尔比为6∶1。
6.权利要求3的制备方法,其特征在于,氯化氨的加入量为酚的重量的0.001%。
7.权利要求3的制备方法,其中步骤b得到的产物再以乙醚重结晶,或以石油醚作展开剂,在硅胶柱上进行柱层析,得到提纯的目标产物。
8.权利要求1所述的亚磷酰胺配体在C-C、C-N、C-O成键的交叉偶联反应中的应用。
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