WO2020077582A1 - A process for preparing tertiary phosphines - Google Patents

A process for preparing tertiary phosphines Download PDF

Info

Publication number
WO2020077582A1
WO2020077582A1 PCT/CN2018/110774 CN2018110774W WO2020077582A1 WO 2020077582 A1 WO2020077582 A1 WO 2020077582A1 CN 2018110774 W CN2018110774 W CN 2018110774W WO 2020077582 A1 WO2020077582 A1 WO 2020077582A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
oxide
process according
general formula
phosphite
tertiary phosphine
Prior art date
Application number
PCT/CN2018/110774
Other languages
French (fr)
Inventor
Jianxia ZHENG
Pascal Metivier
Stéphane STREIFF
Peng Li
Livia VAN INNIS
Original Assignee
Rhodia Operations
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rhodia Operations filed Critical Rhodia Operations
Priority to PCT/CN2018/110774 priority Critical patent/WO2020077582A1/en
Publication of WO2020077582A1 publication Critical patent/WO2020077582A1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07FACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F9/00Compounds containing elements of Groups 5 or 15 of the Periodic System
    • C07F9/02Phosphorus compounds
    • C07F9/28Phosphorus compounds with one or more P—C bonds
    • C07F9/50Organo-phosphines
    • C07F9/53Organo-phosphine oxides; Organo-phosphine thioxides
    • C07F9/532Cycloaliphatic phosphine oxides or thioxides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07FACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F9/00Compounds containing elements of Groups 5 or 15 of the Periodic System
    • C07F9/02Phosphorus compounds
    • C07F9/06Phosphorus compounds without P—C bonds
    • C07F9/08Esters of oxyacids of phosphorus
    • C07F9/141Esters of phosphorous acids
    • C07F9/145Esters of phosphorous acids with hydroxyaryl compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07FACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F9/00Compounds containing elements of Groups 5 or 15 of the Periodic System
    • C07F9/02Phosphorus compounds
    • C07F9/28Phosphorus compounds with one or more P—C bonds
    • C07F9/50Organo-phosphines
    • C07F9/5018Cycloaliphatic phosphines
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07FACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F9/00Compounds containing elements of Groups 5 or 15 of the Periodic System
    • C07F9/02Phosphorus compounds
    • C07F9/28Phosphorus compounds with one or more P—C bonds
    • C07F9/50Organo-phosphines
    • C07F9/505Preparation; Separation; Purification; Stabilisation
    • C07F9/509Preparation; Separation; Purification; Stabilisation by reduction of pentavalent phosphorus derivatives, e.g. -P=X with X = O, S, Se or -P-Hal2

Abstract

The present invention relates to a process for the conversion of a tertiary phosphine oxide to the corresponding tertiary phosphine. The process has desired characteristics such as inexpensiveness, ease of handling, high efficiency, high yield and high conversion, as well as low environmental impact.

Description

A process for preparing tertiary phosphines TECHNICAL FIELD
The present invention relates to a process for the conversion of a tertiary phosphine oxide to the corresponding tertiary phosphine.
BACKGROUND
Phosphines, the phosphorous analogues of organic amines, constitute a class of highly important compounds with widespread industrial applicability within numerous areas. For example, tricycloalkylphosphine such as tricyclohexylphosphine is commonly used as a ligand in organometallic chemistry.
Preparation of tertiary phosphines from corresponding tertiary phosphine oxides by reduction reaction has been known for many years. Silanes like Ph 2SiH 2, SiHCl 3 and (EtO)  3SiH have been used as reducing reagent in this reduction reaction and give the expected phosphines with ideal yields, such as the reaction reported by Chem. Ber. 1965.171-174. Unfortunately, several silanes have been demonstrated harmful since they generate a dangerous, pyrophoric and toxic SiH 4 gas.
It is reported by J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 18325-18329, Tetrahedron 2012, 68, 3151-3155, Organometallics 2016, 35, 1030-1035 and ChemCatChem 2017, 9, 4460-4464 that Lewis or 
Figure PCTCN2018110774-appb-000001
acids can be employed as catalysts or additives in the reduction reaction with silanes. The use of Lewis or 
Figure PCTCN2018110774-appb-000002
acids can help improve the process, such as shortening reaction time or decreasing reaction temperature. However, strict anhydrous reaction condition is desired since those acids are quite hydroscopic.
U.S. Patent Application No. 2010137643A1 discloses a process for preparing cyclohexyl-substituted phosphines. According to the example, tricyclohexylphosphine oxide was converted to tricyclohexylphosphine hydrochloride with the help of phosgene and H 2. Tricyclohexylphosphine is then obtained by deprotonation of tricyclohexylphosphine hydrochloride with NaOH. Disadvantageously, phosgene is a highly toxic gas, which leads to difficulty in handling and low susceptibility for industrial application.
PCT Publication WO 2017041723 and Angew. Chem. Int. Ed. 2017, 56, 15989-15992 disclose a method for converting phosphine oxides to  corresponding phosphines under mild reduction reaction. However, the yield of trialkylphosphine obtained by this method is relatively low.
There is still a need to provide a process to prepare alkyl or alkenyl substituted phosphines with desired characteristics such as inexpensiveness, ease of handling, high efficiency, high yield and high conversion, as well as low environmental impact, which can overcome the drawbacks in prior arts.
SUMMARY OF THE INVENTION
The present invention therefore pertains to a process for the conversion of a tertiary phosphine oxide to the corresponding tertiary phosphine, comprising following steps:
(i) reacting a tertiary phosphine oxide having general formula (I) with phosphorous acid or a phosphite compound, in the presence of a halogen compound and a solvent to obtain a reaction mixture comprising a slurry comprising a tertiary phosphine hydrogen halide salt having general formula (II) ;
Figure PCTCN2018110774-appb-000003
(ii) isolating the slurry obtained at step (i) from the reaction mixture;
(iii) reacting the slurry obtained at step (ii) with a base to obtain the corresponding tertiary phosphine having general formula (III) ;
Figure PCTCN2018110774-appb-000004
wherein:
‐ R 1, R 2 and R 3 are each independently a branched, linear or cyclic C 1-C 20 alkyl or alkenyl, which is optionally interrupted by one or several heteroatoms;
‐ A is a linking moiety;
‐ m is an integer of 0 to 2;
‐ X is a halogen atom.
DEFINITIONS
Throughout the description, including the claims, the term "comprising one" should be understood as being synonymous with the term "comprising at least one" , unless otherwise specified, and "between" should be understood as being inclusive of the limits.
As used herein, the terminology " (C n-C m) " in reference to an organic group, wherein n and m are each integers, indicates that the group may contain from n carbon atoms to m carbon atoms per group.
The articles “a” , “an” and “the” are used to refer to one or to more than one (i.e., to at least one) of the grammatical object of the article.
The term “and/or” includes the meanings “and” , “or” and also all the other possible combinations of the elements connected to this term.
It is specified that, in the continuation of the description, unless otherwise indicated, the values at the limits are included in the ranges of values which are given.
Ratios, concentrations, amounts, and other numerical data may be presented herein in a range format. It is to be understood that such range format is used merely for convenience and brevity and should be interpreted flexibly to include not only the numerical values explicitly recited as the limits of the range, but also to include all the individual numerical values or sub-ranges encompassed within that range as if each numerical value and sub-range is explicitly recited.
The terms "halogen" or "halo" , as used herein usually refer to F, Cl, Br and I.
The terms “phosphite compound” as used herein, refer to a compound derived from phosphorous acid H 3PO 3, such as a phosphite ester, an organophosphorus compound with the formula P (OR)  3.
DETAILS OF THE INVENTION
Step (i)
It is contemplated that any tertiary phosphine oxide having general formula (I) may be reduced by the inventive process, notably by a proper selection of phosphorous acid or the phosphite compound.
The heteroatom interupting alkyl or alkenyl represented by R 1, R 2 and R 3 is preferably N, O, Si or S.
Preferably, R 1, R 2 and R 3 are each independently an alkyl or an alkenyl group as such, meaning that it is not interrupted by one or several heteroatoms.
As used herein, the term "alkyl" means a saturated hydrocarbon radical, which may be linear, branched or cyclic.
Advantageously, R 1, R 2 and R 3 are each independently chosen in the group consisting of methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl, hexyl, heptyl, octyl, nonyl and decyl.
Preferably, R 1, R 2 and R 3 are each independently a 3-10 membered cycloalkyl and more preferably a 5-6 membered cycloalkyl, which is not interrupted by one or several heteroatoms.
Advantageously, R 1, R 2 and R 3 are each independently chosen in the group consisting of cyclobutyl, cyclopentyl, cyclohexyl, cycloheptyl and cyclooctyl.
As used herein, the term "alkenyl" as a group or part of a group denotes an aliphatic hydrocarbon group containing at least one carbon-carbon double bond and which may be linear, branched or cyclic.
Preferably, R 1, R 2 and R 3 are each independently an alkenyl group which comprising less than two carbon-carbon double bonds. Exemplary alkenyl groups include, but are not limited to, ethenyl, propenyl, butenyl, pentenyl, hexenyl, heptenyl, octenyl, nonenyl, cyclobutenyl, cyclopentenyl, cyclohexenyl, cycloheptenyl and cyclooctenyl.
It can be understood by a skilled person that the cycloalkyl or the cycloalkenyl may be a polycyclic ring system, having two or more rings, e.g. bicyclic, tricyclic or tetracyclic, including bridged or fused cycles, as well as spiro cycles.
The linking moiety A may be any diradical capable of attaching the two phosphorous atoms of the phosphine (oxide) functions to each other, through any number of intervening bonds. The linking moiety A may comprise substituted or unsubstituted hydrocarbylene or substituted or unsubstituted monocyclic or polycyclic carbocyclylene or heterocyclylene, and optionally one or several functional groups, such as ether or thioether function.
When m in formula (I) is more than 1, A is independently selected at each occurrence.
In one embodiment, A is a polycyclic diradical, such as a diradical comprising 2 to 8 ring moieties, e.g. 2 to 6, or 2 to 4 ring moieties, wherein each ring moiety is independently selected from 5-or 6-membered, saturated or unsaturated, aromatic or non-aromatic carbocycles and heterocycles, and wherein the ring moieties are either fused to each other or attached to each other through one or several intervening bonds of covalent type or metallocene type, such as a  covalent bond, an ether function, a thioether function, an optionally substituted alkylene group, e.g. a methylene or ethylene group, or a ferrocene type bond. In this embodiment, the two phosphine oxide functions preferably are attached to different ring moieties.
In another embodiment, A may be a substituted or unsubstituted hydrocarbylene, carbocyclylene, or heterocyclylene. The linking moiety A also may be a substituted or unsubstituted metallocenylene, i.e. a diradical derived from a metallocene, i.e. a compound with the general formula (C 5H 52M consisting of two cyclopentadienyl anions bound to a positively charged metal centre (M) . As an example, A may be a substituted or unsubstituted ferro-cenylene.
In one embodiment, A is an unsubstituted or substituted diradical selected from the group of substituted or unsubstituted, saturated or unsaturated, branched or linear C 1-C 20 alkylene, C 3-C 20 carbocyclylene, e.g. C 6-C 20 arylene, 5-20 membered heterocyclylene, e.g. 5-20 membered heteroarylene, C 6-C 40 bicyclylene, e.g. C 12-C 40 biarylene, 10-40 membered biheterocyclylene, e.g. 10-40 membered biheteroarylene, and C 10-C 30 ferrocenylene.
For example, A may be an unsubstituted or a substituted diradical selected from the group of C 6-C 20 arylene, 5-20 membered heterocyclylene, 5-20 membered heteroarylene, C 12-C 40 biarylene, 10-40 membered biheterocyclylene, 10-40 membered biheteroarylene, and C 10-C 30 ferrocenylene.
In one embodiment, A is an unsubstituted or a substituted diradical selected from the group of C 12-C 40 biarylene, 5-20 membered heterocyclylene and C 10-C 30 ferrocenylene, e.g. binaphthyl, such as 2, 2'-binaphthyl; xanthenylene, e.g. 4, 5-xanthenylene; and (C 10) ferrocenylene, e.g. 1, 1'-ferrocenylene.
In one embodiment, m in formula (I) is 0, and the tertiary phosphine oxide according to the present invention may then be represented by the general formula (I’) as follow:
Figure PCTCN2018110774-appb-000005
R 1, R 2 and R 3 are as defined herein above.
Examples of the tertiary phosphine oxide having general formula (I’) are trimethylphosphine oxide, dimethylethylphosphine oxide, triethylphosphine  oxide, tripropylphosphine oxide, tributylphosphine oxide, tri-tert-butylphosphine oxide, tripentylphosphine oxide, trihexylphosphine oxide, triheptylphosphine oxide, trioctylphosphine oxide, tricyclopropylphosphine oxide, tricyclobutylphosphine oxide, tricyclopentylphosphine oxide, tricyclohexylphosphine oxide, tricycloheptylphosphine oxide, tricyclooctylphosphine oxide, dicyclohexylmethylphosphine oxide.
In another embodiment, m in formula (I) is 1, and the tertiary phosphine oxide according to the present invention may then be represented by the formula (I”) :
Figure PCTCN2018110774-appb-000006
R 1, R 2 and R 3 and A are as defined herein above.
Example of the tertiary phosphine oxide having general formula (I”) is ethane-1, 2-diylbis (dicyclohexylphosphine oxide) .
In one embodiment, m in formula (IIII) is 0, and the tertiary phosphine according to the present invention may then be represented by the general formula (III’) as follow:
Figure PCTCN2018110774-appb-000007
R 1, R 2 and R 3 are as defined herein above.
Examples of the tertiary phosphine having general formula (III’) are trimethylphosphine, dimethylethylphosphine, triethylphosphine, tripropylphosphine, tributylphosphine, tri-tert-butylphosphine, tripentylphosphine, trihexylphosphine, triheptylphosphine, trioctylphosphine, tricyclopropylphosphine, tricyclobutylphosphine, tricyclopentylphosphine, tricyclohexylphosphine, tricycloheptylphosphine, tricyclooctylphosphine, dicyclohexylmethylphosphine.
In one embodiment, m in formula (IIII) is 1, and the tertiary phosphine according to the present invention may then be represented by the general formula (III”) as follow:
Figure PCTCN2018110774-appb-000008
R 1, R 2 and R 3 and A are as defined herein above.
Example of the tertiary phosphine having general formula (III”) is 1, 2-bis (dicyclohexylphosphino) ethane.
The reducing phosphite compound may comprise at least one phosphite function, such as a secondary phosphite function and/or a tertiary phosphite function. The phosphite compound of the invention may comprise at least one or several secondary phosphite functions and/or one or several tertiary phosphite functions. The phosphorus atom of each phosphite function may be linked to groups selected from substituted or unsubstituted, branched or linear hydrocarbyl; and substituted or unsubstituted carbocyclyl or heterocyclyl, as defined herein above.
For example, the phosphite compound may contain from 1 to 3 phosphite functions. In one embodiment, the phosphite compound contains 1 or 2 phosphite functions. In one particular embodiment, the phosphite compound is a tertiary phosphite that contains 1 phosphite function.
Furthermore, it is contemplated that the phosphite compound may additionally contain other functional groups, such as halogen, nitro, amino, cyano, ether, thioether or alkylene group.
In one embodiment, the phosphite compound is represented by the general formula (IV) as follow:
Figure PCTCN2018110774-appb-000009
wherein R 4, R 5 and R 6 are each independently selected from the group comprising: hydrogen, substituted or unsubstituted, branched or linear hydrocarbyl; and substituted or unsubstituted, aliphatic or aromatic carbocyclyl or heterocyclyl; B is a linking moiety; and n is an integer of from 0 to 2, such as 0 or 1.
Preferably, at least one of the R 4, R 5 and R 6 group is not a hydrogen atom.
For example, R 4, R 5 and R 6 may be independently selected from the group comprising: hydrogen atom, substituted or unsubstituted, branched or linear C 1-C 20 hydrocarbyl, e.g. C 1-C 10 hydrocarbyl, e.g. C 1-C 6 hydrocarbyl; and substituted  or unsubstituted, aliphatic or aromatic C 3-C 20 carbocyclyl, e.g. C 3-C 10 carbocyclyl, or C 3-C 6 carbocyclyl, or 5-20 membered heterocyclyl, e.g. 5-10 membered heterocyclyl, or 5-6 membered heterocyclyl.
In one embodiment, R 4, R 5 and R 6 are independently selected from the group comprising: hydrogen atom, substituted or unsubstituted, branched or linear C 1-C 20 hydrocarbyl, e.g. C 1-C 10 hydrocarbyl, e.g. C 1-C 6 hydrocarbyl; and substituted or unsubstituted, aliphatic C 3-C 20 carbocyclyl, e.g. C 3-C 10 carbocyclyl, or C 3-C 6 carbocyclyl. For example, any hydrocarbyl moiety may be an alkyl and any carbocyclyl moiety may be a cycloalkyl.
More particularly, R 4, R 5 and R 6 may be each independently selected from the group comprising: hydrogen atom, substituted or unsubstituted C 6-C 20 aryl-C 0-C 20 alkyl, e.g. substituted or unsubstituted C 6-C 20 aryl, such as substituted or unsubstituted phenyl or naphthyl, in particular substituted or unsubstituted phenyl.
In one embodiment, n in formula (IV) is 0, in which case the phosphite compound may be represented by the general formula (IV’) as follow:
Figure PCTCN2018110774-appb-000010
R 4, R 5 and R 6 are as defined herein above.
Preferably, the phosphite compounds are chosen in the group consisting of: triphenylphosphite, diphenylphosphite, phenylphosphite, diisodecylphenylphosphite, diphenylisodecylphosphite, diisooctyloctylphenyl-phosphite, phenyldiisodecylphosphite, tris (4-methoxyphenyl) phosphite, tri (o-tolyl) phosphite, tris (nonylphenyl) phosphite, tetraphenyldipropyleneglycoldi-phosphate, 4, 4'-isopropylidenediphenol C 12- 15 alcohol phosphite and any combination thereof.
The phosphite compound is preferably present in an amount from 1 to 10 molar equivalent phosphite of the phosphite compound to the phosphine oxide of the tertiary phosphine oxide having general formula (I) , preferably from 2 to 6 molar equivalent phosphite.
For example, the phosphite compound may suitably be present in an amount such as the molar ratio of the phosphite function (s) of the phosphite compound to the phosphine oxide function (s) of the tertiary phosphine oxide  having general formula (I) to be reduced is from 1 to 10, preferably from 1.5 to 8 and more preferably from 2 to 6.
The phosphorous acid is preferably present in an amount from 1 to 10 molar equivalent phosphorous acid to the phosphine oxide of the tertiary phosphine oxide having general formula (I) , preferably from 2 to 6 molar equivalent.
In one embodiment, the phosphorous acid or the phosphite compound is attached to a solid support. In this embodiment, the phosphorous acid or the phosphite compound may be regenerated after use, e.g. by reacting it with a reduction agent, such as H 2, LiAlH 4 and the like.
In accordance with the invention, the halogen compound can be any type of chemical species capable of forming a tertiary phosphine hydrogen halide salt. Said tertiary phosphine hydrogen halide salt is preferably a water soluble salt.
Preferably, the halogen compound comprises at least one halogen atom such as Cl, Br, I and F.
The halogen compound may be selected from the group comprising fluorine (F 2) , chlorine (Cl 2) , bromine (Br 2) , iodine (I 2) , iodine monochloride (ICl) , iodine monobromide (IBr) , heterocyclyl halides, such as N-halosuccinimide, 1, 3-dihalo-5, 5-dimethylhydantoin, haloalkanes, in particular tetrahalomethanes, such as tetrachloromethane, tetrabromomethane, tetraiodomethane, tetrafluoromethane, phosphine dihalides, tertiary phosphine dihalides, such as triphenylphosphine dichloride, triphenylphosphine dibromide, triphenylphosphine diiodide, triphenylphosphine difluoride, triphenylphosphine dichloride, and/or any trialkyl, cycloalkyl or aryl analogues thereof.
The halogen compound is preferably present in an amount from 0.1 to 1.2 molar equivalent of the tertiary phosphine oxide having general formula (I) , in particular 0.2 to 1.0 molar equivalent, more preferably 0.3 to 1.0 molar equivalent.
The halogen compound may be present in any physical form, but suitable forms known to a person skilled in the art for a particular combination of reagents and/or reaction conditions that are naturally preferable.
The tertiary phosphine oxide having general formula (I) , the phosphorous acid or the phosphite compound may be attached to a solid support. An example of such a solid support is a polystyrene material, such as sold under the trade name JandaJel TM, by Sigma-Aldrich Co. Other possible solid phase supports are e.g. silica gel, Ring-Opening Olefin Metathesis Polymerization (ROMP) gel etc.
The person of ordinary skill in the art will know of various other possible solid supports, such as those described in US patent No. 7,491,779 by Steinke et al., the contents of which are incorporated by reference.
The reaction in this step is carried out in the presence of solvent. It is understood by a skilled person that the solvent has good solubility towards the reactants and the halogen compound. Preferably, it is an anhydrous aprotic polar solvent.
Anhydrous aprotic solvent (s) may be chosen in the group consisting of toluene, hexane, tetrahydrofuran (THF) , 2-methyltetrahydrofuran, acetonitrile, diethylether, dioxane, propionitrile, benzonitrile, ethyl acetate and mixtures of these.
The reaction medium may also comprise water, notably with a molar ratio of water to the tertiary phosphine oxide having general formula (I) ranging from 1/1 to 10/1, preferably from 1/1 to 2/1.
The reaction can also be carried out in the presence of a base. Said base is not particularly limited and can be an organic or inorganic base. Organic base may notably be tertiary amine chosen from a group consisting of pyridine, trimethylamine, triethylamine, DIPEA (N, N-diisopropylethylamine) , DBU (1, 8-diazabicyclo [5.4.0] undec-7-ene) , DABCO (1, 4-diazabicyclo [2.2.2] -octane) and DMP (2, 5-dimethylpyridine) . Inorganic base may be alkali metal hydroxide, such as sodium hydroxide, potassium hydroxide and alkali metal salt chosen from a group consisting of sodium carbonate, sodium bicarbonate, potassium carbonate and potassium bicarbonate.
The bases mentioned above can be used solely or in the form of a mixture.
The base may be preferably present in an amount from 0.1 to 2 molar equivalents of the tertiary phosphine oxide having general formula (I) to be reduced, in particular 0.2 to 1.0 molar equivalents, more preferably 0.3 to 0.8 molar equivalents.
Further, the reaction can be carried out in virtually any type of reaction vessel, additionally increasing the versatility, specifically from an industrial perspective, of the invention.
The reaction of step (i) very advantageously may be carried out at a reaction temperature in the range of 25 to 45℃.
The reaction of step (i) may preferably be carried out under air or under an inert atmosphere, such as a nitrogen atmosphere. Very advantageously, the reaction time may be from 2 to 11 hours and preferably from 2 to 7 hours.
Obviously, the process is more environmental-friendly since no toxic SiH 4 gas is generated and is more easily to be handled as all the reagents are quite stable in the presence of air or H 2O.
Step (ii)
The method for isolating the slurry obtained at step (i) from the reaction mixture is not particularly limited. For example, a skilled person can use several known techniques to realize the isolation, such as filtration or centrifugation, or even evaporating the solvent directly in order to obtain the slurry.
Preferably, the slurry may be washed by a solvent to remove the unreacted reactant, by-products and so on. Said solvent can preferably be aprotic solvent chosen in the group consisting of toluene, pentane, hexane, cyclohexane, heptane, tetrahydrofuran (THF) , 2-methyltetrahydrofuran, acetonitrile, diethyl ether, methyl tert-butyl ether (hereinafter MTBE) , dioxane, propionitrile, benzonitrile, ethyl acetate and mixtures thereof.
Step (iii)
The base compound used in step (iii) can be an organic or inorganic base. It may notably be an inorganic base, which is chosen in the group consisting of sodium hydroxide, potassium hydroxide and mixtures thereof. It is also possible to use a salt, which is chosen in the group consisting of sodium carbonate, sodium bicarbonate, potassium carbonate, potassium bicarbonate and mixtures thereof.
In a preferred embodiment, the base aqueous solution is prepared and then added to the slurry obtained at step (ii) .
The reaction of step (iii) may preferably be carried out under air or under an inert atmosphere, such as a nitrogen atmosphere and argon atmosphere and preferably nitrogen atmosphere.
The reaction of step (iii) may preferably be carried out at a reaction temperature in the range of 20 to 25℃.
Very advantageously, the reaction time of step (iii) may be from 0.2 and 1 hours.
Optionally, a solvent is added to extract the tertiary phosphine obtained at step (iii) . Said solvent is aprotic solvent, consisting of toluene, pentane, hexane, cyclohexane, heptane, tetrahydrofuran (THF) , 2-methyltetrahydrofuran, acetonitrile, diethyl ether, MTBE, dioxane, propionitrile, benzonitrile, ethyl acetate and mixtures thereof.
Preferably, the solvent is MTBE, toluene or hexane.
The following examples are included to illustrate embodiments of the invention. Needless to say, the invention is not limited to described examples.
EXPERIMENTAL PART
Materials
‐ Diphenyl phosphite (hereinafter DPPhite) : CAS No. : 4712-55-4, 95%purity, J&K
‐ Triphenyl phosphite (hereinafter TPPhite) : CAS No. : 101-02-0, 91%purity, J&K
‐ Tricyclohexylphosphine oxide (hereinafter Cy 3P=O) : CAS No. : 13689-19-5, 98%purity, aladdin.
‐ I 2: CAS No. : 7553-56-2, 99%purity, J&K
‐ Et 3N: CAS No. : 121-44-8, 99%purity, J&K
‐ THF: CAS No. : 109-99-9, anhydrous, J&K
‐ MTBE: CAS No. : 1634-04-4, anhydrous, J&K
‐ NaOH: CAS No. : 1310-73-2, Sinoreagent
‐ cyclohexane: CAS No. : 110-82-7, Sinoreagent
Example 1
Under N 2 atmosphere, 8.12 g DPPhite and 2.81 g TPPhite were loaded sequentially into a 150 mL Schlenk.
5.14 g Cy 3P=O in 44.5 g anhydrous THF and 4.35 g I 2 were then added into the above Schlenk under N 2 atmosphere, respectively.
The reaction was stirred at 45℃ under N 2 atmosphere for 7 hours. THF was then removed from the reaction mixture in vacuo. The residual slurry was  thoroughly washed by MTBE for three times (15 g MTBE for 1 st washing, and 10 g MTBE for 2 nd and 3 rd washing, respectively) . As a result, the solution was removed by cannulation under N 2 and the rest solid was dried in vacuo for more than 1 hour.
Thus, 5.41 g pale white solid, namely pure tricyclohexylphosphine hydrogen iodide (hereinafter [Cy 3P·HI] ) was obtained with an isolated yield of 78%.
In glovebox, a 5.30 g well-degassed 10 wt%NaOH aq. solution was added slowly into the above obtained [Cy 3P·HI] in 15 g well-degassed H 2O under stirring. The reaction was completed within 0.5 h. The reaction mixture was then extracted with well-degassed toluene in glovebox (15 g toluene for 1 st extraction, and 10 g toluene for 2 nd and 3 rd extraction, respectively) . The extracted toluene solution was then dried over excessive Na 2SO 4 and filtered.
Thus, 3.63 g white solid was obtained after toluene solvent was removed in vacuo. The white solid was identified as Cy 3P with a purity of 96%by  31P NMR spectroscopy.
Conversion of Cy 3P=O: > 99%
Total yield of Cy 3P: 73%
Example 2
Under N 2 atmosphere, 8.12 g DPPhite and 2.81 g TPPhite were loaded sequentially into a 150 mL Schlenk.
5.14 g Cy 3P=O in 44.5 g anhydrous THF, 4.35 g I 2 and 0.61 g Et 3N were was then added into the above Schlenk under N 2 atmosphere, respectively.
The reaction was stirred at 25℃ under N 2 atmosphere for 63 hours. THF was then removed from the reaction mixture in vacuo. The residual slurry was thoroughly washed by MTBE for three times (15 g MTBE for 1 st washing, and 10 g MTBE for 2 nd and 3 rd washing, respectively) . As a result, the solution was removed by cannulation under N 2 and the rest solid was dried in vacuo for more than 1 hour.
Thus, 6.94 g pale white solid was obtained, which was identified as a mixture of [Cy 3P·HI] & [Et 3NH] by  1H NMR and  31P NMR spectra.
In glovebox, a 7.44 g well-degassed 10 wt%NaOH aq. solution was added slowly into the above obtained mixture of [Cy 3P·HI] & [Et 3NH] in 15 g well-degassed H 2O under stirring. The reaction was completed within 0.5 h. The reaction mixture was then extracted with well-degassed toluene in glovebox (15 g toluene for 1 st extraction, and 10 g toluene for 2 nd and 3 rd extraction,  respectively) . The extracted toluene solution was then dried over excessive Na 2SO 4 and filtered.
Thus, a 4.07 g white solid was obtained, which was identified as Cy 3P with a purity of 96%by  31P NMR spectroscopy.
Conversion of Cy 3P=O: > 99%
Yield of Cy 3P: 82%
Comparative Example 1
Under N 2 atmosphere, 8.12 g DPPhite and 2.81 g TPPhite were loaded sequentially into a 150 mL Schlenk.
5.14 g Cy 3P=O in 44.5 g anhydrous THF, 4.35 g I 2 and 0.87 g Et 3N were was then added into the above Schlenk under N 2 atmosphere, respectively.
The reaction was stirred at 25℃ under N 2 atmosphere for 15 hours. An aliquot of reaction mixture was taken out into 0.5 mL CDCl 3 for  31P NMR analysis.
Unfortunately, Cy 3P was not observed by  31P NMR spectrum.

Claims (15)

  1. A process for the conversion of a tertiary phosphine oxide to the corresponding tertiary phosphine, comprising following steps:
    (i) reacting a tertiary phosphine oxide having general formula (I) with phosphorous acid or a phosphite compound, in the presence of a halogen compound and a solvent to obtain a reaction mixture comprising a slurry comprising a tertiary phosphine hydrogen halide salt having general formula (II) ;
    Figure PCTCN2018110774-appb-100001
    (ii) isolating the slurry obtained at step (i) from the reaction mixture;
    (iii) reacting the slurry obtained at step (ii) with a base to obtain the corresponding tertiary phosphine having general formula (III) ;
    Figure PCTCN2018110774-appb-100002
    wherein:
    ‐ R 1, R 2 and R 3 are each independently a branched, linear or cyclic C 1-C 20 alkyl or alkenyl, which is optionally interrupted by one or several heteroatoms;
    ‐ A is a linking moiety;
    ‐ m is an integer of 0 to 2;
    ‐ X is a halogen atom.
  2. The process according to claim 2, wherein the tertiary phosphine oxide having general formula (I) is a compound represented by the general formula (I’) as follow:
    Figure PCTCN2018110774-appb-100003
    wherein R 1, R 2 and R 3 are each independently a branched, linear or cyclic C 1-C 20 alkyl or alkenyl, which is optionally interrupted by one or several heteroatoms.
  3. The process according to claim 1 or 2, wherein R 1, R 2 and R 3 are independently R 1, R 2 and R 3 are independently a 5-6 membered cycloalkyl, which is not interrupted by one or several heteroatoms.
  4. The process according to claim 1, wherein tertiary phosphine oxide having general formula (I) is chosen in the group consisting of trimethylphosphine oxide, dimethylethylphosphine oxide, triethylphosphine oxide, tripropylphosphine oxide, tributylphosphine oxide, tri-tert-butylphosphine oxide, tripentylphosphine oxide, trihexylphosphine oxide, triheptylphosphine oxide, trioctylphosphine oxide, tricyclopropylphosphine oxide, tricyclobutylphosphine oxide, tricyclopentylphosphine oxide, tricyclohexylphosphine oxide, tricycloheptylphosphine oxide, tricyclooctylphosphine oxide, ethane-1, 2-diylbis (dicyclohexylphosphine oxide) and dicyclohexylmethylphosphine oxide, or any of these compounds attached to a solid and/or polymeric support.
  5. The process according to anyone of claims 1 to 4, wherein the phosphite compound is represented by the formula (IV) as follow:
    Figure PCTCN2018110774-appb-100004
    wherein R 4, R 5 and R 6 are each independently selected from the group comprising: hydrogen, substituted or unsubstituted, branched or linear hydrocarbyl; and substituted or unsubstituted, aliphatic or aromatic carbocyclyl or heterocyclyl; B is a linking moiety; and n is an integer of from 0 to 2.
  6. The process according to claim 5, wherein the phosphite compound represented by the formula (IV) is a compound represented by the general formula (IV’) as follow:
    Figure PCTCN2018110774-appb-100005
    wherein R 4, R 5 and R 6 are each independently selected from the group comprising: hydrogen, substituted or unsubstituted, branched or linear hydrocarbyl; and substituted or unsubstituted, aliphatic or aromatic carbocyclyl or heterocyclyl; B is a linking moiety; and n is an integer of from 0 to 2.
  7. The process according to claim 5 or 6, wherein R 4, R 5 and R 6 is independently chosen in the group consisting of hydrogen atom, substituted or unsubstituted, branched or linear C 1-C 20 hydrocarbyl, substituted or unsubstituted, aliphatic or aromatic C 3-C 20 carbocyclyl, or 5-20 membered heterocyclyl.
  8. The process according to claim 7, wherein R 4, R 5 and R 6 is independently selected from the group comprising: hydrogen atom, substituted or unsubstituted C 6-C 20 aryl-C 0-C 20 alkyl.
  9. The process according to claim 5, wherein the phosphite compound is chosen in the group consisting of triphenylphosphite, diphenylphosphite, phenylphosphite, diisodecylphenylphosphite, diphenyliso-decylphosphite, disooctyloctylphenylphosphite, phenyldiisodecylphosphite, tris (4-methoxyphenyl) phosphite, tri (o-tolyl) phosphite, tris (nonylphenyl) phos-phite,  tetraphenyl dipropyleneglycol diphosphite, and 4, 4'-isopropylidenedi-phenol C 12-15 alcohol phosphite.
  10. The process according to anyone of claims 1 to 9, wherein the phosphite compound is present in an amount from 1 to 10 molar equivalent phosphite of the phosphite compound to the phosphine oxide of the tertiary phosphine oxide having general formula (I) .
  11. The process according to anyone of claims 1 to 10, wherein the halogen compound is selected from the group comprising: fluorine (F 2) , chlorine (Cl 2) , bromine (Br 2) , iodine (I 2) , iodine monochloride (ICl) , iodine monobromide (IBr) , heterocyclyl halides, haloalkanes, phosphine dihalides, and/or any trialkyl, cycloalkyl or aryl analogues thereof.
  12. The process according to anyone of claims 1 to 11, wherein the halogen compound is present in an amount from 0.1 to 1.2 molar equivalents of the tertiary phosphine oxide having general formula (I) .
  13. The process according to anyone of claims 1 to 12, wherein the reaction in step (i) is carried out in presence of an anhydrous aprotic polar solvent.
  14. The process according to anyone of claims 1 to 12, wherein the reaction medium in step (i) comprises water.
  15. The process according to claim 14, wherein the reaction medium in step (i) comprises water with a molar ratio of water to the tertiary phosphine oxide having general formula (I) ranging from 1/1 to 10/1.
PCT/CN2018/110774 2018-10-18 2018-10-18 A process for preparing tertiary phosphines WO2020077582A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/CN2018/110774 WO2020077582A1 (en) 2018-10-18 2018-10-18 A process for preparing tertiary phosphines

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/CN2018/110774 WO2020077582A1 (en) 2018-10-18 2018-10-18 A process for preparing tertiary phosphines

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2020077582A1 true WO2020077582A1 (en) 2020-04-23

Family

ID=70283364

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/CN2018/110774 WO2020077582A1 (en) 2018-10-18 2018-10-18 A process for preparing tertiary phosphines

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2020077582A1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4131624A (en) * 1977-07-05 1978-12-26 M&T Chemicals Inc. Reduction of phosphine oxides
CN102947319A (en) * 2010-03-31 2013-02-27 克罗马福拉公司 A process for the reduction of a tertiary phosphine oxide to the corresponding tertiary phosphine in the presence of a catalyst and use of a tertiary phosphine for reducing a tertiary phosphine oxide in the presence of a catalyst
CN105968137A (en) * 2016-05-15 2016-09-28 中山大学 Naphthofuran-structure-containing biaryl monophosphine ligands, and preparation method and application thereof
WO2017041723A1 (en) * 2015-09-09 2017-03-16 Rhodia Operations Phosphine oxides reduction

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4131624A (en) * 1977-07-05 1978-12-26 M&T Chemicals Inc. Reduction of phosphine oxides
CN102947319A (en) * 2010-03-31 2013-02-27 克罗马福拉公司 A process for the reduction of a tertiary phosphine oxide to the corresponding tertiary phosphine in the presence of a catalyst and use of a tertiary phosphine for reducing a tertiary phosphine oxide in the presence of a catalyst
WO2017041723A1 (en) * 2015-09-09 2017-03-16 Rhodia Operations Phosphine oxides reduction
CN105968137A (en) * 2016-05-15 2016-09-28 中山大学 Naphthofuran-structure-containing biaryl monophosphine ligands, and preparation method and application thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6613910B2 (en) One-pot synthesis of group 8 transition metal carbene complexes useful as olefin metathesis catalysts
Baker et al. The reactivity of gallium (I) and indium (I) halides towards bipyridines, terpyridines, imino-substituted pyridines and bis (imino) acenaphthenes
JPH1077289A (en) Phosphazenium salt, its production and production of polyalkylene oxide
EP3222623B1 (en) Method for preparing tris(trialkylsilyl)phosphine
US10889603B2 (en) Versatile process for the preparation of acylphosphines
WO2020077582A1 (en) A process for preparing tertiary phosphines
US8618318B2 (en) Process for the preparation of palladium (I) tri-tert-butylphosphine bromide dimer
US10457696B2 (en) Cationic silicon (II) compounds and method for the production thereof
US7585991B2 (en) (Pentafluorophenyl) group 11 and 12 metal compounds, processes for preparing (pentafluorophenyl) group 11 and 12 metal compounds, and uses thereof
US10815258B2 (en) Phosphine oxides reduction
US3584043A (en) Process for the preparation of diorganohalophosphines
PL94075B1 (en)
US20030013918A1 (en) Solvent systems
US9663452B2 (en) Method for preparing formamidines
Schmitz et al. Hydrostannylation of phosphaalkenes [1]
EP1608668A2 (en) Tertiary phosphines and their methods of preparation
Schüler et al. Sterically shielded primary anilides of the alkaline-earth metals of the type (thf) n Ae (NH-Ar*) 2 (Ae= Mg, Ca, Sr, and Ba; Ar*= bulky aryl)
JP2645101B2 (en) Method for producing alifatyl phosphinic acid derivative
US3682910A (en) Process for producing thionothiol-phosphoric, -phosphonic, and -phosphinic acid esters
JP3748669B2 (en) Method for producing phosphazenium halide
JP2014005214A (en) Aryldichlorophosphine production method
US7851656B2 (en) Method for producing organic phosphorous compounds containing halogens
US6177593B1 (en) [Tris(dimethylamino)phosphonioamino]tris[tris(dimethylamino)phosphoranylideneamino]phosphonium dichloride and preparation process thereof
SU1016294A1 (en) Process for repairing secondary alkyl-phenyl phosphines
Kochetkova et al. Specific features of the chemical behavior of sodium 3, 4, 5-tris (2-thienyl)-1, 2-diphosphacyclopentadienide

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 18937289

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

32PN Ep: public notification in the ep bulletin as address of the adressee cannot be established

Free format text: NOTING OF LOSS OF RIGHTS PURSUANT TO RULE 112(1) EPC (EPO FORM 1205A DATED 01/07/2021)

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 18937289

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1