[发明专利]一种高效催化制备α-羟基膦酸酯的方法

说明书

技术领域

本发明属于α-羟基膦酸酯的催化合成领域，具体涉及一种催化芳醛与亚磷酸酯加成反应以制备α-羟基膦酸酯的方法。 

背景技术

α-羟基膦酸酯是一类具有重要生理活性的物质，它作为主要结构单元在生物化学和药物学领域有广泛的应用；另外，它还常被用作于金属络合剂，因此，研究α-羟基膦酸酯的高效合成技术具有重要的理论和实际意义。 

现有技术中，α-羟基膦酸酯的合成方法包括α-羰基膦酸酯的还原、烷基膦酸酯的氧化、醛与醋酸(膦酸基)甲酯的加成、醛与膦酸基甲酸酯的加成等等，而其中通过醛与亚磷酸酯的加成反应直接制备α-羟基膦酸酯无疑是最为符合绿色化学要求的、原子经济性的合成路线，因此该反应十数年来备受关注。由于该反应在不加热或没有催化剂、促进剂的情况下并不能发生，因此对其的研究工作多集中在开发反应的高效促进或催化体系上。 

已有报道的可催化或促进该反应的试剂或条件包括： 

(1)有机碱体系：四甲基胍(TMG)和类TMG(TBD，MTBD)(参见：D.Simoni，et al.Tetrahedron Lett.1998，39，7615-7618；D.Simoni，et al.Tetrahedron Lett.2000，41，1607-1610)，1，8-二氮杂环[5，4，0]十一烯-7(DBU)(参见：L.E.Kaim，et al.Synlett 2005，2335-2336)，三乙胺(参见：H.J.Cristau，et al.J.Organomet.Chem.2005，690，2472-2481)。 

(2)氧化铝体系：单组分氧化铝(参见：F.Texier-Boullet，et al.Synthesis 1982，916)，氧化铝-氟化钾(参见：D.Villemin，et al.Tetrahedron Lett.1986，27，1789-1790；F.Texier-Boullet，et al.Tetrahedron Lett.1986，27，3515-3516)，氧化铝-氢氧化钾(参见：F.Texier-Boullet，et al.Tetrahedron 1985，41，1259-1266)。 

(3)四异丙氧基钛体系(参见：T.Yokomatsu，et al.J.Chem.Soc.Perkin Trans.11997，1527-1533)。 

(4)无催化剂加热体系(参见：M.S.Kharasch，et al.J.Org.Chem.1960，25，1000-1006)。 

上述体系下的反应的催化剂用量通常较高(10％以上)，或需要当量的促进剂，或者需要1小时以上的反应时间，或者需要80℃以上的高温。 

此外，近年来还发展了一些用于催化合成光学活性α-羟基膦酸酯的[金属-手性配体]体系，但催化剂的用量通常都在10％左右。 

因此，发展高活性催化体系，在温和条件下高效合成α-羟基膦酸酯是很有必要的。 

发明内容

本发明目的是提供一种可在温和条件下高效催化芳醛与亚磷酸酯反应制备α-羟基膦酸酯的方法。 

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种催化芳醛与亚磷酸酯的加成反应制备α-羟基膦酸酯的方法，包括以下步骤： 

(1)使用催化剂催化芳醛与亚磷酸酯的加成反应； 

(2)进行萃取，用干燥剂干燥萃取液，过滤，减压除去溶剂，最后经快速柱层析得到α-羟基膦酸酯； 

其特征在于，步骤(1)具体为： 

在无水无氧条件下，在惰性气氛中，将催化剂、芳醛、亚磷酸酯和溶剂甲苯混匀，在20～30℃下搅拌反应至少3分钟后加水终止反应； 

上述技术方案中，按照摩尔比催化剂∶芳醛∶亚磷酸＝0.1％～1％∶1∶1～2； 

上述技术方案中，所述催化剂为一种中心离子为三价稀土金属并络合了氯化锂的化合物，所述催化剂的化学式为：[(Me₃Si)₂N]₃Ln(μ-Cl)Li(THF)₃，所述催化剂的结构式如下所示： 

式中，(Me₃Si)₂N表示三甲基硅氨基，Ln表示正三价的稀土金属离子，选自：金属钇、镧系元素中的镧、钕、钐、铒或镱中的一种；μ-代表桥键；THF代表四氢呋喃；