[发明专利]一种制备2-氧杂磷杂环戊烷的方法

说明书

技术领域

本发明属于含磷有机化合物的制备技术领域，具体涉及一种2-氧杂磷杂环戊烷的催化制备方法。

背景技术

2-氧杂磷杂环戊烷是一类含磷生理活性物质，除在生化和药物学领域有应用外，也可用作环氧树脂的阻燃剂等。

美国专利US4042649公开了一种合成2-氧杂磷杂环戊烷的方法，即在碱性体系中，利用亚磷酸二酯与α,β-不饱和酮的反应制备2-氧杂磷杂环戊烷，过程中需要活泼金属钠的参与，因而使该反应路线存在不安全因素，同时反应的产率也较低。

因此寻找一种来源简单、活性较高、选择性好、安全、普适性好的催化体系以有效合成2-氧杂磷杂环戊烷是很有必要的。

发明内容

本发明的目的是提供一种来源简单、活性较高、选择性好、安全、普适性好的催化体系催化亚磷酸酯与α,β-不饱和酮反应制备2-氧杂磷杂环戊烷的方法。

为达到上述发明目的，本发明采用的技术方案是：

一种制备2-氧杂磷杂环戊烷的方法，包括以下步骤：在无水无氧条件下，以亚磷酸酯与α,β-不饱和酮为反应物，以硅氨基稀土化合物[(Me₃Si)₂N]₃Ln(μ-Cl)Li(THF)₃为催化剂，反应制备得到产物2-氧杂磷杂环戊烷；

其中，Ln表示正三价的稀土金属离子，选自镧、钐或镱中的一种；(Me₃Si)₂N表示三甲基硅氨基；μ-代表桥键；THF代表四氢呋喃；

所述α,β-不饱和酮化学结构通式为：                                                ，其中，R¹选自：苯基、邻甲基苯基、邻甲氧苯基、对甲基苯基、对甲氧基苯基、对氯苯基、对溴苯基、1-萘基中的一种，R²选自：苯基、对甲基苯基、对甲氧基苯基、对氯苯基、对溴苯基中的一种；所述亚磷酸酯为亚磷酸二乙酯。

上述技术方案中，反应在有机溶剂中进行。优选地，所述有机溶剂为甲苯或者含有甲苯的混合物。

上述技术方案中，反应过程包括在无水无氧条件下，将硅氨基稀土化合物、亚磷酸酯、α,β-不饱和酮和溶剂混匀，在20～60℃下搅拌5～12小时，终止反应，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2-氧杂磷杂环戊烷。

上述技术方案中，所述硅氨基稀土化合物的结构式如下所示：

；

其中Ln表示正三价的稀土金属离子，选自镧、钐或镱中的一种，优选为镧，因为其催化的反应对于生成2-氧杂磷杂环戊烷的区域选择性较好，在同样条件下，相对于镱和钐，其催化的反应对于2-氧杂磷杂环戊烷的生成产率较高。

上述技术方案中，所述在无水无氧条件下优选为在惰性气氛中。

上述技术方案中，所述溶剂选自甲苯、甲苯与六甲基膦酰三胺的不同比例混合溶剂，优选为甲苯/六甲基膦酰三胺混合溶剂，二者体积比为5∶1。

上述技术方案中，所述催化剂的用量为α,β-不饱和酮的摩尔数的2%～4%，优选为4%，催化剂的用量过少会使反应无法高效进行，但是催化剂的用量过大会增加反应成本并影响反应体系的后处理。

上述技术方案中，所述亚磷酸酯的用量优选为α,β-不饱和酮的摩尔数的2.5～3倍，优选为3倍。

上述技术方案中，所述反应温度为20～60℃，优选为40℃；

上述技术方案中，所述终止反应，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2-氧杂磷杂环戊烷等操作都属于现有技术，其中所使用的萃取剂、干燥剂、洗脱剂也是现有技术，本领域技术人员可以根据最终产物的性质选择合适的试剂，优选的技术方案中终止反应采用醋酸水溶液，萃取剂为乙酸乙酯，干燥剂为无水硫酸钠，洗脱剂为乙酸乙酯/石油醚体系（体积比为1∶1）。

上述技术方案中，所述催化剂的制备方法已经被S. L. Zhou公开（S. L. Zhou, et al. Polyhedron 2003, 22, 1019-1024），本领域技术人员可以参考。

上述技术方案可表示如下：

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点: