[发明专利]一种手性磷芴氧化物的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及有机化学合成领域，具体涉及一种催化分子内不对称碳-氢键芳基化反应合成手性磷芴氧化物的制备方法

背景技术

磷芴氧化物是一种极其有用的结构单元。作为材料，由其构成的有机π-共轭寡聚物或聚合物在光电材料领域展现出广阔的应用前景。因此，磷芴氧化物的合成方法得到了深入研究，涌现了大量的研究成果。与之形成鲜明对照的是，手性磷芴氧化物的合成方法很少报道。2006年，Widhalm等报道了通过色谱拆分的方式制备了相应的手性磷芴氧化物(Widhalm，M.；Brecker，L.；Mereiter，K.；Tetrahedron：Asymmetry 2006，17，1355.)。而手性磷芴氧化物的催化合成直到2010年才出现，Tanaka等利用铑催化的[2+2+2]环加成反应高立体选择性的合成了手性磷芴氧化物(Fukawa，N.；Osaka，T.；Noguchi，K.；Tanaka，K.Org.Lett.2010，12，1324.)。磷芴氧化物通常采用有机金属试剂的亲核取代反应来制备，但此类反应官能团相容性差。

碳-氢键是一种广泛存在于各类有机化合物的化学键。直接利用碳-氢键选择性地官能团化是有机化学家们长期追求的目标。由于碳-氢键相对稳定，活化反应条件苛刻，对烃类化合物的选择性功能化是此领域长期面临的挑战性难题。随着近年来的深入研究，已经有不少高效的催化体系被开发出来，对特定结构的底物实现了区域选择性和立体选择性的功能化。与其它构筑碳-磷键的方法相比，直接功能化化反应通过金属催化一步实现了碳-氢键活化，生成碳-碳键，避免预先功能化，降低了原料消耗，如能发展成不对称催化反应，更是大大提高了反应效率。

发明内容

为解决手性磷芴氧化物的合成方法不多的问题，本发明提出了一种手性磷芴氧化物的制备方法，本方法对含有不同性质取代基的芳基膦氧化物均具有较好的适应性，可以中等产率获得系列手性磷芴氧化物。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种手性磷芴氧化物的制备方法，以2-溴代苯基二芳基膦氧化物为原料，与催化剂前体、无机碱、助剂，在反应介质中，惰性气体保护下于100-140℃下反应2-24h，通过分离方法分出产物，得到手性磷芴氧化物。反应式如下所示：

手性磷芴氧化物的结构式如(I)所示：

所述的2-溴代苯基二芳基膦氧化物，即磷原子上含有两个相同的芳基取代基；2-溴代苯基二芳基膦氧化物的浓度为0.1-1.0mol/L，结构式如(II)所示：

上式(I)与(II)中：R和R’分别独立选自烷基，烷氧基，芳基，卤素，三氟烷基中一种，作为优选，R和R’分别独立选自甲基，叔丁基，甲氧基，苯基，三氟甲基，氟中一种。

所述的催化剂前体为钯盐与手性含膦配体原位形成的络合物。其中，手性膦配体选自单膦、双膦化合物中一种，用量为2-溴代苯基二芳基膦氧化物摩尔量的2～10％。所述钯盐选自氯化钯，乙酸钯，三(二亚苄基丙酮)二钯，三氟乙酸钯中一种，用量为2-溴代苯基二芳基膦氧化物摩尔量的1～10％。

作为优选，手性含膦配体选自如下所示结构式中的一种：

所述无机碱选自碳酸钾，碳酸铯、乙酸钾中一种，用量为2-溴代苯基二芳基膦氧化物摩尔量的110-300％。

所述助剂选自三甲基乙酸，用量为2-溴代苯基二芳基膦氧化物摩尔量的10-50％。

所述反应介质选自甲苯、二甲苯、三甲苯、氯苯中一种。用量为使反应物全部浸入的量。

本发明以易于合成的2-溴代苯基二苯基膦氧化物为原料，经分子内的芳基偶联反应即可高效合成系列手性磷芴氧化物。本方法对含有不同性质取代基的芳基膦氧化物均具有较好的适应性，可以中等产率获得系列手性磷芴氧化物。且产物的ee值可通过重结晶进一步提高。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：催化剂前体原位形成，操作简单；于一定温度搅拌即可完成反应，粗产品经过快速柱层析除杂后减压浓缩可得纯品，后处理方便。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明作进一步详细说明，实施例中所用原料均可市购或采用常规方法制备。

实施例1中原料2-溴代苯基二芳基膦氧化物采用2-溴代苯基二邻甲苯基膦氧化物，通过以下常规方法合成：