[发明专利]一种α-氟代-β-羰基-二芳基膦氧化合物及其对映选择多样性的合成方法

说明书

本发明公开一种α‑氟代‑β‑羰基‑二芳基膦氧化合物及其对映选择多样性的合成方法，所述α‑氟代‑β‑羰基‑二芳基膦氧化合物是通过将β‑羰基‑二芳基膦氧化合物与氟化试剂在有机溶剂中，经手性催化剂和碱溶液的作用下反应得到的β‑羰基‑二芳基膦氧化合物α不对称‑氟取代产物。本发明利用廉价且商品可得的金鸡纳碱及其衍生物为手性催化剂，可经济、高效地实现β‑羰基‑二芳基膦氧化合物的对映选择多样性的不对称α‑氟取代，反应过程简单、安全且易于操作，合成产率高，适于工业化生产。

技术领域

本发明属于有机中间体合成领域，具体涉及一种α-氟代-β-羰基-二芳基膦氧化合物及其对映选择多样性的合成方法。

背景技术

β-羰基膦氧化合物作为一类重要的含磷有机化合物在有机化学、配位化学、生物化学等诸多领域都具有广泛的应用。在有机合成中是一类重要的有机合成子，可以通过一系列转化得到各类重要的衍生物，是著名的Horner-Wadsworth-Emmons(HWE)反应的原料，也可以用于制备各类β-胺基膦酸、手型β-羟基膦酸等化合物。其中以β-羰基膦氧化合物进行α-取代获得的α-取代-β-羰基-二芳基膦氧化合物作为一类重要的有机骨架，可以作为有机功能分子的合成前驱体、过渡金属催化中的配体以及过渡金属提取纯化中的萃取剂等。

卤代是一个非常重要且实用的反应，其产物可用于构建碳-氮、碳-硫、碳-氧以及类似建，其中对膦酸酯进行α-卤代是研究热点。其中1996年，Feasson C等通过镁的电化学方法合成了氯代环烷基磷酸酯；2004年，袁承业获得了β-羰基膦酸酯α-位单氯代产物；2005年，Jorgensen K.A.等以N-氯丁二酰亚胺为氯源的羰基膦酸酯在路易斯酸催化下得到对映选择性氯代反应；2010年，Calenbergh S.V.等以丁烯基膦酸二乙酯为原料，在LDA、TMSCL和Cl₃C-CCl₃作用下，在酸性条件下合成了膦酸酯α-位氯代产物；2011年，McKenna C.E.等，在膦酸三乙酯在氰化钠作用下，与选择性氟化试剂反应生成了α-氟代膦酸酯，但是产率极低；2012年，Shibatomi K.等利用手性螺吡啶单噁唑啉配体催化β-羰基膦酸酯进行不对称α-氯代反应。虽然现有文献已经报道了对膦酸酯进行α-卤代的相关反应，但是由于氟取代的复杂性，因此所述方法仅限于α-氯代反应，并且获得产物的纯度较低，且对映选择性较差，产物一般为消旋体。

针对上述问题，为了获得一种对映选择多样性α-氟代的β-羰基-二芳基膦氧化合物，文献(展宗嵩.β-酮基取代的二芳基膦氧化物羰基α-位的卤代反应[D].兰州大学,2020.08.01)通过筛选溶剂、催化剂和添加剂进行β-酮基取代的二芳基膦氧化物羰基α-位卤代反应的条件优化，获得了β-酮基取代的二芳基膦氧化物羰基α-位的不对称氯代和溴代反应，但是该方法的不对称反应效果还是较差，最高ee值仅达到35％；并且虽然F与Cl、Br为同属卤素，但是由于氟原子半径小，电负性大等特点，实现β-酮基取代的二芳基膦氧化物羰基α-位的不对称氟代反应过程更为复杂，所以该方法仍然无法实现β-酮基取代的二芳基膦氧化物羰基α-位的不对称氟取代。

针对现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种α-氟代-β-羰基-二芳基膦氧化合物及其对映选择多样性的合成方法。所述方法采用廉价且商业可得的催化剂和碱，在有机溶剂能够经济、高效地实现β-羰基-二芳基膦氧化合物的不对称氟代反应，ee值高达到90％以上，最高可达99％，即能基本完全实现β-羰基-二芳基膦氧化合物的不对称氟代，获得了单晶形态的α-氟代-β-羰基-二芳基膦氧化合物；且所述反应过程简单、安全且易于操作，对于有机合成领域具有重要的意义。

发明内容

针对上述技术问题，本发明的目的在于提供一种α-氟代-β-羰基-二芳基膦氧化合物，所述α-氟代-β-羰基-二芳基膦氧化合物的结构式如下式(Ⅰ)-(Ⅳ)任一所示：