[发明专利]一种磷酰胺类化合物的合成方法

说明书

本发明提供了一种磷酰胺类化合物的合成方法，芳香族硝基化合物与磷氧氢类化合物在铜催化剂、配体和硅烷试剂的催化还原作用下进行还原偶联直接合成磷酰胺类化合物。该方法在还原条件下，使用简单廉价易得芳香族硝基化合物代替有机胺类化合物作为原料与磷氧氢类化合物进行偶联反应，从根本上改变了通过氧化偶联合成磷酰胺类化合物的模式，为磷酰胺的合成提供了一种更加简单安全、经济高效的合成方法。

技术领域

本发明属于有机合成领域，具体涉及一种磷酰胺类化合物的合成方法。

背景技术

磷酰胺是一类分子结构中含有P(=O)-N键的有机磷化合物，它广泛存在于各种生物体系、土壤及肥料中。近些年来，越来越多的磷酰胺类化合物被广泛应用于生物医药行业、农业、工业及有机合成催化等领域。因此，磷酰胺类化合物的高效合成制备具有重要的科学意义和实用价值。

自从1941年Audrieth和Toy使用二苯基氯化磷和苯基二氯化磷与气态或液态氨反应制备磷酰胺以来（J. Am. Chem. Soc. 1941, 63, 2117–2119；J. Am. Chem. Soc.1942, 64, 1337–1339），各种合成磷酰胺的方法被开发。传统制备磷酰胺化合物的方法主要有磷酰氯与胺类的亲核取代反应（J. Am. Chem. Soc. 1952, 74, 5959–5961）、磷酰叠氮参与的脱氮偶联反应（Org. Lett.2019, 21, 9527–9531; RSC Adv. 2019, 9, 16040–16043）以及四氯化碳为媒介的Atherton-Todd反应（中国科学：化学2015, 3, 283–294）。这些方法需要使用不稳定的磷酰氯或者磷酰叠氮作为反应原料，成本高、条件苛刻、官能团兼容性低、操作不便、环境不友好。近年来，化学研究者开发了使用简单易得、相对稳定的磷氧氢类化合物与有机胺类化合物经过氧化脱氢偶联制备磷酰胺的新方法(Tetrahedron Lett. 2013, 54, 6230–6232；Bull. Chem. Soc. Jpn. 2014, 87, 400–402)，在一定程度上改善了传统方法的不足，但是仍然存在问题制约着反应的高效进行：例如反应需要使用大量氧化剂对反应底物进行氧化活化，氧化剂的使用不仅给实验增加了安全隐患，不利于工业级放大反应的进行，同时降低了磷氧氢类化合物对反应的耐受，使氧化电势较低的双芳基、双烷基磷氧氢类化合物在反应条件下不能兼容或以极低的产率得到磷酰胺类产物；此外，有机胺类底物具有较强的配位性，容易与过渡金属配位造成过渡金属结合位点饱和，导致催化剂催化活性降低甚至丧失。

针对上述方法的不足，我们开发出一种更加简单安全、经济高效的磷酰胺类化合物的合成方法。该方法使用廉价易得的芳香族硝基化合物作为原料，在铜催化剂、配体和硅烷试剂的催化还原作用下与磷氧氢类化合物进行偶联反应合成磷酰胺。该方法利用还原偶联的方式制备磷酰胺类化合物，从根本上改变了利用氧化剂促进的氧化偶联模式，避免的危险氧化剂的使用，使反应更具有安全性；与以有机胺类化合物作为氮源的磷酰胺类化合物制备方法相比，该方法以有机胺类化合物的上游产品芳香族硝基化合物进行一步转化，可以避免硝基还原为胺的步骤，使反应更具有步骤经济性；同时，配位性能弱的芳香族硝基化合物能够避免过渡金属催化剂的配位饱和，使磷酰胺类化合物的催化合成体系更加高效。

发明内容

本发明的目的在于提供一种以芳香族硝基化合物与磷氧氢化合物为原料，在铜催化剂，配体，硅烷试剂作用下，通过还原偶联制备磷酰胺类化合物的方法。

为达到上述发明目的，本发明提出以下技术方案：