一种膦苯类化合物的制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种膦苯类化合物的制备方法，先将溴苯类化合物与镁反应制成格氏试剂，再用四(三苯基膦)钯催化溴苯类化合物格氏试剂与膦氯化合物反应。具体方法是，在惰性气体保护下，将溴苯类化合物与镁屑和有机溶剂制成格氏试剂，回流2?10小时；在室温下加入四(三苯基膦)钯，搅拌10分钟到3小时，室温滴加膦氯化合物，回流反应1?10小时；在冰水浴下向反应液中滴加饱和弱酸弱碱盐水溶液，分液，有机相脱溶，加醇溶剂结晶，过滤得到膦苯类化合物。本发明的制备方法不仅大幅提高了制备产率，而且后处理简单，省去了用氨水反复洗涤的过程，简化了制备工艺，有利于大规模工业化生产。
【专利说明】
一种麟苯类化合物的制备方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种膦苯类化合物的制备方法，属于有机合成技术领域。
【背景技术】
[0002] 具有下列通式(I)的膦苯类化合物 _]
:(1)
[0004] 其中，1?1、妒、1?3、1?4和1?5分别独立地表示氢原子、(： 1~〇4烷基、苯基、一个或多个(：1~ C3烷基取代的苯基或者-NR1R2，其中RjPR2分别独立地表示C 1-C3烷基;R6和R7分别独立地表 示叔丁基或苯基，且R 6和R7是相同的取代基，是一类重要的有机膦配体，在现代有机合成和 实际应用中起着重要的作用。该类化合物与钯配合作为催化剂用于Suzuki、Bu Chwald等偶 联反应中，以及C-芳基化、N-芳基化等反应中。
[0005] 现有合成通式（I)的膦苯类化合物的方法是将相应的溴苯类化合物制成格氏试剂 后，用氯化亚铜催化，与膦氯化合物如二叔丁基氯化膦或二苯基氯化膦反应，后处理用氨水 淬灭反应并有机相用氨水洗至无水，结晶、过滤后得到产品。例如，化合物2_(二叔丁基膦） 联苯现有的制备方法是，在惰性气体保护下，由2-溴联苯、镁肩和THF制成格氏试剂后，加入 氯化亚铜催化剂，与二叔丁基氯化膦结合，用氨水淬灭反应，有机相用氨水洗至无水，加甲 醇结晶，过滤得到2-(二叔丁基膦)联苯。然而该方法的收率不太高，仅为80%左右;而且使 用氯化亚铜作催化剂，后处理需要用氨水多次洗涤才能将氯化亚铜除干净，否则会影响产 品的纯度和品质，因此后处理麻烦，这对于放大生产操作是极为不便的。
[0006] 因此，寻求一种产率高且后处理简单的膦苯类化合物的制备方法，以适应大规模 的工业化生产，是膦苯类化合物制备领域亟待解决的技术问题之一。
【发明内容】
[0007] 本发明提供了一种改进的膦苯类化合物的制备方法，既提高了产品的收率，后处 理又简单，大大简化了制备工艺，有利于大规模工业化生产，有效地解决了现有技术中存在 的问题。
[0008] 本发明提供了一种通式(I)所示的膦苯类化合物的制备方法
[0009]
(I)
[0010] 其中，r、r、r、r和R5分别独立地表示氢原子、CcC4烷基、苯基、一个或多个&~ C3烷基取代的苯基或者-NR1R2，其中RjPR2分别独立地表示C 1-C3烷基;R6和R7分别独立地表 示叔丁基或苯基，且R6和R7是相同的取代基，所述方法包括：
[0011 ]将通式(III)所示的溴苯类化合物
[0012] (m)
[0013] 其中，r、r、r、r和R5分别独立地表示氢原子、CpC4烷基、苯基、一个或多个&~ C3烷基取代的苯基或者-NR1R2，其中心和心分别独立地表示C 1-C3烷基，与镁反应制成通式 (π)所示的溴苯类化合物格氏试剂
[0014]
(II)
[0015] 其中，1?1、1?2、1?3、1?4和妒分别独立地表示氢原子、(： 1~〇4烷基、苯基、一个或多个(：1~ C3烷基取代的苯基或者-NR1R2，其中RjPR2分别独立地表示&~(： 3烷基；
[0016] 再用四（三苯基膦)钯催化通式（II)的溴苯类化合物格氏试剂与通式（IV)所示的 膦氯化合物反应，得到通式（I)的膦苯类化合物
[0017]
(IV)
[0018] 其中，R6和R7分别独立地表示叔丁基或苯基，且R6和R7是相同的取代基。
[0019]根据本发明的一个具体但非限制性的实施方案，其中，妒、妒、1?3、1?4和1? 5中取代基为 苯基、一个或多个&~(：3烷基取代的苯基和/或-NR1R2的数目小于等于2。
[0020] 根据本发明的一个具体但非限制性的实施方案，其中，-NR1R2是-N(CH3) 2、-N (C2H5)2或-N(C3H7) 2。
[0021] 根据本发明的一个具体但非限制性的实施方案，其中，通式（IV)的膦氯化合物是 二叔丁基氯化膦或二苯基氯化膦。
[0022] 根据本发明的一个具体但非限制性的实施方案，所述方法包括：
[0023] 在惰性气体保护下，将通式（III)的溴苯类化合物与镁肩和有机溶剂反应制成通 式(II)的溴苯类化合物格氏试剂，回流2-10小时;在室温下加入四（三苯基膦)钯，搅拌10分 钟到3小时，室温滴加通式（IV)的膦氯化合物，回流反应1-10小时;在冰水浴下向反应液中 滴加饱和弱酸弱碱盐水溶液猝灭反应，分液，有机相脱溶，加醇溶剂结晶，过滤得到通式(I) 的膦苯类化合物。
[0024]根据本发明的一个具体但非限制性的实施方案，其中，溴苯类化合物与镁的摩尔 比是 1:1_1.5。
[0025] 根据本发明的一个具体但非限制性的实施方案，其中，溴苯类化合物与四（三苯基 膦)钯的摩尔比是1:0.01-0.02。
[0026] 根据本发明的一个具体但非限制性的实施方案，其中，溴苯类化合物与膦氯化合 物的摩尔比是1:0.5-1.5。
[0027] 根据本发明的一个具体但非限制性的实施方案，其中，格氏反应用的有机溶剂是 无水四氢呋喃或无水甲基四氢呋喃。
[0028] 根据本发明的一个具体但非限制性的实施方案，其中，饱和弱酸弱碱盐水溶液是 饱和氯化铵水溶液。
[0029]本发明的有益效果主要体现在：
[0030] 1.本发明将溴苯类化合物制成格氏试剂后，改用四（三苯基膦)钯代替氯化亚铜催 化其与膦氯化合物反应，得到高产率、高纯度的膦苯类化合物，产率为90%以上，远高于现 有技术80%左右的产率。
[0031] 2.本发明由于未使用氯化亚铜作为催化剂，因此在后处理上省去了用氨水反复洗 涤产品以除净氯化亚铜的过程，不仅后处理更加简单，也有效保证了产品的纯度和品质。 [0032] 3.本发明的制备方法不仅产率高，而且后处理简单，易于操作，原料易得，操作简 单，可获得高产率、高纯度的产品，尤其适合大规模的工业化生产。
【附图说明】
[0033] 图1为实施例2制备的2_(二叔丁基膦)联苯的1H-NMIL
[0034] 图2为实施例2制备的2-(二叔丁基膦)联苯的31P-NMR。
【具体实施方式】
[0035]下文提供了具体的实施方式进一步说明本发明，但本发明不仅仅限于以下的实施 方式。
[0036]发明人在制备二叔丁基苯基膦的研究中，为了不使用催化剂氯化亚铜，避免后处 理用氨水反复洗涤以除净氯化亚铜催化剂，发明人在制备方法上做了新的尝试，将溴苯与 镁肩制成格氏试剂后，用四（三苯基膦)钯代替氯化亚铜催化溴苯格氏试剂与二叔丁基氯化 膦反应，后处理直接用氯化铵水溶液淬灭反应、有机相脱溶、结晶、过滤得到二叔丁基苯基 膦，不仅取得了90%以上的高收率，而且省去了用氨水反复洗涤的步骤，大大简化了后处理 过程，有利于放大生产操作。
[0037]按照上述方法，发明人又尝试用四（三苯基膦)钯催化其它溴苯类化合物格氏试剂 与二叔丁基氯化膦反应，结果都取得了90%以上的高收率。将二叔丁基氯化膦换成二苯基 氯化膦，用四（三苯基膦)钯催化，收率也都在90 %以上，效果非常好。
[0038] 本发明涉及下列通式(I)所示的膦苯类化合物的制备方法
[0039]
(I)
[0040] 其中，1?1、妒、1?3、1?4和1? 5分别独立地表示氢原子、(：1~〇4烷基、苯基、一个或多个(：1~ C3烷基取代的苯基或者-NR1R2，其中RjPR2分别独立地表示&~(： 3烷基;R6和R7分别独立地表 示叔丁基或苯基，且R6和R 7是相同的取代基。
[0041 ] 优选地，R1、R2、R3、R4和R5中取代基为苯基、一个或多个CpC 3烷基取代的苯基或-NR1R2的数目分别小于等于2。
[0042] 对于1?1、1?2、1?3、1?4和1? 5，上述(：1~〇4烷基是指具有1-4个碳原子的直链或支链烷基， 例如：甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基或仲丁基。上述一个或多个C 1-C3 烷基取代的苯基是指由一个或多个具有1-3个碳原子的直链或支链烷基取代的苯基，例如： 一个或多个甲基、乙基、正丙基或异丙基取代的苯基。上述-NR 1R2是由二个C1-C3烷基取代 的胺基，所述C 1-C3烷基是指具有1-3个碳原子的直链或支链烷基，-NR1R2的例子有：-N (CH3) 2、-N(C2H5) 2、-N(C3H7) 2、-N(CH3) (C2H5)、-N(CH3) (C3H7)或_N( C2H5) (C3H7)。-NR1R2优选为-N(CH 3)2、-N(C2H5)2 或-N(C3H7)2o [0043]本发明的制备方法包括：
[0044]
(III) (II) (I)
[0045] 在惰性气体如氮气保护下，将通式（III)的溴苯类化合物，其中妒、1?2、1?3、1? 4和1?5的 定义如前，与镁肩和有机溶剂如无水四氢呋喃（THF)或无水甲基四氢呋喃反应制成通式 (II)的溴苯类化合物格氏试剂，其中妒、1? 2、1?3、1?4和1?5的定义如前，回流2-10小时;在室温下 加入四（三苯基膦)钯，搅拌10分钟到3小时，室温滴加通式(IV)的膦氯化合物，其中R 6和R7的 定义如前，回流反应1-10小时;在冰水浴下向反应液中滴加饱和弱酸弱碱盐水溶液如饱和 氯化铵水溶液猝灭反应，分液，有机相脱溶，加醇溶剂如甲醇、乙醇等结晶，过滤得到通式 (I)的膦苯类化合物。
[0046] 其中，通式(III)的溴苯类化合物与镁的摩尔比可以是1:1-1.5。
[0047]通式（III)的溴苯类化合物与四（三苯基膦)钯的摩尔比可以是1:0.01-0.02。
[0048] 通式(III)的溴苯类化合物与通式(IV)的膦氯化合物的摩尔比可以是1:0.5-1.5。
[0049] 溶解溴苯类化合物的有机溶剂的量可以参照Ig溴苯类化合物需要l-15mL有机溶 剂的比例。
[0050] 饱和弱酸弱碱无机盐水溶液的量可以参照Ig溴苯类化合物需要l_15mL饱和弱酸 弱碱无机盐水溶液的比例。
[0051 ]通式（I II)的溴苯类化合物可以是例如溴苯、2-溴联苯、2，6-二苯基溴苯、3-甲基- 4-溴-N，N-二甲基苯胺、2，4，6-三异丙基溴苯、2-溴甲苯、2，6-二苯基溴苯、4-溴-N，N-二甲 基苯胺等。
[0052] 通式(IV)的膦氯化合物是二叔丁基氯化膦或二苯基氯化膦。
[0053] 根据本发明方法，制备的通式（I)的膦苯类化合物具体可以是例如二叔丁基苯基 膦、2-(二叔丁基膦)联苯、2，6-二苯基二叔丁基膦苯、2-甲基-4-(N，N-二甲氨）二叔丁基膦 苯、2-二叔丁基膦-2，4,6_三异丙基联苯、2-二苯基膦甲苯、2，6_二苯基二苯基膦苯、4-(N， N-二甲氨)二苯基膦苯等。
[0054]实验表明，用本发明方法制备一系列通式（I)的膦苯类化合物，收率均高达90%以 上，广品纯度98 %左右。
[0055]下面将结合具体实施例对本发明作进一步阐述，但本发明并不限于以下实施例。
[0056]上文及下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
[0057]上文及下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到或 可用常规方法制备得到。
[0058] 实施例1
[0059] 二叔丁基苯基膦的制备
[0060]
[00611氮气保护下，IL三口瓶，由27g的溴苯、5g的镁肩和400mL的无水THF制成格氏试剂， 回流2小时，降到室温，加入2g的四（三苯基膦)钯，搅拌10分钟，室温滴加33g的二叔丁基氯 化膦，回流反应3小时。在冰水浴下向反应液中滴加200mL饱和氯化铵水溶液猝灭，分液，有 机相脱溶，加甲醇结晶，过滤得白色的二叔丁基苯基膦36g，收率94.7%。
[0062] 实施例2
[0063] 2_(二叔丁基膦)联苯的制备
[0064]
[0065]氮气保护下，IL三口瓶，由40g的2-溴联苯、5g的镁肩和400mL的无水THF制成格氏 试剂，回流2小时，降到室温，加入2g的四（三苯基膦)钯，搅拌30分钟，室温滴加33g的二叔丁 基氯化膦，回流反应2小时。在冰水浴下向反应液中滴加200mL饱和氯化铵水溶液猝灭，分 液，有机相脱溶，加甲醇结晶，过滤得白色的2_(二叔丁基膦)联苯49g，收率95.7%。
[0066] 图1和图2分别是制备得到的2-(二叔丁基膦)联苯的1H-NMR图谱和31P-NMR图谱，表 征结果如下：
[0067] ^omhz-1H-NMR(CDCIS) : δ = 1 · 1-1 · 2(m，18H);7 ·8-7 ·9(s，1H);
[0068] 400MHz-31P_NMR(CDC13): δ = 18· 22。
[0069] 根据核磁氢谱和膦谱可以看出产品纯度大于98%。
[0070] 实施例3
[0071] 2,6-二苯基二叔丁基膦苯的制备
[0072]
[0073]氮气保护下，IL三口瓶，由53g的2，6-二苯基溴苯、5g的镁肩和400mL的无水THF制 成格氏试剂，回流4小时，降到室温，加入2g的四（三苯基膦)钯，搅拌1小时，室温滴加33g的 二叔丁基氯化膦，回流反应5小时。在冰水浴下向反应液中滴加200mL饱和氯化铵水溶液猝 灭，分液，有机相脱溶，加甲醇结晶，过滤得白色的2，6-二苯基二叔丁基膦苯62g，收率96%。 [0074] 实施例4
[0075] 2-甲基-4_(N，N-二甲氨)二叔丁基膦苯的制备
[0076]
[0077] 氮气保护下，IL三口瓶，由53.5g的3-甲基-4-溴-N，N_二甲基苯胺、7g的镁肩和 400mL的无水THF制成格氏试剂，回流2小时，降到室温，加入2.9g的四（三苯基膦)钯，搅拌2 小时，室温滴加61 g的二叔丁基氯化膦，回流反应4小时。在冰水浴下向反应液中滴加200mL 饱和氯化铵水溶液猝灭，分液，有机相脱溶，加甲醇结晶，过滤得白色的2-甲基-4-(N，N-二 甲氨)二叔丁基膦苯67g，收率96 %。
[0078] 实施例5
[0079] 2-二叔丁基膦-2,4,6-三异丙基联苯的制备
[0080]
[0081 ]氮气保护下，IL三口瓶，向32.5g的2,4，6-三异丙基溴苯、5.6g的镁肩和300mL的无 水THF中，滴加20g的邻氯溴苯，制成2，4，6_三异丙基-2-溴联苯格氏试剂，回流2小时，降到 室温，加入2.4g的四（三苯基膦)钯，搅拌30分钟，室温滴加18.8g的二叔丁基氯化膦，回流反 应5小时。在冰水浴下向反应液中滴加200mL饱和氯化铵水溶液猝灭，分液，有机相脱溶，加 甲醇结晶，过滤得白色的2-二叔丁基膦_2,4,6_三异丙基联苯41.7g，收率94%。
[0082] 实施例6
[0083] 2-二苯基膦甲苯的制备
[0084]
[0085]氮气保护下，IL三口瓶，由29.3g的2-溴甲苯、5g的镁肩和400mL的无水甲基四氢呋 喃制成格氏试剂，回流6小时，降到室温，加入2g的四（三苯基膦)钯，搅拌10分钟，室温滴加 40g的二苯基氯化膦，回流反应6小时。在冰水浴下向反应液中滴加200mL饱和氯化铵水溶液 猝灭，分液，有机相脱溶，加甲醇结晶，过滤得白色的2-二苯基膦甲苯45g，收率95%。
[0086] 实施例7
[0087] 2，6_二苯基二苯基膦苯的制备
[0088]
[0089] 氮气保护下，IL三口瓶，由53g的2，6-二苯基溴苯、5g的镁肩和400mL的无水THF制 成格氏试剂，回流8小时，降到室温，加入2.9g的四（三苯基膦)钯，搅拌1小时，室温滴加40g 的二苯基氯化膦，回流反应10小时。在冰水浴下向反应液中滴加200mL饱和氯化铵水溶液猝 灭，分液，有机相脱溶，加甲醇结晶，过滤得白色的2，6-二苯基二苯基膦苯69g，收率97 %。
[0090] 实施例8
[0091] 4-(N，N-二甲氨)二苯基膦苯的制备
[0092]
[0093] 氮气保护下，IL三口瓶，由50g的4-溴-N，N-二甲基苯胺、7g的镁肩和400mL的无水 THF制成格氏试剂，回流10小时，降到室温，加入2.9g的四（三苯基膦)钯，搅拌3小时，室温滴 加61g的二苯基氯化膦，回流反应8小时。在冰水浴下向反应液中滴加200mL饱和氯化铵水溶 液猝灭，分液，有机相脱溶，加甲醇结晶，过滤得白色的4-(N，N-二甲氨)二苯基膦苯74g，收 率 96 %。
[0094] 对比例1
[0095] 用现有技术方法合成2_(二叔丁基膦)联苯
[0096]
[0097]氮气保护下，IL三口瓶，由40g的2-溴联苯、5g的镁肩和400mL的无水THF制成格氏 试剂，回流2小时，降到室温，加入17g的氯化亚铜，室温滴加33g的二叔丁基氯化膦，回流反 应2小时。加入200mL氨水和200mL乙酸乙酯淬灭反应，分液，有机相用氨水洗至无水，脱溶， 加甲醇结晶，过滤得白色的2-(二叔丁基膦)联苯41g，收率80 %。
[0098]对比例1与实施例2的原料和制备产物一样，通过比较可以看出，本发明改用四（三 苯基膦)钯作催化剂，比现有技术用氯化亚铜催化，产品收率提高了20%，而且后处理也省 去了多次用氨水洗，操作更加简单，有利于放大。
[0099] 对比例2
[0100]用现有技术方法合成2-二叔丁基膦-2，4，6-三异丙基联苯
[0101]
[0102] 氮气保护下，IL三口瓶，向32.5g的2,4,6-三异丙基溴苯、5.6g的镁肩和300mL的无 水THF中，滴加20g的邻氯溴苯，制成2，4，6_三异丙基-2-溴联苯格氏试剂，回流2小时，降到 室温，加入IOg的氯化亚铜，室温滴加18.8g的二叔丁基氯化膦，回流反应5小时。加入200mL 氨水和200mL乙酸乙酯淬灭反应，分液，有机相用氨水洗至无水，脱溶，加甲醇结晶，过滤的 白色的2-二叔丁基膦-2，4，6-三异丙基联苯35.49g，收率80 %。
[0103] 对比例2与实施例5的原料和制备产物一样，通过比较可以看出，本发明改用四（三 苯基膦)钯作催化剂，比现有技术用氯化亚铜催化，产品收率提高了近20%，而且后处理也 省去了多次用氨水洗，操作更加简单，有利于放大。
[0104] 以上仅是本发明的具体应用范例，对本发明的保护范围不构成任何限制。凡采用 等同变换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本发明权利保护范围之内。
【主权项】
1. 一种通式(I)所示的膦苯类化合物的制备方法其中，1?1、妒、1?3、1?4和1?5分别独立地表示氢原子、(： 1~〇4烷基、苯基、一个或多个(：1~(：3烷 基取代的苯基或者-NRifc，其中办和此分别独立地表示&~C3烷基;R6和R 7分别独立地表示叔 丁基或苯基，且R6和R7是相同的取代基，所述方法包括： 将通式(III)所示的溴苯类化合物其中，1?1、妒、1?3、1?4和1?5分别独立地表示氢原子、(： 1~〇4烷基、苯基、一个或多个(：1~(：3烷 基取代的苯基或者-NRifc，其中心和办分别独立地表示&~(：3烷基，与镁反应制成通式（II) 所示的溴苯类化合物格氏试剂其中，1?1、妒、1?3、1?4和1?5分别独立地表示氢原子、(： 1~〇4烷基、苯基、一个或多个(：1~(：3烷 基取代的苯基或者-NRifc，其中办和办分别独立地表示&~(：3烷基； 再用四（三苯基膦)钯催化通式（II)的溴苯类化合物格氏试剂与通式（IV)所示的膦氯 化合物反应，得到通式(I)的膦苯类化合物其中，R6和R7分别独立地表示叔丁基或苯基，且矿和!?7是相同的取代基。2. 根据权利要求1的方法，其中，R1、R2、R3、R4和R 5中取代基为苯基、一个或多个&~(：3烷 基取代的苯基和/或-NRiR2的数目小于等于2。3. 根据权利要求1的方法，其中，-冊此是-N( CH3) 2、-N (C2H5) 2或-N (C3H7) 2。4. 根据权利要求1的方法，其中，通式（IV)的膦氯化合物是二叔丁基氯化膦或二苯基氯 化膦。5. 根据权利要求1的方法，包括： 在惰性气体保护下，将通式（ΠΙ)的溴苯类化合物与镁肩和有机溶剂反应制成通式 (II)的溴苯类化合物格氏试剂，回流2-10小时;在室温下加入四（三苯基膦)钯，搅拌10分钟 到3小时，室温滴加通式（IV)的膦氯化合物，回流反应1-10小时;在冰水浴下向反应液中滴 加饱和弱酸弱碱盐水溶液猝灭反应，分液，有机相脱溶，加醇溶剂结晶，过滤得到通式(I)的 膦苯类化合物。6. 根据权利要求5的方法，其中，溴苯类化合物与镁的摩尔比是1:1-1.5。7. 根据权利要求5的方法，其中，溴苯类化合物与四（三苯基膦)钯的摩尔比是1:0.01-0.02〇8. 根据权利要求5的方法，其中，溴苯类化合物与膦氯化合物的摩尔比是1:0.5-1.5。9. 根据权利要求5的方法，其中，格氏反应用的有机溶剂是无水四氢呋喃或无水甲基四 氢呋喃。10. 根据权利要求5的方法，其中，饱和弱酸弱碱盐水溶液是饱和氯化铵水溶液。
【文档编号】C07F9/50GK105859774SQ201610224488
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年4月12日
【发明人】饶志华, 宫宁瑞
【申请人】盘锦格林凯默科技有限公司