一种铜催化构建碳磷键的方法

本发明涉及有机合成，具体为铜催化构建碳磷键的方法。

背景技术：

1、含膦化合物是应用最广泛的配体、催化剂和试剂之一，在材料科学、制药和农用化学品中也有广泛的应用。

2、近年来，烯烃的功能化形成c-p(iii)键方面取得了一些不错的进展，然而通过更简单的自由基-亲电交叉偶联反应，仍然相对未被探索。yorimitsu和oshima以及studer和smith最近的有机卤化物反应实例表明了这种方法的巨大潜力。由于二次膦在光氧化还原反应中的应用很少，而磷化氢-硼烷络合物是空气稳定的化合物，可通过柱色谱法容易分离并直接用作交叉偶联反应的膦配体前体。

3、铜盐由于其矿产丰富、低成本和提供强的光激发还原能力或氧化能力而成为光氧化还原催化剂的常用材料。可见光促进的铜催化策略最近被开发为c-c、c-n、c-o和c-s键形成的实用合成方法。而c(sp3)-p(iii)键的构建仍然是一个挑战。

技术实现思路

1、针对现有技术中的不足之处，本发明目的在于提供一种利用廉价的铜催化剂、配体和碱实现铜催化构建碳磷键的方法，该方法具有反应简单、底物范围广、经济绿色等特点。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种铜催化构建含碳磷键化合物的方法，在有机溶剂中，使用式1)所示n-羟基邻苯二甲酰亚胺羧酸酯类化合物与式2)所示二取代膦化氢-硼烷络合物在铜催化剂、1,1'-联萘-2,2'-双二苯膦配体(binap)、碱、溶剂和可见光的作用下生成式3)所示含碳磷键化合物；

4、

5、其中，r1任选自富电子或吸电子芳香取代基，含环烷烃、杂环、酯基、卤素或羰基的底物，α-氨基酰胺和金刚烷中的一种；

6、r2和r3任选自苯基、4-氯代苯基、4-甲基苯基、噻吩中的一种。

7、进一步地，所述二取代膦化氢-硼烷络合物的制备过程如下：

8、第一步：氮气条件下，将二取代氧膦溶于无水四氢呋喃，室温下，将苯基硅烷滴加到二取代氧膦中，搅拌48 -72h，直至固体全部转化为澄清液体；

9、第二步：氮气条件下，将第一步得到的澄清液体溶于无水四氢呋喃得到二取代膦氢溶液；在0℃下，将硼烷二甲硫醚的四氢呋喃溶液滴加到二取代膦氢溶液中，搅拌5h；反应结束后，除去溶剂，所得固体用二氯甲烷溶解，用快速柱层析法在硅胶上进行纯化，即得。

10、进一步地，所述铜催化剂六氟磷酸四乙腈铜(cu(ch3cn)4pf6)；所述碱为二异丙基乙胺。

11、进一步地，所述n-羟基邻苯二甲酰亚胺羧酸酯类化合物、二取代磷化氢-硼烷络合物、铜催化剂、配体和碱的摩尔比是2:1:0.1:0.1:1.5。

12、进一步地，所述有机溶剂为四氢呋喃、甲基叔丁基醚、1，4-二氧六环、2-甲基四氢呋喃、乙二醇二甲醚或乙酸乙酯；更优选为四氢呋喃。

13、进一步地，所述合成方法的具体条件是氮气下将铜催化剂、配体和溶剂放入密闭封管中室温搅拌30min，后在手套箱中加入n-羟基邻苯二甲酰亚胺羧酸酯类化合物、二取代膦化氢-硼烷络合物和碱，在室温下，在蓝光照射下反应24h，再分离提纯，即得。

14、进一步地，所述分离提出的方法为薄层层析或柱层析提纯法，所用展开剂为乙酸乙酯-石油醚的混合溶剂。

15、本发明的有益效果是：该反应使用廉价易得的羧酸为起始原料经简单合成方法合成一系列n-羟基邻苯二甲酰亚胺羧酸酯类化合物，以及简单易合成的二取代磷化氢-硼烷络合物为原料，在binap配体的作用下，经可见光促进铜催化实现了分子间c(sp3)-p(iii)键的构建，且底物的普适性较好，反应操作简便效率高；所得的产物可以作为医药中间体或膦配体。

技术特征：

1.一种铜催化构建含碳磷键化合物的方法，其特征在于，在有机溶剂中，使用式1)所示n-羟基邻苯二甲酰亚胺羧酸酯类化合物与式2)所示二取代膦化氢-硼烷络合物在铜催化剂、1,1'-联萘-2,2'-双二苯膦配体、碱、可见光的作用下生成式3)所示含碳磷键化合物；

2.如权利要求1所述的铜催化构建含碳磷键化合物的方法，其特征在于，所述二取代膦化氢-硼烷络合物的制备过程如下：

3.如权利要求1所述的铜催化构建含碳磷键化合物的方法，其特征在于，所述铜催化剂六氟磷酸四乙腈铜；所述碱为二异丙基乙胺。

4.如权利要求1所述的铜催化构建含碳磷键化合物的方法，其特征在于，所述n-羟基邻苯二甲酰亚胺羧酸酯类化合物、二取代磷化氢-硼烷络合物、铜催化剂、配体和碱的摩尔比是2:1:0.1:0.1:1.5。

5.如权利要求1所述的铜催化构建含碳磷键化合物的方法，其特征在于，所述有机溶剂为四氢呋喃、甲基叔丁基醚、1，4-二氧六环、2-甲基四氢呋喃、乙二醇二甲醚或乙酸乙酯。

6.如权利要求1所述的铜催化构建含碳磷键化合物的方法，其特征在于，所述合成方法的具体条件是氮气下将铜催化剂、配体和有机溶剂放入密闭封管中室温搅拌30min，后在手套箱中加入n-羟基邻苯二甲酰亚胺羧酸酯类化合物、二取代膦化氢-硼烷络合物和碱，室温下，在蓝光照射下反应24h，再分离提纯，即得。

7.如权利要求6所述的铜催化构建含碳磷键化合物的方法，其特征在于，所述分离提出的方法为薄层层析或柱层析提纯法，所用展开剂为乙酸乙酯-石油醚的混合溶剂。

技术总结
一种铜催化构建含碳磷键化合物的方法，在有机溶剂中，N‑羟基邻苯二甲酰亚胺羧酸酯类化合物与二取代膦化氢‑硼烷络合物在铜催化剂、1,1'‑联萘‑2,2'‑双二苯膦配体、碱、溶剂和可见光的作用下生成含碳磷键化合物本发明提供的方法操作简单，原料易得，反应中使用廉价易得的羧酸为起始原料经简单合成方法合成一系列N‑羟基邻苯二甲酰亚胺羧酸酯类化合物，以及简单易合成的二取代磷化氢‑硼烷络合物为原料，在BINAP配体的作用下，经可见光促进铜催化实现了分子间C(sp3)‑P(III)键的构建，且底物的普适性较好，反应操作简便效率高；所得的产物可以作为医药中间体或膦配体。

技术研发人员：蔡玮,葛强强,王传勇
受保护的技术使用者：扬州大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11