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一种双齿膦烯配体的合成方法

技术摘要:
本发明公开了一种双齿膦烯配体的合成方法,属于有机化学技术领域。采用联芳基‑2‑(双取代基)膦1和烯基溴代物2为原料,在钌催化剂、配体和碱存在下,有机溶剂中40‑180℃反应得到双齿膦烯配体2‑(双取代基)膦‑2’‑烯烃3。本发明合成步骤简洁,仅采用一步即可完成,合  全部
背景技术:
双齿膦烯配体作为一种高效双齿配体,在过渡金属催化偶联反应中应用广泛,其 对于增加反应产率、催化剂活性、区域选择性和对映选择性有着极为重要的促进作用。近年 来,过渡金属催化的偶联反应发展迅速,双齿膦烯配体的开发日益受到人们的重视。 双齿膦烯配体的合成在一些文献中已有报道,主要包括使用高活性的烯基氟硼酸 钾试剂以及铑、钯等金属催化,从而引入烯基取代基,其合成方法具有较大的局限性,存在 反应步骤繁复、底物范围小、反应条件苛刻、催化剂昂贵、生产成本高、不能够大量合成等弊 端。 文献(Org.Lett.2011,13,2164-2167.)中通过三氟甲磺酸酐与联萘酚在-78℃条 件下磺酰酯化,经钯催化磷酰化再还原后与烯基氟硼酸钾反应,多步合成了双齿膦烯配体, 反应方程式如下: 该合成路线步骤繁琐,催化剂成本较高,合成过程中使用的试剂种类繁多,反应条 件苛刻,不利于工业化生产且底物单一。 文献(Org.Lett.2017,19,1842-1845.)需先将三价膦采用过氧化氢处理得膦氧化 合物,再以二价钯为催化剂,通过与烯烃的交叉偶联进行烯基化,再用三氯硅烷还原得到系 列烯基修饰的双齿膦烯配体,反应方程式如下: 该路线虽然实现了双齿膦烯配体的合成,但是需氧化-碳氢活化-还原多步反应才 能的到烯基修饰双齿膦烯配体,存在反应步骤繁琐,氧化剂乙酸银价格高昂,不利于大规模 生产工业化等问题。 文献(Nat.Commun.2019,10,3539.)以一价铑为催化剂,通过単膦配体和炔烃氢化 芳基化直接得到双齿膦烯配体,反应方程式如下: 3 CN 111592567 A 说 明 书 2/9 页 该方法需使用昂贵的炔烃作为偶联试剂,且只能得到1,1-取代末端烯基修饰的双 齿膦烯配体,同时使用的炔烃和铑催化剂成本高昂,不适合大规模工业化生产。 综上,现有技术中双齿膦烯配体的合成方法存在步骤繁琐、操作复杂、反应条件苛 刻,且合成过程中使用的试剂种类繁多、成本高、底物范围有限。
技术实现要素:
有鉴于此,本申请提供了一种双齿膦烯配体及其简单、高效、经济、系列化合成方 法,使用商业化的原料与廉价的催化剂解决了现有技术中双齿膦烯配体的步骤繁复、原料 成本高、底物范围小、产物结构单一、操作过程复杂等问题,并开发出一系列具有空间效应 和电子特性的双齿膦烯配体。 为了实现本发明的上述第一个目的,本发明提供的一种双齿膦烯配体,所述双齿 膦烯配体3具有如下结构式: 其中:X=C,N,O,S;n=0,1;R1选自氢、双(C1-C4烷基)胺基、  -CH=CH-CH=CH-;R2 选自氢、C1-C4烷基;R3选自C1-C6烷基、C3-C8环烷基、苯基、取代苯基,取代苯基中取代基为 C1-C4烷基、C-C4烷氧基、卤素;R4选自苯基、取代苯基、呋喃、噻吩、烯基、醚基,取代苯基中 取代基为C1-C4烷基、  C-C4烷氧基、卤素、酯基、OTf。需要说明的是,本发明中X均为芳环中 任意位置,并非上述式所标定的具体位置。 本发明的第二个目的在于提供上述所述的双齿膦烯配体的系列化合成方法,所述 方法的合成路线如下式所示: 双齿膦烯配体3的合成方法,包括以下步骤:联芳基-2-(双取代基)膦1和烯基溴代 物2为原料,在钌催化剂、配体和碱存在下,有机溶剂中40-180℃反应得到双齿膦烯配体2- (双取代基)膦-2’-烯烃3。 进一步地,在上述技术方案中,所述有机溶剂为醚类溶剂、烷烃类溶剂、醇类溶剂、 芳烃类溶剂、腈类溶剂、酮类溶剂中的任意一种或者多种的混合;优选地,在上述技术方案 4 CN 111592567 A 说 明 书 3/9 页 中,所述醚类溶剂包括乙醚、苯甲醚、甲基四氢呋喃、四氢呋喃、甲基乙基醚、甲基叔丁基醚、 乙二醇二甲醚和二氧六环等醚类溶剂中的任意一种或者多种的混合;所述烷烃类溶剂包括 戊烷、己烷、庚烷、异辛烷、辛烷、环己烷、环庚烷、甲基环己烷、环辛烷等烷烃类溶剂中的任 意一种或者多种的混合;所述醇类溶剂包括甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、戊醇等醇类溶 剂中的任意一种或者多种的混合;所述芳烃类溶剂选自苯、甲苯、二甲苯、三甲苯、乙基苯、 卤代苯、三氟甲苯等苯类溶剂中的任意一种或者多种的混合;所述腈类溶剂包括乙腈、异丁 腈、异戊腈、苯甲腈、三甲基乙腈等腈类溶剂中的任意一种或者多种的混合;所述酮类溶剂 包括丙酮、环己酮、丁酮、环戊酮、戊酮等酮类溶剂中的任意一种或者多种的混合。 进一步,上述技术方案,所述联芳基-2-(双取代基)膦1和烯基溴代物2摩尔比为1: 1-10。在实验中经过验证和确认,烯基溴代物2中E和Z构型比例对产物比例无影响,均得到 相同的产物。 进一步地,上述技术方案,所述钌催化剂包括所有甲基异丙基苯、苯、三苯基膦、环 辛二烯、环戊二烯、五甲基环戊二烯、十二羰基、乙基环戊二烯、乙酰丙酮等配体配位及氯离 子、溴离子、碘离子、乙酸根等阴离子结合的钌金属盐中的任意一种或者多种混合。 进一步地,在上述技术方案中,所述钌催化剂与联芳基-2-(双取代基)膦1摩尔比 为0.001-1:1。 进一步地,在上述技术方案中,所述配体包括N-Boc-甘氨酸、N-Boc-2-氨基异丁 酸、Boc-D-缬氨酸、N-Ac-苯丙氨酸、N-Ac-β-丙氨酸、N-Boc-L-苯丙氨酸、  N-Boc-D-丙氨酸、 N-Boc-L-异亮氨酸、N-Boc-L-叔亮氨酸、N-Ac-异亮氨酸、Boc-1-  氨基环丙基甲酸、(2S, 3S)-2-(Boc-氨基)-3-甲基戊酸、N-Ac-D-缬氨酸、N-Boc-1-  氨基环丁烷羧酸、缬氨酸、苯丙 氨酸、丙氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、甘氨酸、叔亮氨酸等单保护或无保护氨基酸以及2-甲基丁 酸、三甲基乙酸、三苯基乙酸、1-  金刚烷甲酸、1-金刚烷乙酸、环己基乙酸、2,2-二苯基丙 酸、2,4,6-三甲基苯甲酸等烷基/芳基羧酸中的任意一种或多种混合。 进一步地,在上述技术方案中,所述配体与联芳基-2-(双取代基)膦1摩尔比为 0.005-1:1。 进一步地,在上述技术方案中,所述碱包括对甲苯磺酸钠、苯磺酸钠、碳酸钠、碳酸 钾、磷酸钠、醋酸钠、醋酸锂、醋酸钾、醋酸铯、碳酸锂、磷酸钾等无机碱中的任意一种或多种 混合。 进一步地,在上述技术方案中,所述碱与联芳基-2-(双取代基)膦1摩尔比为  1- 15:1。 本发明有益效果: 1、合成步骤简洁,仅采用一步即可完成,合成过程中不需要引入活性官能团或复 杂的反应步骤来构筑C-C键,合成工艺高效、操作过程简单; 2、本发明反应过程中所需要的原材料廉价易得,产物收率高达93%,且对工艺设 备的要求低,降低了投入成本; 3、发明反应过程中产生的三废少,环境危害大大减少,比较适合放大规模制备。
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