一种α-二苯基膦取代的α，β-不饱和羧酸酯化合物及其制备与应用方法技术

本发明专利技术属于有机合成技术领域，特别涉及一种α-二苯基膦取代的α，β-不饱和羧酸酯化合物及其制备与应用方法。本发明专利技术以简单的试剂磷叶立德和芳香醛为原料，通过Wittig反应，与羧酸酯的磷叶立德反应，加入卤代试剂，生成卤代α，β-不饱和羧酸酯，然后在钯试剂的催化下与二苯基膦反应，生成高收率的目标产物。本发明专利技术化合物的羧酸酯基能够被改造成其它基团，从而生成新的有机膦催化剂。

【技术实现步骤摘要】
一种α-二苯基膦取代的α，β-不饱和羧酸酯化合物及其制备与应用方法
本专利技术属于有机合成
，特别涉及一种α-二苯基膦取代的α，β-不饱和羧酸酯化合物及其制备与应用方法。
技术介绍
有机磷化合物不仅在农药和医药等精细化工中有着广泛的应用，过去四十年以来，在手性合成领域有机磷化合物越来越受到重视，许多有机膦试剂被发掘应用到各种催化反应中，有些已经被应用到工业生产上，如BINAP，JosiPhos和Du-Phos等(Science,1992，258，584；Acc.Chem.Res.1983,16,106；J.Am.Chem.Soc.1991,113,8518.)不同骨架连接的膦基化合物往往表现出不同的催化性能，在某些反应上显示出独有的特色。本专利技术涉及到α-二苯基膦取代的α，β-不饱和羧酸酯结构。该结构双键一端连接膦和羧酸酯，酯基能够衍生为其它的基团，该类化合物可以进一步生成双键连接的膦-杂原子化合物。催化反应时，磷与电负性大的杂原子与金属配位，产生催化作用。目前已经发现该类骨架通过双键一端控制两个配位基团，调节其金属络合物的结构，在催化反应中显示出良好的催化性能。仅有几个相关报道的例子(ZL200910087763.3)。本专利技术涉及的α-二苯基膦取代的α，β-不饱和羧酸酯化合物尚未见文献报道，通过它们能够进一步转化制备双键连接的膦基-杂原子催化剂。
技术实现思路
针对现有技术不足，本专利技术提供了一种α-二苯基膦取代的α，β-不饱和羧酸酯化合物及其制备与应用方法。一种α-二苯基膦取代的α，β-不饱和羧酸酯化合物，该化合物结构式如下：其中Ar为芳香基或杂环芳香基，R为烷基或芳香基。所述Ar为Ph(苯基)、p-MePh(对甲基苯基)、p-MeOPh(对甲氧基苯基)、p-FPh(对氟苯基)、p-ClPh(对氯苯基)、m-BrPh(间溴苯基)、2-噻吩基、5-甲基噻吩基、2-呋喃基、5-甲基-呋喃基或2-萘基；所述R为CH3或CH2CH3。一种α-二苯基膦取代的α，β-不饱和羧酸酯化合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)α-卤代的α，β-不饱和羧酸酯化合物的制备：由磷叶立德III与相应的芳香醛在适当的条件下反应生成α-卤代的α，β-不饱和羧酸酯化合物；磷叶立德III按照通常的方法制备由卤代乙酸酯与三苯基膦制备得到。(Can.J.Chem.1997，75，1315-1321；Chem.Eur.J.2012,18,10362-10367.)(2)α-二苯基膦取代的α，β-不饱和羧酸酯化合物的制备：在催化剂的存在下将α-卤代的α，β-不饱和羧酸酯化合物与二苯基膦反应得到一种α-二苯基膦取代的α，β-不饱和羧酸酯化合物。在已有的文献报道中，仅仅是二苯基膦与芳基卤发生偶联反应，最后得到三芳基膦化合物，本专利技术首次将该反应应用到烯基卤与膦的偶联反应，并得到双键骨架的膦基羧酸酯。(参考JournalofOrganometallicChemistry2002，645，14-26.)所述α-卤代的α，β-不饱和羧酸酯化合物的结构如下：其中所述X为I，Cl，Br，优选为I。所述磷叶立德III的结构如下：所述α-二苯基膦取代的α，β-不饱和羧酸酯化合物的制备反应流程如下：所述步骤(1)经过Wittig反应和卤代试剂反应；步骤(2)中催化剂为钯盐催化剂。所述步骤(1)中所使用的溶剂为惰性溶剂，如二氯甲烷、三氯甲烷、甲苯、苯、四氢呋喃等；卤代试剂为X2分子或NCS(N-氯代酰亚胺)或NBS(N-溴代酰亚胺)或NIS(N-碘代酰亚胺)，其中所述X为I，Cl，Br，优选为I；卤代试剂与磷叶立德III的摩尔比为1：1.1；反应温度低于室温，-40～10℃为最佳反应温度；反应时间为2～24小时；反应在碱性条件下进行，在反应体系中添加Na2CO3，NaHCO3或K2CO3，Na2CO3，NaHCO3或K2CO3的添加量为磷叶立德III摩尔比的1～10倍。所述步骤(2)中α-卤代的α，β-不饱和羧酸酯与二苯基膦的摩尔比为1：1；催化剂为PdCl2，Pd(OAc)2或Pd(PPh3)4，催化剂与α-卤代的α，β-不饱和羧酸酯的摩尔比为1：125；溶剂为惰性溶剂，苯，甲苯，二甲苯，二氯甲烷，四氢呋喃均可，溶剂与α-卤代的α，β-不饱和羧酸酯的摩尔比为1：50～1：200；加入有机碱，如三乙胺，吡啶，哌啶，有机碱与α-卤代的α，β-不饱和羧酸酯的摩尔比为1.25：1；反应温度为50℃～150℃，80℃～110℃最佳。一种α-二苯基膦取代的α，β-不饱和羧酸酯化合物的应用方法，所述α-二苯基膦取代的α，β-不饱和羧酸酯化合物用作催化剂中间体。比如式IV和V是潜在的在催化反应方面具有重要应用价值的有机膦配体，可以通过式I来制备。本专利技术的有益效果为：本专利技术中α-二苯基膦取代的α，β-不饱和羧酸酯化合物是未见文献报道的化合物，合成方法简便高效，收率高，羧酸酯基能够被改造成其它基团，从而成为新的手性膦催化剂配体。本专利技术的制备方法，以简单的试剂磷叶立德和芳香醛为原料，选择适当的催化剂通过两步反应高收率获得连接在双键骨架上的有机膦化合物。本专利技术首次实现了卤代烯烃与二苯基膦反应制备双键连接的有机膦化合物，进一步转化能够制备新的有机膦催化剂配体。具体实施方式本专利技术提供了一种α-二苯基膦取代的α，β-不饱和羧酸酯化合物及其制备与应用方法，下面结合具体实施方式对本专利技术做进一步说明。所述α-二苯基膦取代的α，β-不饱和羧酸酯化合物，是如下I-a～I-k中的一种：I-a：Ar＝Ph，R＝CH2CH3；I-b：Ar＝p-MePh，R2＝CH2CH3；I-c：Ar＝p-MeOPh，R2＝CH2CH3；I-d：Ar＝p-FPh，R2＝CH2CH3；I-e：Ar＝p-ClPh，R2＝CH2CH3；I-f：Ar＝m-BrPh，R2＝CH2CH3；I-g：Ar＝2-噻吩基，R2＝CH2CH3；I-h：Ar＝5-甲基噻吩基，R2＝CH2CH3；I-i：Ar＝2-呋喃基，R2＝CH2CH3；I-j：Ar＝5-甲基-呋喃基，R2＝CH2CH3；I-k：Ar＝2-萘基，R2＝CH2CH3；所述I-a～I-kα-二苯基膦取代的α，β-不饱和羧酸酯化合物对应的式II和式III化合物分别依次标记为II-a～II-k和III-a～III-k。实施例13-苯基-2-溴丙烯酸乙酯(III-a)的合成：在溴化三苯基膦乙酸乙酯II-a(4.28g，1.0mmol)(可通过文献《精细有机合成--有机化学实践中的反应与合成》，张进琪编译，南京大学出版社，P141)溶于无水二氯甲烷中，冷至-20℃，加入NBS(1.78g，1.1mmol)，搅拌30分钟，升至室温搅拌过夜。然后加入K2CO3固体和苯甲醛(1.06g，1.0mmol)，室温反应48小时，抽滤，收集滤液，减压除去有机溶剂，浓缩后柱层析(石油醚：乙酸乙酯(体积比)＝5：1)得到油状物1.8g，产率为70.8％，其核磁数据如下：1HNMR(300MHz,CDCl3):δ7.39(s,1H),7.37–7.33(m,3H),7.32–7.27(m,2H),4.26(q,J＝7.1Hz,2H),1.24(t,J＝7.1Hz,3H)。实施例23-苯基-2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种α‑二苯基膦取代的α，β‑不饱和羧酸酯化合物，其特征在于，该化合物结构式如下：其中Ar为芳香基或杂环芳香基，R为烷基或芳香基。

【技术特征摘要】
1.一种α-二苯基膦取代的α，β-不饱和羧酸酯化合物，其特征在于，该化合物结构式如下：其中Ar为芳香基或杂环芳香基，R为烷基或芳香基。2.根据权利要求1所述的一种α-二苯基膦取代的α，β-不饱和羧酸酯化合物，其特征在于，所述Ar为Ph、p-MePh、p-MeOPh、p-FPh、p-ClPh、m-BrPh、2-噻吩基、5-甲基噻吩基、2-呋喃基、5-甲基-呋喃基或2-萘基；所述R为CH3或CH2CH3。3.如权利要求1或2所述的一种α-二苯基膦取代的α，β-不饱和羧酸酯化合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)α-卤代的α，β-不饱和羧酸酯化合物的制备：由磷叶立德III与相应的芳香醛反应生成α-卤代的α，β-不饱和羧酸酯化合物；(2)α-二苯基膦取代的α，β-不饱和羧酸酯化合物的制备：在催化剂的存在下将α-卤代的α，β-不饱和羧酸酯化合物与二苯基膦反应得到一种α-二苯基膦取代的α，β-不饱和羧酸酯化合物；所述磷叶立德III的结构如下：所述α-卤代的α，β-不饱和羧酸酯化合物的结构如下：其中所述X为I，Cl，Br；所述步骤(1)经过Wittig反应和卤代试剂反应；步骤(2)中催化剂为钯盐催化剂。4.根据权利要求3所述的一种α-...

【专利技术属性】
技术研发人员：傅滨，谢磊，麻红利，张振华，覃兆海，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：发明
国别省市：北京;11