本发明专利技术公开了一种光催化合成1‑烷基‑1‑膦酰基环丙烷的方法，具体步骤如下：往具有搅拌子的反应管中加入2‑膦酰基高烯丙基卤代物或2‑膦酰基高烯丙基磺酸酯、Ir[dF(CF3)ppy]2(dtbbpy)PF6和烷基双(邻苯二酚)硅酸酯‑18‑冠醚‑6‑合钾，抽真空，充入氮气保护后注入二甲亚砜；然后将反应管于光照条件下搅拌24‑36小时后结束反应，用乙酸乙酯和饱和食盐水稀释反应液，然后萃取；干燥，蒸馏得到1‑烷基‑1‑膦酰基环丙烷；本发明专利技术具有试剂易得、底物普适性好、官能团兼容性强、操作简便，以及反应条件温和等优点。
Photocatalytic synthesis of 1-alkyl-1-phosphonyl cyclopropane
【技术实现步骤摘要】
光催化合成1-烷基-1-膦酰基环丙烷的方法
本专利技术涉及一种光催化合成1-烷基-1-膦酰基环丙烷的方法。
技术介绍
1-烷基-1-膦酰基环丙烷被认为是1-烷基乙基膦酸的构象限制类似物，而后者又是2-烷基丙酸的替代物，在生物活性药物分子合成和筛选中有大量应用。以下是含膦酰基环丙烷结构的药物分子示例：然而，该类化合物的通用合成方法却不多。1982年，Beletskaya小组采用分步合成策略，即首先通过1-烷基乙烯膦酸酯和重氮甲烷的[3+2]反应得到膦酰基取代的偶氮环；然后在邻二甲苯的回流条件下，偶氮环热解得到1-烷基-1-膦酰基环丙烷。2018年，方烨汶等人报道了光催化氯甲基自由基和1-丁基乙烯膦酸酯反应得到1-丁基-1-膦酰基环丙烷的合成新方法。Aggarwal等人用羧酸为自由基前体，在光催化条件下实现了烷基自由基和高烯丙基氯代物的加成-环合反应，得到了1-烷基-1-膦酰基环丙烷。以下是合成1-烷基-1-膦酰基环丙烷的例子：但是以上两种通用的合成方法存在原料稳定性较差、操作不安全、产物收率不高等缺点；而两个光催化反应都只分别报道了一个例子，不具普适性。因此，发展普适性好、反应条件温和、绿色和高效的1-烷基-1-膦酰基环丙烷合成方法显得迫切和重要。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，克服以上现有技术的缺点：提供一种普适性好、官能团兼容性强、反应条件温和且具环保高效等优点的光催化合成1-烷基-1-膦酰基环丙烷的方法。本专利技术的技术方案如下：一种光催化合成1-烷基-1-膦酰基环丙烷的方法。具体步骤如下：往具有搅拌子的反应管中加入2-膦酰基高烯丙基卤代物或2-膦酰基高烯丙基磺酸酯、Ir[dF(CF3)ppy]2(dtbbpy)PF6和烷基双(邻苯二酚)硅酸酯-18-冠醚-6-合钾，抽真空，充入氮气保护后注入二甲亚砜；然后将反应管于光照条件下搅拌24-36小时后结束反应，用乙酸乙酯和饱和食盐水稀释反应液，然后用乙酸乙酯萃取；有机相合并后用无水硫酸镁干燥，再过滤得到有机相溶液经旋转蒸发仪除去溶剂；然后再用石油醚和乙酸乙酯的混合液作为淋洗剂进行柱层析分离，最后经旋转蒸发仪蒸馏得到1-烷基-1-膦酰基环丙烷。作为优选，所述2-膦酰基高烯丙基卤代物或2-膦酰基高烯丙基磺酸酯与Ir[dF(CF3)ppy]2(dtbbpy)PF6的摩尔比为1︰0.01-0.03。作为优选，所述2-膦酰基高烯丙基卤代物或2-膦酰基高烯丙基磺酸酯与烷基双(邻苯二酚)硅酸酯-18-冠醚-6-合钾的摩尔比为1︰1.5-3.0。作为优选，所述2-膦酰基高烯丙基卤代物或2-膦酰基高烯丙基磺酸酯与二甲亚砜的摩尔比为1︰400-450。作为优选，所述2-膦酰基高烯丙基卤代物为2-二异丙基膦酰基高烯丙基溴。作为优选，所述2-膦酰基高烯丙基磺酸酯为2-二异丙基膦酰基高烯丙基对甲苯磺酸酯。作为优选，所述石油醚和乙酸乙酯的混合液中石油醚和乙酸乙酯的体积比为1︰1。作为优选，所述柱层析分离中硅胶柱的长度为10cm。上述反应通式如下：本专利技术的有益效果是：本专利技术首次发展了用光催化的自由基加成-离子环合反应策略，高效合成了1-烷基-1-膦酰基环丙烷；具有试剂易得、底物普适性好、官能团兼容性强、操作简便，以及反应条件温和等优点。具体实施方式下面用具体实施例对本专利技术做进一步详细说明，但本专利技术不仅局限于以下具体实施例。实施例一往反应管(10mL)中加入搅拌子，称入2-二异丙基膦酰基高烯丙基氯0.2mmol，Ir[dF(CF3)ppy]2(dtbbpy)PF60.004mmol，苯胺甲基双(邻苯二酚)硅酸酯-18-冠醚-6-合钾0.4mmol，抽真空，充入氮气保护后注入脱气的二甲亚砜6mL。反应管置于9WLED灯带照射下搅拌24小时；结束反应，用乙酸乙酯2mL和饱和食盐水5mL稀释反应液，然后用乙酸乙酯(4x5mL)萃取4次；有机相合并后用无水硫酸镁干燥，过滤后有机相溶液经旋转蒸发仪除去溶剂；然后再以体积比为1︰1的石油醚和乙酸乙酯的混合液作为淋洗剂进行柱层析分离，最后经旋转蒸发仪蒸馏得到1-苯胺乙基-1-膦酰基环丙烷53.3mg，产率为82％，浅棕色固体。分析数据如下：M.p.58.2-59.6℃,1HNMR(500MHz,CDCl3)δ:7.15(t,J＝7.7Hz,2H),6.67(t,J＝7.3Hz,1H),6.59(d,J＝8.4Hz,2H),4.69(dq,J＝12.9,6.4Hz,2H),3.33(t,J＝7.3Hz,2H),1.73(dt,J＝17.8,7.3Hz,2H),1.32(dd,J＝6.3,3.2Hz,12H),1.12-1.07(m,2H),0.58-0.54(m,2H)；13CNMR(125MHz,CDCl3)δ:148.2129.3,117.1,112.8,70.4(d,J＝6.6Hz),42.0,34.1(d,J＝5.2Hz),24.2(dd,J＝6.1,4.3Hz),13.4(d,J＝192.2Hz),10.8(d,J＝2.2Hz)；31PNMR(202.5MHz,CDCl3)δ:30.3；HRMS(ESI)[M+H]+:calculatedforC17H29NO3P:326.1880,found326.1878.实施例二往反应管(10mL)中加入搅拌子，称入2-二异丙基膦酰基高烯丙基溴0.2mmol，Ir[dF(CF3)ppy]2(dtbbpy)PF60.004mmol，苯胺甲基双(邻苯二酚)硅酸酯-18-冠醚-6-合钾0.4mmol，抽真空，充入氮气保护后注入脱气的二甲亚砜6mL。反应管置于9WLED灯带照射下搅拌24小时；结束反应，用乙酸乙酯2mL和饱和食盐水5mL稀释反应液，然后用乙酸乙酯(4x5mL)萃取4次；有机相合并后用无水硫酸镁干燥，过滤后有机相溶液经旋转蒸发仪除去溶剂；然后再以体积比为1︰1的石油醚和乙酸乙酯的混合液作为淋洗剂进行柱层析分离，最后经旋转蒸发仪蒸馏得到1-苯胺乙基-1-膦酰基环丙烷59.2mg，产率为91％，浅棕色固体。分析数据如下：1HNMR(500MHz,CDCl3)δ:7.15(t,J＝7.7Hz,2H),6.67(t,J＝7.3Hz,1H),6.59(d,J＝8.4Hz,2H),4.69(dq,J＝12.9,6.4Hz,2H),3.33(t,J＝7.3Hz,2H),1.73(dt,J＝17.8,7.3Hz,2H),1.32(dd,J＝6.3,3.2Hz,12H),1.12-1.07(m,2H),0.58-0.54(m,2H).实施例三往反应管(10mL)中加入搅拌子，称入2-二异丙基膦酰基高烯丙基对甲苯磺酸酯0.2mmol，Ir[dF(CF3)ppy]2(dtbbpy)PF60.004mmol，苯胺甲基双(邻苯二酚)硅酸酯-18-冠醚-6-合钾0.4mmol，抽真空，充入氮气保护后注入脱气的二甲亚砜6mL。反应管置于9WLED灯带照射下搅拌24小时；结束反应，用乙酸乙酯2mL和饱和食盐水5mL稀释反应液，然后用乙酸乙酯(4x5mL)萃取4次；有机相合并后用无水硫酸镁干燥，过滤后有机相溶液经旋转蒸发仪除去溶剂；然后再以体积比为1︰1的石油醚和乙酸乙酯的混合液作为淋洗剂进行柱层析分离，最后经旋转本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种光催化合成1‑烷基‑1‑膦酰基环丙烷的方法，其特征在于，具体步骤如下：往具有搅拌子的反应管中加入2‑膦酰基高烯丙基卤代物或2‑膦酰基高烯丙基磺酸酯、Ir[dF(CF3)ppy]2(dtbbpy)PF6和烷基双(邻苯二酚)硅酸酯‑18‑冠醚‑6‑合钾，抽真空，充入氮气保护后注入二甲亚砜；然后将反应管于光照条件下搅拌24‑36小时后结束反应，用乙酸乙酯和饱和食盐水稀释反应液，然后用乙酸乙酯萃取；有机相合并后用无水硫酸镁干燥，再过滤得到有机相溶液经旋转蒸发仪除去溶剂；然后再用石油醚和乙酸乙酯的混合液作为淋洗剂进行柱层析分离，最后经旋转蒸发仪蒸馏得到1‑烷基‑1‑膦酰基环丙烷。
【技术特征摘要】
1.一种光催化合成1-烷基-1-膦酰基环丙烷的方法，其特征在于，具体步骤如下：往具有搅拌子的反应管中加入2-膦酰基高烯丙基卤代物或2-膦酰基高烯丙基磺酸酯、Ir[dF(CF3)ppy]2(dtbbpy)PF6和烷基双(邻苯二酚)硅酸酯-18-冠醚-6-合钾，抽真空，充入氮气保护后注入二甲亚砜；然后将反应管于光照条件下搅拌24-36小时后结束反应，用乙酸乙酯和饱和食盐水稀释反应液，然后用乙酸乙酯萃取；有机相合并后用无水硫酸镁干燥，再过滤得到有机相溶液经旋转蒸发仪除去溶剂；然后再用石油醚和乙酸乙酯的混合液作为淋洗剂进行柱层析分离，最后经旋转蒸发仪蒸馏得到1-烷基-1-膦酰基环丙烷。2.根据权利要求1所述的光催化合成1-烷基-1-膦酰基环丙烷的方法，其特征在于，所述2-膦酰基高烯丙基卤代物或2-膦酰基高烯丙基磺酸酯与Ir[dF(CF3)ppy]2(dtbbpy)PF6的摩尔比为1︰0.01-0.03。3.根据权利要求1所述的光催化合成1-烷基-1-膦酰基环丙烷的方法...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴晓冬，罗文萍，方烨汶，许芬芬，陈斌，
申请(专利权)人：宁波工程学院，
类型：发明
国别省市：浙江,33
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