一种铜催化构建碳磷键的方法

技术领域

本发明涉及有机合成技术领域，具体为铜催化构建碳磷键的方法。

背景技术

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。

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。

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(sp

发明内容

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。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

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；

其中，R

R

进一步地，所述二取代膦化氢-硼烷络合物的制备过程如下：

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；

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。

进一步地，所述铜催化剂六氟磷酸四乙腈铜(Cu(CH

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。

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。

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。

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。

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(sp

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

本发明所用原料如无特殊说明均可通过市场购买。

以下实施例中所用N-羟基邻苯二甲酰亚胺羧酸酯类化合物的合成方法参照文献Org.Lett.2020,22,24,9562-9567，本案合成了以下具体结构式的N-羟基邻苯二甲酰亚胺羧酸酯类化合物。

以下实施例中所用二取代磷化氢-硼烷络合物可以通过如下合成方法制得。

第一步：氮气条件下，在10mL的Schlenk封管中将二取代氧膦(5mmol)溶于无水四氢呋喃(1mL)或者不加溶剂。在室温下，将苯基硅烷(5mmol)滴加到氧膦中，搅拌反应混合物48h-72h，直至固体全部转化为澄清液体。然后无需后处理，可直接用于下一步。

其中R

第二步：氮气条件下，在100mL的Schlenk瓶中将二取代膦氢(5mmol)溶于无水四氢呋喃(10mL)。在0℃下，将硼烷二甲硫醚(5.5mmol,2.0M的四氢呋喃溶液)滴加到膦氢溶液中，搅拌反应混合物5h，得到澄清溶液。反应结束后，在真空泵上直接将溶剂及多余的硼烷二甲硫醚抽走。所得固体用DCM溶解，用快速柱层析法在硅胶上进行纯化。

以下是合成的二取代磷化氢-硼烷络合物：

实施例1：

从1a和2a出发，制得白色固体3a，80％产率。

1

13

以实施例1为例，本发明合成路径以及合成机理解释如下：

首先，配体与Cu

实施例2：

从1b和2a出发，制得黄色固体3b，76％产率。

1

13

实施例3：

从1c和2a出发，制得黄色固体3c，68％产率。

1

13

实施例4：

从1d和2a出发，制得白色固体3d，73％产率。

1

13

实施例5：

从1e和2a出发，制得白色固体3e，73％产率。

1

13

实施例6：

从1f和2a出发，制得黄色固体3f，68％产率。

1

13

实施例7：

从1g和2a出发，制得白色固体3g，75％产率。

1

13

实施例8：

从1h和2a出发，制得白色固体3h，63％产率。

1

13

实施例9：

从1i和2a出发，制得白色固体3i，61％产率。

1

13

实施例10：

从1j和2a出发，制得黄色固体3j，66％产率。

1

13

实施例11：

从1k和2a出发，制得白色固体3k，54％产率。

1

13

实施例12：

从1l和2a出发，制得白色固体3l，50％产率。

1

13

实施例13：

从1m和2a出发，制得白色固体3m，65％产率。

1

13

实施例14：

从1n和2a出发，制得白色固体3n，46％产率。

1

13

实施例15：

从1o和2a出发，制得白色固体3o，73％产率。

1

13

实施例16：

从1p和2a出发，制得白色固体3p，58％产率。

1

13

实施例17：

从1q和2a出发，制得白色固体3q，61％产率。

1

-0.80(m,J＝11.7,3.0Hz,2H),0.89(br s,3H).

13

实施例18：

从1r和2a出发，制得白色固体3r，62％产率。

1

13

实施例19：

从1s和2a出发，制得白色固体3s，69％产率。

1

13

实施例20：

从1t和2a出发，制得白色固体3t，46％产率。

1

13

实施例21：

从1u和2a出发，制得黄色固体3u，67％产率。

1

13

实施例22：

从1v和2a出发，制得白色固体3v，67％产率。

1

13

实施例23：

从1w和2a出发，制得白色固体3w，60％产率。

1

13

实施例24：

从1x和2a出发，制得白色固体3x，50％产率。

1

13

实施例25：

从1y和2a出发，制得白色固体3y，66％产率。

1

13

实施例26：

从1z和2a出发，制得白色固体3z，69％产率。

1

13

实施例27：

从1za和2a出发，制得白色固体3za，70％产率。

1

13

实施例28：

从1zb和2a出发，制得白色固体3zb，43％产率。

1

13

实施例29：

从1zc和2a出发，制得白色固体3zc，50％产率。

1

13

实施例30：

从1zd和2a出发，制得白色固体3zd，57％产率。

1

13

实施例31：

从1ze和2a出发，制得白色固体3ze，57％产率。

1

13

实施例32：

从1zf和2a出发，制得白色固体3zf，60％产率。

1

13

实施例33：

从1zg和2a出发，制得白色固体3zg，64％产率。

1

13

实施例34：

从1zh和2a出发，制得白色固体3zh，53％产率。

1

13

实施例35：

从1zi和2a出发，制得白色固体3zi，46％产率。

1

13

实施例36：

从1zj和2a出发，制得白色固体3zj，62％产率。

1

13

实施例37：

从2b和2b出发，制得白色固体3zk，57％产率。

1

13

实施例38：

从2c和2c出发，制得白色固体3zl，70％产率。

1

13

实施例39：

从2d和2d出发，制得白色固体3zm，60％产率。

1

13

实施例40：

从2e和2e出发，制得白色固体3zn，65％产率。

1

13

上述制得的含C(sp

3v脱去硼烷保护即可得到化合物4(Tetrahedron:Asym.1997,8,715-738)。化合物4已被证实在不对称3+2环加成反应中表现优秀的催化能力(J.Am.Chem.Soc.2007,129,10988-10989)。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节。