阅读说明：本技术 一种2,2’-双二苯基膦基-1,1’-联萘的合成方法 (Synthetic method of 2,2 '-bis-diphenylphosphino-1, 1' -binaphthyl ) 是由 严文忠 于 2020-07-01 设计创作，主要内容包括：一种2,2’-双二苯基膦基-1,1’-联萘的合成方法,通过如下方法实现：步骤一：1,1’-联-2-萘酚通过BUCHERER反应生成1,1’-联萘-2,2’-二胺；步骤二：1,1’-联萘-2,2’-二胺通过Sandmeyer反应生成联萘二溴；步骤三：联萘二溴与二苯基氯化膦通过格式反应生成2,2’-双二苯基膦基-1,1’-联萘(BINAP)。本发明均使用大宗化工原料,价格低廉易得,有效降低了生产成本；该发明不仅原料易得,反应收率较高,后处理简单,有利于工业放大,具有较强的工业应用前景。(A synthetic method of 2,2 '-bis-diphenylphosphino-1, 1' -binaphthyl is realized by the following steps: the method comprises the following steps: 1,1' -binaphthyl-2, 2' -diamine is generated by 1,1' -binaphthyl-2-naphthol through BUCHEER reaction; step two: generating binaphthyl dibromide by the Sandmeyer reaction of 1,1 '-binaphthyl-2, 2' -diamine; step three: the binaphthyl dibromide and diphenyl phosphine chloride react to generate 2,2 '-bis-diphenylphosphino-1, 1' -Binaphthyl (BINAP) through a Grignard reaction. The invention uses a large amount of chemical raw materials, has low price and easy obtainment and effectively reduces the production cost; the method has the advantages of easily obtained raw materials, higher reaction yield, simple post-treatment, contribution to industrial amplification and stronger industrial application prospect.)

一种2,2’-双二苯基膦基-1,1’-联萘的合成方法

技术领域

本发明属于有机膦类化合物合成技术领域，具体涉及一种2,2'-双二苯基膦基-1,1'-联萘的合成方法。

背景技术

随着新药物和新材料产业的发展，高效、绿色以及原子经济性的合成工艺越发重要。近些年，新型催化体系在科学研究以及产业应用中得到了快速发展。化学反应中的催化剂可以有效的加快反应速率，提高反应的产率和选择性，从而实现绿色化学的长远目标。值得注意的是，调控催化反应的有机膦配体在新型催化体系中起到了至关重要的作用。因此，有机膦配体成为一类应用广泛的新型化工产品，也是具有高附加值的精细化学品，市场容量达到几十亿规模，属于国家产业技术政策重点支持范围。2,2'-双二苯基膦基-1,1'-联萘(简称BINAP)作为一类重要的有机膦配体，自从上世纪80年代被引入催化反应以来，在Buchwald–Hartwig胺化、Suzuki偶联等重要催化反应中发挥了关键的作用。目前，BINAP已经实现了产业化，被广泛应用于多种新药和新材料的合成当中，具有重要的社会意义和广阔的市场前景。

2,2'-双二苯基膦基-1,1'-联萘常用的合成方法有三种：Noyori/Takasago方法、Merck Inc.方法、Monsanto方法，下面分别作详细介绍：

一、Noyori/Takasago方法，反应路线如下：

最早合成BINAP的方法是Noyori与Takasago在1980年报道的(专利JP59020294和EP135392)，他们的合成方法如图所示。Noyori/Takasago方法是以联萘二(BINOL)为原料，先经过高温溴化生成联萘二溴中间体，由于这步反应温度达到了320℃，使得该方法对生产设备要求极为苛刻，同时溴化反应产率也只有45％，这就限制该方法的工业化应用。

二、Merck方法，反应路线如下：

第二种方法是1994年默克公司在美国研发的(专利US252306和US5399771)。此方法的起始原料同样是联萘二酚BINOL，联萘二酚首先与三氟甲磺酸酐进行酯化反应生成2,2'-双三氟甲磺酸酯基-1,1'-联萘中间体。接下来，三氟甲磺酸酯中间体在镍催化下与二苯基膦氢偶联得到2,2'-双二苯基膦基-1,1'-联萘。该方法反应条件相对温和，但工艺中采用高活性的二苯基膦氢对空气敏感，操作相对困难，不便于工业化放大生产。同时，反应路线需要当量的三氟甲磺酸酐和镍催化剂，而三氟甲磺酸酐和镍催化剂市场价格较高，使得该方法生产成本很高。

三、Monsanto方法，反应路线如下：

第三种方法是Monsanto公司发展的(专利US5902904)，2,2'-双三氟甲磺酸酯基-1,1'-联萘中间体和二苯基氯化膦在过量锌粉的存在下，经过催化偶联反应得到产物BINAP。这一方法屏蔽了高活性原料二苯基膦氢的使用，降低了工艺难度。但是，Monsanto法同样需要价格昂贵的三氟甲磺酸酐和镍催化剂，使得该方法生产成本依然很高。

2014年，中国专利(CN104370963)报道了一类新的方法来合成2,2'-双二苯基膦基-1,1'-联萘。该方法采用的4-甲基苯磺酸酐来替代Merck和Monsanto方法中的三氟甲磺酸酐，这在一定程度上降低了生产成本。但是该方法采用镍和贵金属钯作为混合催化剂来完成最后一步催化偶联反应，这使得新的偶联方法生产成本仍然很高。同时，催化偶联方法需要惰性气氛(如氮气、氩气)来保护反应体系，这样就造成催化偶联合成工艺(Merck方法、Monsanto方法和中国专CN104370963)仍具有很大的操作难度。

专利CN108586528B报道了一种一种2，2′-双二苯基膦基-1，1′-联萘的合成方法。该方法采用2,2'-双乙氧基-1,1'-联萘与金属锂反应后与二苯基氯化膦反应制得，该方法使用活泼锂金属为反应物，反应结束后需要小心的淬灭处理，仍具有很大的操作难度。鉴于2,2'-双二苯基膦基-1,1'-联萘广阔的市场前景，促使人们研究成本更低、操作更简易、产品纯度更高的工艺路线。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种2,2'-双二苯基膦基-1,1'-联萘的合成方法，该方法收率高、生产成本低、后处理简单、产品纯度高、适合工艺放大。而且该法不需要采用价格昂贵的三氟甲磺酸酐和贵金属催化剂，无需惰性气氛保护，后续处理简单，环境友好。

本发明的目的是以下述方式实现的，反应路线如下：

一种2,2'-双二苯基膦基-1,1'-联萘的合成方法，通过如下方法实现：步骤一：1,1’-联-2-萘酚通过BUCHERER反应生成1,1’-联萘-2,2’-二胺；步骤二：1,1’-联萘-2,2’-二胺通过Sandmeyer反应生成联萘二溴；步骤三：联萘二溴与二苯基氯化膦通过格式反应生成2,2'-双二苯基膦基-1,1'-联萘(BINAP)。

所述步骤一中BUCHERER反应为：在水溶液中，1,1’-联-2-萘酚与氨水在亚硫酸氢钠作为助剂，150℃条件下反应生成1,1’-联萘-2,2’-二胺；其中1,1’-联-2-萘酚、氨水与亚硫酸氢钠按摩尔比为1:5:5。

所述步骤二中Sandmeyer反应为：在室温下，向反应器中加入1,1’-联萘-2,2’-二胺和氢溴酸，加入一定量的水，搅拌待完全溶解后，将反应器温度降温到-5℃后，搅拌下缓慢滴加亚硝酸钠溶液，保持低温下搅拌30min，加入溴化亚铜的氢溴酸溶液，保持低温搅拌30min，升温到70℃反应2.5小时，析出晶体后，用碳酸钠水溶液淬灭反应，过滤后重结晶得到联萘二溴；其中，1,1’-联萘-2,2’-二胺、氢溴酸和亚硝酸钠按摩尔比为1:1.5:1。

所述步骤三中格式反应为：向反应器中加入镁屑，用氮气排空反应器内的空气，加入无水四氢呋喃溶液浸没镁屑，在搅拌的条件下，缓慢滴加联萘二溴的四氢呋喃溶液，滴加完成后补加一半的无水四氢呋喃，并加热到70℃，回流30min，得到Grignard试剂待用；搅拌条件下，将所制得的Grignard试剂降温到-5～-10℃，缓慢滴加二苯基氯化膦的四氢呋喃溶液，滴加完成后，缓慢升温到室温反应2小时，反应结束后，缓慢滴加氯化铵水溶液淬灭反应，萃取分离，重结晶得到BINAP；其中，制备格式试剂时，联萘二溴与镁屑与二苯基氯化膦按摩尔比为1:2.4:1.8～2。

本发明的有益效果如下：

本发明通过使用BUCHERER反应、Sandmeyer反应和格式反应制备2,2'-双二苯基膦基-1,1'-联萘，无需使用高活性的二苯基膦氢为膦化试剂，而是采用更稳定更廉价的二苯基氯化膦，也不需要采用昂贵的三幅甲磺酸酐为原料，更不需要使用活泼锂金属，再者本发明均使用大宗化工原料，价格低廉易得，有效降低了生产成本；该发明不仅原料易得，反应收率较高，后处理简单，有利于工业放大，具有较强的工业应用前景。

附图说明

图1为实施例1制备的2,2'-双二苯基膦基-1,1'-联萘的¹H-NMR谱

图2为实施例1制备的2,2'-双二苯基膦基-1,1'-联萘的¹³C-NMR谱

图3为实施例1制备的2,2'-双二苯基膦基-1,1'-联萘的³¹P-NMR谱

具体实施方式

实施例1

(1)1,1’-联萘-2,2’-二胺的合成

在50L反应器中加入1,1’-联-2-萘酚(5.73kg，20mol)、氨水(3.5kg，100mol)、亚硫酸氢钠(10.4kg，100mol)和25L水，150℃条件下反应，反应结束后，重结晶得到1,1’-联萘-2,2’-二胺5.12kg，收率为90％。

(2)联萘二溴的合成

在室温下，向50L反应器中加入5.1kg的1,1’-联萘-2,2’-二胺和2.2kg的氢溴酸，加入20L水，搅拌待完全溶解后，将反应器温度降温到-5℃后，搅拌下缓慢滴加18L 1mol/L的亚硝酸钠溶液，保持低温下搅拌30min，加入10mL5.0g/mL的溴化亚铜的氢溴酸溶液，保持低温搅拌30min，升温到70℃反应2.5小时，析出晶体后，用碳酸钠水溶液淬灭反应，过滤后重结晶得到7.0kg的联萘二溴，产率为94％。

(3)2,2'-双二苯基膦基-1,1'-联萘的合成

向10L反应器中加入0.5kg的镁屑，用氮气排空反应器内的空气，加入2L无水四氢呋喃溶液浸没镁屑，在搅拌的条件下，缓慢滴加2L4mol/L的联萘二溴的四氢呋喃溶液，滴加完成后补加1L的无水四氢呋喃，并加热到70℃，回流30min，得到Grignard试剂待用；搅拌条件下，将所制得的Grignard试剂降温到-5℃，缓慢滴加5.1L 3mol/L二苯基氯化膦的四氢呋喃溶液，滴加完成后，缓慢升温到室温反应2小时，反应结束后，缓慢滴加0.1mol/L的氯化铵水溶液淬灭反应，萃取分离，重结晶干燥后得到4.98kg的类白色固体。经¹H-NMR谱、¹³C-NMR和³¹P-NMR确认为2,2'-双二苯基膦基-1,1'-联萘，收率为94％，液相色谱仪分析产物纯度为99.8％。

实施例2

向10L反应器中加入0.5kg的镁屑，用氮气排空反应器内的空气，加入2L无水四氢呋喃溶液浸没镁屑，在搅拌的条件下，缓慢滴加由实施例1所制备的联萘二溴配制的2L4mol/L的联萘二溴的四氢呋喃溶液，滴加完成后补加1L的无水四氢呋喃，并加热到70℃，回流30min，得到Grignard试剂待用；搅拌条件下，将所制得的Grignard试剂降温到-5℃，缓慢滴加5.4L 3mol/L二苯基氯化膦的四氢呋喃溶液，滴加完成后，缓慢升温到室温反应2小时，反应结束后，缓慢滴加0.1mol/L的氯化铵水溶液淬灭反应，萃取分离，重结晶干燥后得到4.83kg的类白色固体。经¹H-NMR谱、¹³C-NMR和³¹P-NMR确认为2,2'-双二苯基膦基-1,1'-联萘，收率为91.3％，液相色谱仪分析产物纯度为99.9％。

实施例3

向10L反应器中加入0.5kg的镁屑，用氮气排空反应器内的空气，加入2L无水四氢呋喃溶液浸没镁屑，在搅拌的条件下，缓慢滴加由实施例1所制备的联萘二溴配制的2L4mol/L的联萘二溴的四氢呋喃溶液，滴加完成后补加1L的无水四氢呋喃，并加热到70℃，回流30min，得到Grignard试剂待用；搅拌条件下，将所制得的Grignard试剂降温到-10℃，缓慢滴加5.4L 3mol/L二苯基氯化膦的四氢呋喃溶液，滴加完成后，缓慢升温到室温反应2小时，反应结束后，缓慢滴加0.1mol/L的氯化铵水溶液淬灭反应，萃取分离，重结晶干燥后得到5.12kg的类白色固体。经¹H-NMR谱、¹³C-NMR和³¹P-NMR确认为2,2'-双二苯基膦基-1,1'-联萘，收率为96.7％，液相色谱仪分析产物纯度为99.8％。

实施例4

向10L反应器中加入0.5kg的镁屑，用氮气排空反应器内的空气，加入2L无水四氢呋喃溶液浸没镁屑，在搅拌的条件下，缓慢滴加由实施例1所制备的联萘二溴配制的2L4mol/L的联萘二溴的四氢呋喃溶液，滴加完成后补加1L的无水四氢呋喃，并加热到70℃，回流30min，得到Grignard试剂待用；搅拌条件下，将所制得的Grignard试剂降温到-5℃，缓慢滴加5.7L 3mol/L二苯基氯化膦的四氢呋喃溶液，滴加完成后，缓慢升温到室温反应2小时，反应结束后，缓慢滴加0.1mol/L的氯化铵水溶液淬灭反应，萃取分离，重结晶干燥后得到5.01kg的类白色固体。经¹H-NMR谱、¹³C-NMR和³¹P-NMR确认为2,2'-双二苯基膦基-1,1'-联萘，收率为94.6％，液相色谱仪分析产物纯度为99.9％。

实施例5

向10L反应器中加入0.5kg的镁屑，用氮气排空反应器内的空气，加入2L无水四氢呋喃溶液浸没镁屑，在搅拌的条件下，缓慢滴加由实施例1所制备的联萘二溴配制的2L4mol/L的联萘二溴的四氢呋喃溶液，滴加完成后补加1L的无水四氢呋喃，并加热到70℃，回流30min，得到Grignard试剂待用；搅拌条件下，将所制得的Grignard试剂降温到-10℃，缓慢滴加5.7L 3mol/L二苯基氯化膦的四氢呋喃溶液，滴加完成后，缓慢升温到室温反应2小时，反应结束后，缓慢滴加0.1mol/L的氯化铵水溶液淬灭反应，萃取分离，重结晶干燥后得到5.21kg的类白色固体。经¹H-NMR谱、¹³C-NMR和³¹P-NMR确认为2,2'-双二苯基膦基-1,1'-联萘，收率为98.4％，液相色谱仪分析产物纯度为99.7％。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明整体构思前提下，还可以作出若干改变和改进，这些也应该视为本发明的保护范围。