阅读说明：本技术 一种烯烃高效双官能团化制备2-碘-1-磷酰基取代烷烃化合物的方法 (Method for preparing 2-iodo-1-phosphoryl substituted alkane compound by high-efficiency double functionalization of olefin ) 是由 熊碧权 王刚 祝雨 刘宇 许卫凤 唐课文 于 2019-09-23 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种高效、高选择性合成含不同官能团取代的2-碘-1-磷酰基取代烷烃化合物的方法,其采用<I>N</I>-碘代丁二酰亚胺(NIS)作为促进剂,以含P(O)-OH类化合物与烯烃作为反应底物,反应体系加入了有机溶剂。该方法的优点：促进剂廉价易得；底物适用性高；反应条件温和,安全可靠；所得目标产物的选择性接近100%,产率高达90%以上。该方法开发了一条合成含不同官能团的取代2-碘-1-磷酰基取代烷烃化合物的新途径,解决了传统合成2-碘-1-磷酰基取代烷烃化合物的反应选择性差、反应步骤繁琐、产率低以及需要用到对环境有害试剂等不足,具有良好的工业应用前景。本发明同时还提供了对应的含不同官能团取代的2-碘-1-磷酰基取代烷烃类衍生物。(The invention provides a method for efficiently and selectively synthesizing 2-iodo-1-phosphoryl substituted alkane compounds containing different functional groups, which adopts N Iodosuccinimide (NIS) is used as an accelerator, a compound containing P (O) -OH and olefin are used as reaction substrates, and an organic solvent is added into a reaction system. The method has the advantages that: the accelerant is cheap and easy to obtain; the substrate applicability is high; the reaction condition is mild, safe and reliable; the selectivity of the obtained target product is close to 100 percent, and the yield is up to more than 90 percent. The method develops a new way for synthesizing the substituted 2-iodo-1-phosphoryl substituted alkane compound containing different functional groups, and solves the problems of poor reaction selectivity, complicated reaction steps, low yield and the need of using para-rings in the traditional method for synthesizing the 2-iodo-1-phosphoryl substituted alkane compoundEnvironmental harmful reagents and the like, and has good industrial application prospect. The invention also provides corresponding 2-iodine-1-phosphoryl substituted alkane derivatives containing different functional groups.)

一种烯烃高效双官能团化制备2-碘-1-磷酰基取代烷烃化合 物的方法

技术领域

本发明涉及有机磷酸酯类化合物的应用催化合成领域，具体地说涉及一种以P(O)-OH化合物与烯烃高效双官能团化反应制备2-碘-1-磷酰基取代烷烃化合物的方法。

背景技术

有机磷酸酯类化合物在有机合成上是一类重要的有机化合物，该类化合物具有良好的催化活性、光学活性以及生物活性，使得其在生物、医学、光学活性材料以及不对称催化合成等方面有着广泛的应用。众所周知，磷元素以及有机磷化合物在生命中占着举足轻重的底物，如人体内的ADP、ATP、RNA以及有机磷脂双分子层等。但是，在自然界很难找到纯天然的有机磷酸酯类化合物，且磷元素大多以无机盐的形式存在自然界之中，目前为人们所知的有机磷酸酯类化合物大多是通过化学方法合成的。

近年来，随着有机磷酸酯（尤其是作为有机配体）应用领域的不断拓展，市场需求也随之不断增加，该类化合物新型合成技术的开发也愈来愈受到重视。目前文献已报道的2-碘-1-磷酰基取代烷烃化合物的合成方法主要包括：（1）Atherton-Todd反应：采用相应含P(O)-H键化合物在四氯化碳、三乙胺等试剂存在的条件下催化其与α-碘代苯乙醇进行交叉偶联反应；（2）亲核取代反应：利用含P(O)-H或P(O)-OH类化合物与卤化试剂反应制备出对应的含P(O)-Cl化合物，然后再与α-碘代苯乙醇进行交叉偶联反应；（3）酯交换反应：利用α-碘代苯乙醇与二芳基膦酸甲酯发生酯交换反应制得。但是，上述方法一般都采用对空气敏感的试剂（P(O)-H化合物、四氯化碳、磺酰氯等），而且还存在着实验步骤繁琐、催化剂昂贵且难以回收利用、反应条件苛刻、底物适用***叉、产率较低以及对环境的污染较大等缺陷。

迄今为止，2-碘-1-磷酰基取代烷烃化合物的高效合成依然存在着原料质量、生产的安全性（三氯化磷、五氯化磷以及磷酰氯等化合物具有较强的腐蚀性）以及产品的稳定性及纯度等几个方面的难题，合成技术难度较大，目前只有美、日等国的几家公司在生产，而我国高端有机磷酸酯产品目前的情况主要是依靠于进口。

针对现有的2-碘-1-磷酰基取代烷烃化合物合成工艺的不足，业界正着力于研制由稳定、廉价易得的含P(O)-OH类化合物作为原料的高效、高选择性合成对应的有机磷酸酯类化合物的方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种由廉价易得的N-碘代丁二酰亚胺促进P(O)-OH化合物与烯烃化合物高效、高选择性地进行双官能团化反应，合成对应的含不同取代官能团的2-碘-1-磷酰基取代烷烃化合物的方法，以克服现有技术中的上述缺陷。

本发明提供的一种由廉价易得的N-碘代丁二酰亚胺促进P(O)-OH化合物与烯烃化合物高效、高选择性地进行双官能团化反应，合成对应的含不同官能团取代的2-碘-1-磷酰基取代烷烃化合物的方法，包含下述步骤：取反应量的P(O)-OH化合物、烯烃、碘化试剂和有机溶剂在N₂保护下置于反应容器中进行混合，在搅拌下于25~80 ^oC下反应3~12小时，即制得相应的含不同官能团取代的2-碘-1-磷酰基取代烷烃化合物。具体反应式如下：

其中，

R¹是选自苯基、4-甲基苯基、4-溴苯基、3-溴苯基、2-溴苯基、4-氟苯基、苄基、乙酸基、十一酸基、4-甲氧基苯基；

R²是氢、甲基；

R³是苯基、4-甲基苯基、3-甲基苯基、3,5-二甲基苯基、4-甲氧基苯基、1-萘基、2-萘基、3-氟苯基、乙氧基、丁氧基、苄氧基、苯氧基；

R⁴是苯基、甲基、4-甲基苯基、3-甲基苯基、3,5-二甲基苯基、4-甲氧基苯基、1-萘基、2-萘基、3-氟苯基、乙氧基、丁氧基、苄氧基、苯氧基。

上述由P(O)-OH化合物与烯烃高效双官能团化合成2-碘-1-磷酰基取代烷烃化合物的方法中，在反应步骤中所述的P(O)-OH化合物是选自二苯基磷酸、双（4-甲基-苯基）磷酸、双（3-甲基-苯基）磷酸、双（3,5-二甲基-苯基）磷酸、双（4-甲氧基-苯基）磷酸、双（1-萘基）磷酸、双（2-萘基）磷酸、双（3-氟-苯基）磷酸、苯基甲基磷酸、二乙氧基磷酸、二丁氧基磷酸、二苄氧基磷酸、二苯氧基磷酸。

上述由P(O)-OH化合物与烯烃高效双官能团化合成2-碘-1-磷酰基取代烷烃化合物的方法中，在反应步骤中所述的烯烃化合物是选自苯乙烯、4-甲基苯乙烯、4-溴苯乙烯、3-溴苯乙烯、2-溴苯乙烯、4-氟苯乙烯、烯丙苯、乙酸乙烯酯、十一酸乙烯酯、4-甲氧基苯乙烯、1-丙烯基苯。

上述由P(O)-OH化合物与烯烃高效双官能团化合成2-碘-1-磷酰基取代烷烃化合物的方法中，有机溶剂指二氯甲烷、二氯乙烷、四氢呋喃、乙腈、甲苯、N, N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、甲醇、乙醇、1,4-二氧六环、乙酸乙酯。

上述由P(O)-OH化合物与烯烃高效双官能团化合成2-碘-1-磷酰基取代烷烃化合物的方法中，碘化试剂指N-碘代丁二酰亚胺。

上述由P(O)-OH化合物与烯烃高效双官能团化合成2-碘-1-磷酰基取代烷烃化合物的方法中，所述P(O)-OH化合物与烯烃的摩尔比为1：[1.0~2.0]，P(O)-OH化合物与碘化试剂的摩尔比为1：[1.0~1.5]。

本发明所提供由碘化试剂促进P(O)-OH化合物和烯烃化合物高效、高选择性地发生双官能团反应合成2-碘-1-磷酰基取代烷烃化合物的方法，反应过程温和易控制。在获得较高产率和100%选择性的同时，该方法简单易行，而且所用促进剂廉价易得，制备简单、具有良好的工业应用前景。

【

具体实施方式

】

下面结合本发明的实施例对本发明做进一步说明：

一、测试与分析

本发明下述实施例中反应产物的结构分析采用Agilent公司生产的配置HP-5MS毛细管色谱柱(30m×0.45mm×0.8μm)的气相-质谱仪联用仪GC/MS (6890N/5973N)以及Bruker公司生产的Bruker Avance-III 500核磁共振分析仪。目标产物选择性和产率的分析则采用由Agilent公司生产的配置氢火焰检测器、AB-FFAP毛细管色谱柱(30m×0.25mm×0.25μm)的气相色谱仪Agilent GC 7820A 。

二、实施例

实施例1

将0.5 mmol的二苯基磷酸、1.0 mmol的苯乙烯与0.6 mmol的 N-碘代丁二酰亚胺（NIS）在氮气环境下加入Schlenk管里，在氮气保护环境下加入1.0 mL 有机溶剂 (二氯甲烷、二氯乙烷、四氢呋喃、乙腈、甲苯、N, N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、甲醇、乙醇、1,4-二氧六环、乙酸乙酯)，于室温下搅拌反应12小时。通过GC检测分析，在四氢呋喃作为反应溶剂的时候，该双官能团化反应的产率为66%。

实施例2

将0.5 mmol的二苯基磷酸、1.0 mmol的苯乙烯与0.6 mmol的 N-碘代丁二酰亚胺在氮气环境下加入Schlenk管里，在氮气保护环境下加入1.0 mL 四氢呋喃，于指定温度（25 ^oC,40 ^oC, 60 ^oC, 80 ^oC）下搅拌反应12小时。通过GC检测分析，在40 ^oC时，该双官能团化反应的产率为96%。

实施例3

将0.5 mmol的二苯基磷酸、苯乙烯（0.5 mmol, 0.6 mmol, 0.75 mmol, 1.0 mmol）与0.6 mmol的 N-碘代丁二酰亚胺在氮气环境下加入Schlenk管里，在氮气保护环境下加入1.0 mL 四氢呋喃，于40 ^oC下搅拌反应12小时。通过GC检测分析，在苯乙烯的用量为0.5mmol时，该双官能团化反应的产率为96%。

实施例4

将0.5 mmol的二苯基磷酸、0.5 mmol的苯乙烯与N-碘代丁二酰亚胺（0.5 mmol, 0.6mmol, 0.75 mmol, 1.0 mmol）在氮气环境下加入Schlenk管里，在氮气保护环境下加入1.0mL 四氢呋喃，于40 ^oC下搅拌反应12小时。通过GC检测分析，在N-碘代丁二酰亚胺的用量为0.6 mmol时，该双官能团化反应的产率为96%。

实施例5

2-碘-1-（4-甲基苯基）-乙基二苯基膦酸酯的制备：将0.5 mmol的二苯基磷酸、0.5mmol的4-甲基苯乙烯与0.6 mmol N-碘代丁二酰亚胺在氮气环境下加入Schlenk管里，在氮气保护环境下加入1.0 mL 四氢呋喃，于40 ^oC下搅拌反应12小时。待反应结束后，经过柱层析色谱分离提纯可以得到88%产率的目标产物。

实施例6

2-碘-1-（4-溴苯基）-乙基二苯基膦酸酯的制备：将0.5 mmol的二苯基磷酸、0.5 mmol的4-溴苯乙烯与0.6 mmol N-碘代丁二酰亚胺在氮气环境下加入Schlenk管里，在氮气保护环境下加入1.0 mL 四氢呋喃，于40 ^oC下搅拌反应12小时。待反应结束后，经过柱层析色谱分离提纯可以得到85%产率的目标产物。

实施例7

2-碘-1-（3-溴苯基）-乙基二苯基膦酸酯的制备：将0.5 mmol的二苯基磷酸、0.5 mmol的3-溴苯乙烯与0.6 mmol N-碘代丁二酰亚胺在氮气环境下加入Schlenk管里，在氮气保护环境下加入1.0 mL 四氢呋喃，于40 ^oC下搅拌反应12小时。待反应结束后，经过柱层析色谱分离提纯可以得到92%产率的目标产物。

实施例8

2-碘-1-（2-溴苯基）-乙基二苯基膦酸酯的制备：将0.5 mmol的二苯基磷酸、0.5 mmol的2-溴苯乙烯与0.6 mmol N-碘代丁二酰亚胺在氮气环境下加入Schlenk管里，在氮气保护环境下加入1.0 mL 四氢呋喃，于40 ^oC下搅拌反应12小时。待反应结束后，经过柱层析色谱分离提纯可以得到90%产率的目标产物。

实施例9

2-碘-1-（4-氟苯基）-乙基二苯基膦酸酯的制备：将0.5 mmol的二苯基磷酸、0.5 mmol的4-氟苯乙烯与0.6 mmol N-碘代丁二酰亚胺在氮气环境下加入Schlenk管里，在氮气保护环境下加入1.0 mL 四氢呋喃，于40 ^oC下搅拌反应12小时。待反应结束后，经过柱层析色谱分离提纯可以得到86%产率的目标产物。

实施例10

1-碘-3-苯基丙基-2-二苯基膦酸酯的制备：将0.5 mmol的二苯基磷酸、0.5 mmol的烯丙苯与0.6 mmol N-碘代丁二酰亚胺在氮气环境下加入Schlenk管里，在氮气保护环境下加入1.0 mL 四氢呋喃，于40 ^oC下搅拌反应12小时。待反应结束后，经过柱层析色谱分离提纯可以得到58%产率的目标产物。

实施例11

2-碘-1-苯基乙基-二（4-甲基苯基）膦酸酯的制备：将0.5 mmol的双（4-甲基-苯基）磷酸、0.5 mmol的苯乙烯与0.6 mmol N-碘代丁二酰亚胺在氮气环境下加入Schlenk管里，在氮气保护环境下加入1.0 mL 四氢呋喃，于40 ^oC下搅拌反应12小时。待反应结束后，经过柱层析色谱分离提纯可以得到89%产率的目标产物。

实施例12

2-碘-1-苯基乙基-二（3-甲基苯基）膦酸酯的制备：将0.5 mmol的双（3-甲基-苯基）磷酸、0.5 mmol的苯乙烯与0.6 mmol N-碘代丁二酰亚胺在氮气环境下加入Schlenk管里，在氮气保护环境下加入1.0 mL 四氢呋喃，于40 ^oC下搅拌反应12小时。待反应结束后，经过柱层析色谱分离提纯可以得到92%产率的目标产物。

实施例13

2-碘-1-苯基乙基-二（3,5-二甲基苯基）膦酸酯的制备：将0.5 mmol的双（3,5-二甲基-苯基）磷酸、0.5 mmol的苯乙烯与0.6 mmol N-碘代丁二酰亚胺在氮气环境下加入Schlenk管里，在氮气保护环境下加入1.0 mL 四氢呋喃，于40 ^oC下搅拌反应12小时。待反应结束后，经过柱层析色谱分离提纯可以得到89%产率的目标产物。

实施例14

2-碘-1-苯基乙基-二（4-甲氧基苯基）膦酸酯的制备：将0.5 mmol的双（4-甲氧基-苯基）磷酸、0.5 mmol的苯乙烯与0.6 mmol N-碘代丁二酰亚胺在氮气环境下加入Schlenk管里，在氮气保护环境下加入1.0 mL 四氢呋喃，于40 ^oC下搅拌反应12小时。待反应结束后，经过柱层析色谱分离提纯可以得到83%产率的目标产物。

实施例15

2-碘-1-苯基乙基-二（1-萘基）膦酸酯的制备：将0.5 mmol的双（1-萘基）磷酸、0.5mmol的苯乙烯与0.6 mmol N-碘代丁二酰亚胺在氮气环境下加入Schlenk管里，在氮气保护环境下加入1.0 mL 四氢呋喃，于40 ^oC下搅拌反应12小时。待反应结束后，经过柱层析色谱分离提纯可以得到80%产率的目标产物。

实施例16

2-碘-1-苯基乙基-二（2-萘基）膦酸酯的制备：将0.5 mmol的双（2-萘基）磷酸、0.5mmol的苯乙烯与0.6 mmol N-碘代丁二酰亚胺在氮气环境下加入Schlenk管里，在氮气保护环境下加入1.0 mL 四氢呋喃，于40 ^oC下搅拌反应12小时。待反应结束后，经过柱层析色谱分离提纯可以得到78%产率的目标产物。

实施例17

2-碘-1-苯基乙基-二（3-氟苯基）膦酸酯的制备：将0.5 mmol的双（3-氟苯基）磷酸、0.5mmol的苯乙烯与0.6 mmol N-碘代丁二酰亚胺在氮气环境下加入Schlenk管里，在氮气保护环境下加入1.0 mL 四氢呋喃，于40 ^oC下搅拌反应12小时。待反应结束后，经过柱层析色谱分离提纯可以得到68%产率的目标产物。

实施例18

2-碘-1-苯基乙基-苯基甲基膦酸酯的制备：将0.5 mmol的苯基甲基磷酸、0.5 mmol的苯乙烯与0.6 mmol N-碘代丁二酰亚胺在氮气环境下加入Schlenk管里，在氮气保护环境下加入1.0 mL 四氢呋喃，于40 ^oC下搅拌反应12小时。待反应结束后，经过柱层析色谱分离提纯可以得到85%产率的目标产物。

实施例19

二乙基（2-碘-1-苯基乙基）磷酸酯的制备：将0.5 mmol的二乙氧基磷酸、0.5 mmol的苯乙烯与0.6 mmol N-碘代丁二酰亚胺在氮气环境下加入Schlenk管里，在氮气保护环境下加入1.0 mL 四氢呋喃，于40 ^oC下搅拌反应12小时。待反应结束后，经过柱层析色谱分离提纯可以得到89%产率的目标产物。

实施例20

二丁基（2-碘-1-苯基乙基）磷酸酯的制备：将0.5 mmol的二丁氧基磷酸、0.5 mmol的苯乙烯与0.6 mmol N-碘代丁二酰亚胺在氮气环境下加入Schlenk管里，在氮气保护环境下加入1.0 mL 四氢呋喃，于40 ^oC下搅拌反应12小时。待反应结束后，经过柱层析色谱分离提纯可以得到77%产率的目标产物。

实施例21

二苄基（2-碘-1-苯基乙基）磷酸酯的制备：将0.5 mmol的二苄氧基磷酸、0.5 mmol的苯乙烯与0.6 mmol N-碘代丁二酰亚胺在氮气环境下加入Schlenk管里，在氮气保护环境下加入1.0 mL 四氢呋喃，于40 ^oC下搅拌反应12小时。待反应结束后，经过柱层析色谱分离提纯可以得到75%产率的目标产物。

实施例22

二苯基（2-碘-1-苯基乙基）磷酸酯的制备：将0.5 mmol的二苯氧基磷酸、0.5 mmol的苯乙烯与0.6 mmol N-碘代丁二酰亚胺在氮气环境下加入Schlenk管里，在氮气保护环境下加入1.0 mL 四氢呋喃，于40 ^oC下搅拌反应12小时。待反应结束后，经过柱层析色谱分离提纯可以得到69%产率的目标产物。

由上述实施例可以看出，本发明所采用的利用N-碘代丁二酰亚胺促进P(O)-OH化合物与烯烃化合物高效双官能团化反应制备相应的含不同官能团取代的2-碘-1-磷酰基取代烷烃化合物的方法具有反应条件温和、促进剂廉价易得以及制备简单等优点。此外，该方法还具有底物适用性广、高产率以及高选择性(100%)等优点，提供了一种高效合成含不同官能团取代的2-碘-1-磷酰基取代烷烃化合物的方法。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。