Angew. Chem. :基于脂肪酸酯脱羧与白磷反应合成二烷基膦类衍生物

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二烷基膦、三烷基膦及其衍生物既广泛用作单齿和双齿膦配体,同时还常用作有机合成中的亲核催化剂。一些人名反应如:Wittig、Staudinger和Missunobu反应需要化学计量的三烷基膦作为辅助试剂。白磷(P4)是制备有机磷化合物(OPC)的主要磷原子来源。由P4合成有机磷主要涉及:1)用腐蚀性Cl2将P4氯化为三氯化磷(PCl3),2)通过PCl3与合适的有机试剂磷酰化反应。不饱和化合物的和PH3的反应也有用在一些有机磷化合物的制备中,然而其潜在的高毒、易燃危险性使其没有大范围使用。因此,白磷的活化直接制备有机磷化合物仍然是避免P-Cl的具有挑战性的领域。



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由P4直接合成含有P–C键的OPC可以追溯到用有机金属亲核试剂与P4直接反应,然而容易形成复杂的OPC混合物。自20世纪90年代以来,超碱体系(DMSO/OH-)促进有机卤化物、炔烃和烯烃与P4反应被大量报道,由于苛刻的反应条件和低的产物选择性,这些方法仍然远不能令人满意。在前期研究的基础上,厦门大学赵玉芬、唐果团队的陈福山博士生开发了使用NaI作为电子转移试剂和Hantzsch酯作为还原剂,通过脂肪羧酸的N-羟基邻苯二甲酰亚胺(NHPI)酯与P4直接反应生成二烷基和三烷基膦,为了便于分离和防止该过程中的产物损失,通过空气氧化,分离相应的氧化产物:二烷基膦氧化物(R2P(O)H)和三烷基膦氧化物( R3P(O))。

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在最优条件下,作者对脂肪羧酸底物的适用范围进行了考察。结果表明,反应对于长链、环状、杂环以及含有各种官能团的脂肪羧酸底物都能得到比较好的结果,并且对与一些复杂的药物活性分子有很好的兼容性,以高选择性得到二烷基膦及其氧化物。


令人高兴的是,当羧酸酯的量增加到8当量时,高产量生成了三烷基膦。由于三烷基膦缺乏空气稳定性,如上所述,将空气引入反应混合物中,并分离出所需的三烷基膦氧化物,产率为47%至87%。同样,在一锅两步反应中合成和分离相应的稳定硼烷加合物。

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在该工作中,作者开发了P4的高效光诱导选择性烷基化,使用容易获得且廉价的羧酸衍生物作为烷基化试剂,从而在温和条件下提供二烷基和三烷基膦衍生物,避免了传统的氯化阶段。该法成功的关键是NaI、HE和NHPI酯之间的弱非共价相互作用,它们在可见光照射下产生碳自由基,而不需要外源性光催化剂,由此产生的结构多样的P–H化合物,作为常用的磷酰化试剂,将促进有机磷生物活性分子的合成研究,并在药物化学中得到广泛应用。

文信息

Decarboxylative Selective Phosphorylation of Aliphatic Acids: A Transition-Metal- and Photocatalyst-Free Avenue to Dialkyl and Trialkyl Phosphine Oxides from White Phosphorus

Fushan Chen, Mengpei Bai, Yumeng Zhang, Weijie Liu, Xinlei Huangfu, Yan Liu, Guo Tang, Yufen Zhao


Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202210334




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