[发明专利]一类大张力氧取代的四元磷衍生物、合成方法及其催化应用

说明书

本发明涉及一类作为有机磷试剂的大张力氧取代的四元磷衍生物，所述化合物化学结构式为：以一种五烷基丙烯为原料，在路易斯酸的催化下与三价磷反应生成氯磷盐，再与羟基化合物发生亲核取代形成磷氧键，从而得到一种大张力氧取代的四元磷衍生物。该发明引入了一种氧取代的四元磷环结构，可作为一种高效实用的氧磷试剂，且应用范围广，在许多特定的磷参与反应中有着不可替代的作用。本发明合成了一类全新结构的大张力氧取代的四元磷衍生物；以及制备这类大张力氧取代的四元磷衍生物的全新合成路线，该合成路线为一种步骤少、产率高的新方法；同时，成功取得了该类大张力氧取代的四元磷衍生物有效应用，即能有效的催化分子内氮杂Wittig反应。

技术领域

本发明涉及有机化工技术领域，特别是一类大张力氧取代的四元磷衍生物、合成方法及其催化应用。

背景技术

近年来，由于有机磷试剂非常特殊的化学性质，受到了有机合成化学家们的广泛关注。目前有机膦催化剂的种类还比较少，目前报道较多的膦试剂一般都是三苯基膦、三丁基膦，发展结构新颖，性能优良的新型有机膦催化剂也就显得尤为迫切。由于氧元素的电负性较大，且氧原子最外层有两对孤对电子，当氧原子与膦原子相连时会很大层度上改变膦原子的电子结构；同时四元小环的结构特点，使得其具有较大环张力，两点的相互结合使得活性中心膦原子的膦氧双键的键能大大降低，该膦氧双键更易被还原，易于五价膦和三价膦之间的互相转化，从而很容易实现基于三价膦和五价催化循环的有机膦催化反应的应用研究。在本专利中，我们发展了一类结构新颖的大张力氧取代的四元磷衍生物。该大张力氧取代的四元磷衍生物具有良好的催化活性。同时，合成该大张力氧取代的四元磷衍生物的所有实验步骤都是常规的方法，具有较高的可操作性，易于实现该膦催化剂的在其他领域的应用。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一类大张力氧取代的四元磷衍生物、合成方法及其催化应用。

本发明的技术方案如下：

一类大张力氧取代的四元磷衍生物，所述化合物的化学结构式为：

其中，取代基R¹,R²,R⁵和R⁶为氢、烷基、烷氧基、或芳基中的任意一种；R³和R⁴为氢、烷基、或芳基中的任意一种；R⁷为烷基、或芳基。

所述的大张力氧取代的四元磷衍生物的合成方法，所述方法包括以下合成路径：

所述方法包括以下步骤：

(1)氮气保护下，在反应器中依次加入原料1，CH₂Cl₂，PCl₃，AlCl₃，搅拌使其溶解之后，降温至-5～5℃反应1-10h得到四元磷氯盐2；

(2)在氮气保护下继续向反应器内加水猝灭，该加水猝灭过程为15-30min，之后分离出有机相并用无水硫酸钠干燥，减压除去溶剂后得到白色晶体3；

(3)将白色晶体3置于反应瓶内用氮气保护，依次滴加加入甲苯，三乙胺和羟基化合物，继续于30-90℃下反应1-24h得到大张力氧取代的四元磷衍生物4，TLC监测，反应完毕后，降温至室温，抽滤出去反应体系中的固体，再滴加碳酸氢钠溶液进行猝灭，将有机相用水萃取两次并用无水硫酸钠干燥，减压除去溶剂后得到最终产物4。

完成大张力氧取代的四元磷衍生物的合成。

进一步优选为包括如下步骤：

(1)氮气保护下，在反应器中依次加入原料1，CH₂Cl₂，PCl₃，AlCl₃，搅拌使其溶解之后，降温至0℃反应3h得到四元磷氯盐2；