（有机化学专业论文）几类磷杂环化合物的合成及有关反应研究.pdf

中文摘要 为了寻找新型高效的除草剂，我们采用活性基团拼接及生物等排原理，设计 合成了a ) 2 - 硒( 硫) 1 ，3 ，2 二氮磷杂环戊一4 一酮；b ) 1 - 芳氧( d 取代) 乙酰基2 一二乙胺基 一3 一( 取代) 苯基一2 一硒( 硫) 一1 ，3 ，2 一二氮磷杂环戊一4 一酮；c ) 1 ，3 一双芳氧乙酰基2 硫( 硒) 1 ，3 ，2 一二氮磷杂环戊烷；d ) 1 ，3 ，2 一氧氮磷杂环戊烷一【3 ，2 - q 】一8 - 氧一1 0 硫( 硒) 一【l ，3 ，2 一苯 并二氮磷杂六环；e ) 1 ，3 ，2 - 氧氮磷杂环己烷一 3 ，2 一q 一8 - 氧一1 0 硫( 硒) 1 ，3 ，2 一苯并二氮 磷杂六环共五类5 5 个新的五元磷杂环及含磷稠杂环化合物以及2 0 个新的相关中 间体，其结构经1 h n m r 、”p n m r 、i r 、质谱、元素分析及x 一单晶衍射分析证实。 首次探讨了微波方法在1 ，3 ，2 二氮磷杂环戊一4 酮类化合物合成中的应用，并 选择性比较了干馏法与微波法的优缺点，发现微波法具有反应时间短、收率高、 操作简便等优点，为合成此类磷杂环提供了新途径。 发现p 0 q e t ：) ，与含芳氧( a - 取代) 乙酰基的双酰胺化合物的缩合反应主要受电 子效应及立体位阻效应的影响。 首次发现2 硒1 ，3 ，2 二氮磷杂环戊烷在苯回流条件下磷硒双键的重排现象， 对重排过程及产物结构做了分析，发现了产物分子间的氢键作用。 研究了p ( n e t 2 ) ，与具有不同反应活性多官能基底物的缩合成环反应，对比了 碘催化法及干馏法的适合条件与范围。 培养了化合物i i l 、1 v e 、a 2 的单晶，利用x - 射线衍射分析确定了分子的结构。 生物活性测试表明，绝大部分化合物具有一定的除草活性，部分化合物还表 现出优良的选择性除草活性及杀菌、抗病毒活性。 另外，为了进一步研究不同类型磷杂环的合成及其生物活性，我们还探讨了 l a w e s s o n 试剂与不同底物( c t 氯代乙酰胺、n ( b ) 羟基腈、d ( b ) 氨基腈等) 的成 环反应，合成了1 8 个新化合物。发现l r 与3 - ( 2 - 呋喃基) 丙烯醛的加成反应不 遵从正常的d i e l s a l d e r 途径，推测其可能经历了个特殊的加成重排机理。生物 活性测试表明，这些杂环化合物均具有一定的除草活性。 关冀词：五元磷杂环，含磷稠杂环，合成，x 一单晶衍射j 除草活性，磷硒双键重 排，干馏法，微波法，碘催化法il a w e s s o n 试剂：成环反应，反应机理 s y n t h e s i s o fs e v e r a l t y p e s o f p h o s p h o r u s h e t e r o c y c l e s a n d s t u d y o nt h er e l a t e dr e a c t i o n s a b s t r a c t i no r d e rt os e a r c hf o r o r g a n o p h o s p h o r u sh e r b i c i d e s w i t hh i g ha c t i v i t ya n dl o w t o x i c i t y , w ed e s i g n e da n ds y n t h e s i z e df i v es e r i e so fn e w p h o s p h o r u sh e t e r o c y c l e s t o t a l l y , 7 5n e wc o m p o u n d si n c l u d i n g2 0n e wi n t e r m e d i a t e sw e r eo b t a i n e d t h es t r u c t u r e so f t h e s ec o m p o u n d sw e r ec h a r a c t e r i z e db y1 hn m r ，”pn m r ，i r ，m s ，e l e m e n t a la n a l y s e s a n d x - r a y d i f f r a c t i o n s f o rt h ef i r s tt i m e ，t h em i c r o w a v et e c h n o l o g yw a si n v e s t i g a t e di nt h es y n t h e s i so f 1 , 3 ，2 一d i a z a p h o s p h o l i d i n 一4 一o n e s w ef o u n d t h a tt h i sm e t h o dh a dm a n y a d v a n t a g e ss u c h a ss h o r t e rr e a c t i o nt i m e ，h i g h e ry i e l d s ，s i m p l e rm a n i p u l a t i o nc o m p a r e dt ot h et r a d i t i o n a l m e t h o d i ti san e w w a y t os y n t h e s i z et h i st y p e o f p h o s p h o r u sh e t e r o c y c l e s i tw a sa l s of o u n dt h a tt h ee l e c t r o n i ca n ds t e r i ce f f e c t sw e r ef a c t o r si n f l u e n c i n gt h e c y c l i z a t i o n r e a c t i o no f t r i s ( d i e t h y l a m i n o ) p h o s p h i n e 埘t l ld i a m i d e s t h er e a r r a n g e m e n to fp = s et op - s ew a sf o u n dw h e nt h es o l u t i o no f2 - s e l e n o 2 - ( d i e t h y l ) a r n i n o l ，3 ，2 一d i a z a p h o s p h o l i d i nw a sr e f l u x e di n b e n z e n ef o ral o n gt i m e t h e r e a r r a n g e m e n to f p = s e t op - s ea n dt h es t r u c t u r eo f p r o d u c t sw e r es t u d i e d t h ec y c l i z a t i o n i n gr e a c t i o no f p o q e h ) 3 w i t hm u l t i f u n c t i o n a ls u b s t r a t e sa sw e l l 嬲t h e s u i t a b l er e a c t i o nc o n d i t i o n sw a s i n v e s t i g a t e d c o m p a r a t i v e l y , t w o m e t h o d sw e r e e m p l o y e d t h ep r e l i m i n a r yb i o a s s a y ss h o w e dt h a tm o s to ft h ec o m p o u n d sh a v eh e r b i c i d a l a c t i v i t ya n d s o m e p o s s e s sg o o ds e l e c t i v i t y i na d d i t i o n ，f o rt h es y n t h e s i so f d i f f e r e n t t y p e so f p h o s p h o r u sh e t e r o c y c l e sa n ds t u d y o ft h e i r b i o l o g i c a la c t i v i t y , l a w e s s o nr e a g e n tw a su t i l i z e d t or e a c tw i t hd i f f e r e n t s u b s t r a t e ss u c ha s a c h l o r o a c e t a m i d e s ，d ( 1 3 ) - h y d r o x y l n i t r i l e s ，a n d s oo n t h e a d d i t i o na n dr e a r r a n g e m e n tm e c h a n i s mw a sp r o p o s e df o rt h er e a c t i o no fl r 诵m3 - r 2 - f u r y l ) p r o p e n a l t h eb i o a s s a y si n d i c a t e d t h a ta l lp r o d u c t ss y n t h e s i z e db yl r p o s s e s s e d t o s o m ee x e n th e r b i c i d a la c t i v i t y k e y w o r d s ：f i v e - m e m b e r e dp h o s p h o m sh e t e r o c y c l e ，f u s e dp h o s p h o r u sh e t e r o c y c l e ， s y n t h e s i s ，x - r a yd i f f r a c t i o n ，h e r b i c i d a la c t i v i t y , p = s e t op - s er e a r r a n g e m e n t ，m i c r o w a v e ， i o d i n ec a t a l y s i s ，l a w e s s o nr e a g e n t ，c y c l i z a t i o nr e a c t i o n ，m e c h a n i s m 一堕茎盔堂堕主竺窒圭望些! 兰垡! 堡壅 第一章前言 磷杂环化学发展十分迅速，作为创始人之一的eg m a n n 早在2 0 世纪就作过 综述【i ，现在磷杂环已多得不可胜数。在类型繁多的磷杂环中，二氮磷杂环化合物 的研究日益受到关注，有关其合成、性质及生物活性等方面的研究不断见诸文献。 另外，有关含磷稠杂环的合成方法及生物活性研究也广泛开展。 作为磷杂环合成中的两种重要试剂，l a w e s s o n 试剂及p ( n e t 2 ) 、近年已被广泛 运用，他们具备许多其它磷试剂无法比拟的优点，如使用方便、安全、反应性能 好、收率高等，因而已成为有机合成中强有力的工具。 本论文拟利用p ( n e h ) ，和l a w c s s o n 试剂合成一些新型的二氮磷杂环及磷稠杂 环类化合物，并研究其生物活性。 1 1 i ，3 ，2 - 二氮磷杂环戊4 酮研究概况 五元磷杂环，尤其是1 , 3 ，2 二氮磷杂环戊4 一酮在近二十年的研究不断见诸报 道，其中有不少涉及其合成方法及性质方面的内容，也有关于生物活性方面的探 讨，下面按文献年代顺序做一介绍。 197 4 年，m m u l i i g 2 3 1 用e t 3 n h2o 及t h f 作为溶剂研究 7 ( p h o ) ：p ( o ) n h c h 2 ( c o ) n h - p h m e - p 的水解反应，他认为首先生成环状磷化合物 1 ( 未分离出) ，最后分离得到产物2 ： ：晶h p h - - p c h 3 1 一 。f s 巾c h ， 降乏辫 l p h o p n h c h 2 岂n h c 6 h 4 p - c h 3 o h p , 飞o r n n h h c c 邸6 h 4 。p 黯c 1 9 7 7 年，m u l l i e g 用y = p r c l 2 作磷酰化试剂合成1 , 3 ，2 二氮磷杂环戊- 4 一酮a 发 南开大学博士研究生毕业( 学位) 论文 现用吡啶作溶剂，产率一般都比较低，只有个别在4 0 以上。他们认为，产率与 所使用的碱、反应温度、起始原料的亲核性有关，并认为环化反应在1 0 0 。c 以下不 能进行。 硝一姆+ 舢c h 墨h 硭 良3 1 9 8 0 年，g y u g o l o l o b o v 5 1 等报道了用有机硅试剂合成1 ，3 ，2 - - 氮磷杂环戊 4 一酮的方法。 0 l i c 1 3 p + p h o c c h 2 n h c m e 3 c l c m e p h m 1 3 坠坚塑虫- 6 0 c m e 3 釜呻 p h o 呻j n 。 6 m e 3 1 9 8 0 年，m u l l i e z ，m 6 】等人进一步研究了2 氧代及硫代1 ，3 ，2 - 二氮磷杂环戊一4 一 酮与水、氨( 胺) 、醇等的开环反应。指出i 氨解速率比水解及醇解低得多，对于 i i 几乎可忽略不计。作者认为开环经历了一般的加成一消除机理，但认为i 的氨 解经历了特殊的消除一加成机理。 i ：r _ h ，r l = 飚r 2 = c 6 h 4 m e ，p h c i h ，y = o ，s i i ：r = m e ，r i = a 驭y ka r y l , a r y l o x y ；r 2 = 出职a r y l , y = o ，s 1 9 8 1 年，m u l l i e z ，m 州利用四配位磷酸衍生物合成出了分子内磷肽，认为经 历了中间体1 ，3 ，2 - 二氮磷杂环戊4 酮过程。 了 般( 裂 义夕v 塑堑奎兰堕圭堑壅竺兰些! 兰篁! 堡塞 州刚唧严剥一叫。一悖1 詈p h p ( o ) ( o m e ) n p h c h 2 c o n h c 6 h 4 m e p 此反应具备两个明显优点：利用氨基酸残基扩展肽链只用两步反应；尽 量避免了底物的消旋化。 1 9 8 3 年，j a c o b s e n , n e i l ，e 吲等研究了活性中间体环状膦酸羧酸亚胺及其酐的合 成。他们利用a 或b 经环化得到d ，利用c 环化得到e 。 m e p ( o ) n h 2 - l - p h e o m e m e p ( o ) ( o m e ) 。l - p h e - n h 2 m e p ( o ) ( n h 2 ) 。_ l - p h e o h ：螨嚣孙。 ( c ) 一枝p h e 彩p ，、人e c h p h p 吣声斗 护p n r 6 j ：鲫( r o = r 1 ) 堕苎查鲎堕主塑塞生望些! 堂壁! 笙塞 p ( o p h ) ，作用得稠环化合物6 。 o p h ) 2 一甲、印 n p n c h ，p h ( 6 p h ) ， 6 1 9 9 1 年，陈茹玉呻1 等人利用p ( n r 2 ) ，与磺酰基甘氨酰胺的反应合成五员磷杂环 化合物7 ，并报道了其晶体结构。 嚎叩p 1 9 9 7 年，h el i a n g n i a n j 2 1 等利用l r ( 1 a w e s s o n sr e a g e n t ) 与氨基乙酰胺的环化 及硫化反应合成了1 ，3 ，2 一二氮磷杂环戊一4 一硫酮8 ，并测试了其生物活性，结果表 明部分化合物具有较好的除草活性。 8 总之，除了研究新的合成方法之外，有关1 ，3 ，2 二氮磷杂环戊- 4 - 酮生物活性方 面的研究仍待深入进行。 1 2 具有生物活性的l ，3 ，2 二氮磷杂环戊烷及有关稠杂环的研究 概况 1 2 11 , 3 ，2 二氮磷杂环戊烷的合成及生物活性研究概况 1 。2 1 11 , 3 ，2 二氮磷杂环戊烷的合成方法 4 耍堑盔堂竖主婴壅笙兰些! 堂焦! 堡塞 a )以三价磷化合物为原料 p c i 3 与n 1 ，n 2 二取代乙二胺反应，可以得到1 , 3 ，2 二氮磷杂环戊烷氯化物3 】， 再与醇或胺等反应得不同取代的产物，或者直接用烷基( 烷氧、烷胺基) 二氯化 膦与n 1 ，n 2 二取代乙二胺反应也可以得1 , 3 ，2 二氮磷杂环戊烷类化合物】。 硝i + 必砧n i 、p 0 1 r 1 r 2 p c l z r 1 州+ 业r _ n 、p n _ r 1 r ，r 1 = 烷基，苯基；r 2 = 烷氧基，取代胺基，烷基或苯基 用r p ( n r 2 ) 2 与n 1 ，n 2 二取代乙二胺反应可得各种2 取代1 ，3 ，2 一二氮磷杂环戊烷 化合物，进一步氧化( 或硒化) 可得到对应的四配位化合物5 l 。 r 1 = n m e 2 ，n e t 2 ，o c h m e 2 ，o 耽p 1 1 ；x = ( c h 2 ) 3 ( c h 2 ) o c 6 h 蕊n 砖一站疑一 1 2 1 2 l ，3 ，2 二氮磷杂环戊烷的生物活性 文献报道1 ，3 ，2 二氮磷杂环戊烷类化合物，除了具有除草活性外，在其它方面 也有一些应用。 陈茹玉等设计合成了具有除草活性的二氮磷杂环化合物m 1 以及二氮双磷化合 物 1 8 , 1 9 i 。 r卜 r n x x 南开人学博i 。研究生毕业( 学位) 论文 p rd r s 0 2 n h c h 2 ( ：h 2 n 弼型缘x s 。：蹄心 n 一 1 ，n 弋 o r n r 二o r x = m e ，h ；r l = e t ；r = m e ，e t n 俨o 0 砜婶吨_ e ，t r o 磁, 9o e t o g _ 麓1 9 r , n 4 6e t n d mp 、 n i f a n t e v 利用1 , 3 ，2 二氮磷杂环衍生合成了第一个稳定的茂金属亚膦酰胺唧1 。 曩酚 一 氏 1 ，3 ，2 二氮磷杂环也被成功地应用于磷脂的合成【2 1 1 。 m e 静 m e n lh 2 i - - - o c l 5 h 3 1 l 仔r = 卜o c l 5 h 3 1 n - - p - - o r_ j m eo 1 2 2 具有生物活性的含磷稠杂环化合物的研究概况 含磷稠杂环化合物的研究集中在两个方面，一是合成方法的研究，二是性质与 生物活性的研究。 1 2 2 1 含磷稠杂环化合物的合成方法 1 1 一步法。合适的底物与不同的磷试剂如五硫化二磷【2 2 l ，l a w e s s o n 试剂1 2 3 1 ，三 氯化磷z “，亚磷( 或膦) 酰二氯，磷酰二氯】，硫代磷酰二氯2 “，六烷基亚磷酰 6 警 。 枷 。少崤p，zm _ l凝 。 科 。少n、p，zm _ l 堕堑奎兰竖主婴塞生望、业! 堂焦! 鲨塞 胺2 7 1 等通过一步反应得产物。如中间体m 与r p b r ：的反应f 2 8 1 。 n 、一一n p h 峰+ 眺：一 m e m ( r ：p 1 1 ，x = o ，s ) 2 ) 分步合成法。即采用逐步关环的方法实现稠杂环的合成。 l c 0 2 e t c h 2 c 1 垫：墅孓 l c 0 2 e t 3 ) 特殊反应。某些化合物与适当的磷试剂反应可直接得到磷稠杂环，如脲或硫脲 与p c i ，的反应 3 0 , 3 1 】。 m em e n 口m en p n s = (旦s s 一。 脚一蕞。 1 2 2 。2 含磷稠杂环的生物活性 关于含磷稠杂环化合物生物活性方面的研究报道不多，主要涉及除草、杀菌、 抗病毒及植物生长调节活性等。 陈茹玉、靳跃春等通过邻羟基苯基三唑与磷酰氯的缩合反应，合成了一类具 有除草及杀菌活性的稠杂环化合物【3 2 i 。 c h 芥p n r 2 鼬， j 。2 2 r = a k y l ；x = o ，s ；= a k y kb 乙e t a l 南开人学博t ：o f 究生毕业( 学位) 论文 陈茹玉等还通过p ( o ) h 键与二硫化碳【”l ，硫代异氰酸酯i 的加成及分子内坏 缩合反应合成了两类结构新颖的含磷稠杂环。前者对小麦胚芽的生长具有抑制作 用，后者对双子叶植物具有抑制活性。 r c h 2 c p h r = c h z c 0 2 e t p 礅泌 k n r l r = c h 2 c 0 2 e t ，m e ，e t ，p r ；r 1 = p h , p h - m e o 陈茹玉、黄君珉等还通过p h 与异氰酸酯的加成及环化合成了另一类具抗病 毒活性的稠杂环化合物f 3 5 i 。 + o = c = n m 盥& 丛， a f p h p - m e - p h 1 3 p ( n r 2 ) 3 的性质及其在磷杂环合成中的应用 p ( n r ：) ，作为有机磷化合物合成中的一个重要磷酰化试剂，七十年代以后得到 允分运用，它和其它的三价磷化合物一样，既可发生亲电反应，又可发生亲核反 应具有双亲性质，容易被氧化、水解，这些性质可用下图表示 3 6 - 4 4 i 。 南开大学博士研究生毕业( 学位) 论文 r 在上面这些反应中p ( n r 2 ) ，有如下特点：它比其它三价磷化合物活性高，反 应容易进行，产率高：产物容易分离。具有许多其它三价磷试剂所不具备的优 另外，从近年的文献报道来看，p ( n r 2 ) ，在磷杂环化合物的合成中应用极为广 泛，值得关注。下面就近2 0 年有关p ( n r 2 ) ，的应用作一评述。 1 与双氮( 胺) 基化合物反应合成n p n 型磷杂环 在甲苯回流条件下，草酰二胺与p 0 q r 2 ) ，经环化反应1 4 5 1 得产物9 ，收率5 7 2 。 m e n h 黼m 。+ p 州，一m 喇5 、- 。4 ，n 9n 邻苯二胺类化合物1 0 ，11 与p ( n r 2 ) ，的关环反应”1 ，分别得到双磷化合物1 2 及三磷化合物1 3 。b a r e n d t ，j o s e p h ，m 利用邻苯二胺与过量的p ( n r 2 ) 3 反应得到 1 3 ，有趣的是，在硫存在下，只有环外的磷被选择性氧化。 9 南开大学博士研究生毕业( 学位) 论文 吲，一匦孓 m o 双氨基马来腈与不同的三价磷试剂p c i 3 ，m e 2 n p c i 2 ，( m e j 2 n ) 2 p c i ，( m e 2 n ) 3 p ， 或( 比n ) ，p 等环合，可得含双键的二氮磷杂环1 4 和1 5 。在一定条件下1 4 、1 5 可 进一步与m e 2 n h 或e t 2 n h 作用而得1 6 州。 n 硝n 忒p n hr l r = h rl = c l ；r r i = b o n d n n 茂鼍p 纛2 1 6 张景龄等【5 0 , 5 1 1 利用p ( n r 2 ) ，( r = m e ，e t ，p r , b u ) 与中间体1 7 ，1 8 的环缩合反应成 功得到一类含磷稠杂环化合物1 9 ，2 0 。 匀骥 c 龠8 丫- - v p 、n r 2 r = t h e s a m e ，r 1 = p h ，p ( n e t 2 ) 2 p - , r 2 l n 、a c 2 0 r - - a k y l ；r i = m e ，p h ；r 2 = m e ，h 磷酰二胺或三胺类化合物2 1 与p ( n r l 2 ) 3 在高温干馏情况下可得一类四元二氮 二磷杂环化合物| s z , s 3 1 。 锺0 戚) ：+ p ( n r l 2 ) ，+ + 2 1 r = n h m e ；碚= m e ：x = s ；r 1 = m e ，e t 1 0 乎肚 匦n 严紫 一 一 盘小 南开大学博士研究生毕业( 学位) 论文 脲类化合物与p ( n r 9 ，在高温条件下反应，同样可得四元磷杂环化合物2 2 1 5 4 1 类似条件下，磺酰二胺与之关环也可顺利得到四元环产物2 3 t 5 5 1 。 r 2 p h n 瓯 li p nr l r = m e ，e t ，1 e r ，b u ；r l = p h , 4 - t o 叽c h 2p h , c h m 。2 ，c 6 h 4 0 e t - 4 n x 错7 p n 1 2 x ：c 。，r ：m e ；x ：p h p 。，s 。2 ；r ；p h r 。 2 与含双羟基化合物反应合成0 p 0 型磷杂环 1 9 8 3 年，n i f a n t e v , e e 等m 1 利用p ( n r 2 ) ，成功实现了氧代呋喃糖及氧代吡喃糖 的磷酰化，分别得到含立体异构体的产物2 4 、2 5 、2 6 ，以及副产物2 7 。 。茂 i 、 o 呻一n b t 2 2 5 m e m e 0 n e t 2 r = m e ，p h c h 2 2 62 7 1 9 7 7 年，p r e d v o d i t e l e v , d a m l 等报道了甘油同p ( n r 2 ) 3 的磷酰化反应，合成了 一类磷脂化合物2 8 ，进一步被n o 氧化得磷酸酯。 孙c h 2 。l 州旺 广，o 直墅盔堂竖主堑塞生望些! 堂垡! 垦壅 2 , 3 一二羟基喹喔啉同p ( n r 2 ) 3 的环磷酰化反应，可高收率地得到稠杂环2 9 1 5 8 1 。 1 9 9 2 年，s e t z e r , w i l l i a m ，n 等【5 9 1 通过1 , 2 邻苯二甲醇及5 - 降冰片二烯- 夕h ，外一 2 ，3 一二甲醇的环磷酰化合成了苯并磷杂环3 0 及降冰片烯并磷杂环3 1 ，并通过x 一单 晶衍射详细研究了这两类化合物的结构，认为七员磷杂环主要以椅式构象存在。 哎x：二x m ： 3 03 l 双( 2 羟基- 1 - 萘基) 甲烷同p ( n r 2 ) ，反应产物3 2 的晶体和分子结构得到研究 作者认为n e t 2 基团处于平伏位置为优势构象【6 0 l 。 3 2 d a n i l o v a ，o i 等1 对化合物3 2 的衍生物3 3 进行了构象分析，认为3 3 中存在 2 个船式构象异构体的平衡。 妒畏_ o r - m e 2 n ，n ，p h o ；x _ - ，o ，s 3 3 l 一阿拉伯糖同p ( n r ：) ，( 1 ：2 ) 在无水二嚼烷存在8 0 - 1 0 0 c 条件下，可得双环磷 酰化的吡喃糖苷3 4 ，d 木糖则给出3 5 “】。 1 2 b沪人n o 、，o ， n n 2 南开大学博士研究生毕业( 学位) 论文 a 羟基酮与p ( n r 2 ) ；在适当条件下反应，同样可得到含o p o 结构的五员磷杂 环3 6 6 ”。 3 7 。 9 u 9 喊中娜飘孙 张礼和等i 州利用不同的三价磷试剂，如p ( n r 2 ) ，实现了腺苷的环磷酰化而得 3 7 r - - n e t 2 ，o m c ，s e t ；t s - - - t o 刚 3 与含氨( 胺) 基羟基化合物反应合成含0 - p - n 结构的磷杂环 邻氨基酚与p ( n e t 2 ) ，关环产物3 8 ，可进一步与丙烯腈发生加成反应，生成二 聚体3 9 | 6 s l 。 h n 3 8i 净e t 3 9 南开大学博士研究生毕业( 学位) 论文 含双官能基的吡唑啉衍生物同样可与p ( n e t ：) ，发生关环反应，得到一类吡唑并 磷杂环已烷化合物4 0 t “。 簟7 d ) n n 瞅f u m i z r a k h ，l i t 6 7 利用 a c n h c h 2 c h c o h 2 作起始原料，在冰醋酸作介质的条 件下，合成了含双环的对称分子4 1 。 厂弋厂_ 、 删、篇e tn p n # e tn ， ， 4 1 乙醇胺及乙酰肼类化合物同p ( n e h ) ，反应，同样可得到含o p - n 结构五元磷 杂环4 2 、4 3 、4 4 1 6 s l 。 p u d o v i k ，m a 等通过如下反应合成了含磷酰基的磷杂环化合物。 h o ( c h 2 ) n n h p ( o ) r ( o 硭) + r p ( n h 斗0 之r p - o ) r t o ( c 助n r = n 呸，o e t , o p h , 耻r i = o 耻o c h m e 2 ，m e ；r 2 = e lc h m e 2 ；r e = 2 ，3 4 p ( n r , ) ，与其它双官能基底物的反应 邻甲氨基苯硫酚与p o q r 9 ，反应，可高收率地合成出含n - p - s 结构的苯并磷杂 环4 5 t 7 “。 1 4 册 pz尸。钳 r _ 萋zo钙 ， 、 n i 心 铊 堕互盔堂坚主塑塞圭堡些! 兰焦! 丝塞 r 贮m e 2 n ，8 2 ；r _ 刚，9 3 4 5 i 冲( n e t 2 ) 2 同h o c m e 2 c h ：a c 反应表现出双亲性质，产物为含o p c 结构的五 元磷杂环4 6 1 7 “。 c h & h 其m 。eh + r p ( n e t 2 ) 2 m e r = f - k ) ，e t 2 n4 6 5 p ( n r 矗。与多官能基底物的反应 t e r e n t e v a , s a 等i 2 1 研究了多官能基底物4 7 与p f n e h ) ，的反应，合成了含磷 稠杂环4 8 ，4 8 在羧酸存在下转化为4 9 。 型啦婪 一r i 4 9 r i h ，m e ；r = m e ，p h , c f 3 ，c h 2 = c m e 1 , 2 ，4 - 丁三醇与p e t 2 ) 3 在1 0 0 c 条件下反应，可得双环化合物5 0 ，进一步与 双氧水及含环己胺的苯溶液作用得开环产物5 1t ”t 。 8 潍 5 05 1 b ：环己胺 一 r b 甜 p h + 吖h 钉 南开大学博士研究生毕业( 学位) 论文 甲苯回流条件下合成了并环化合物5 2 。 h x ( c h 2 c h 2 s h ) 2 + p ( n e t ，2 ) 3 粉 x f 2 p ，n ；x = p 5 2 总之，p ( n e t 2 ) ，在磷杂环合成中占有重要地位，其使用方便，产物单纯，收率 高，具有许多其它三价磷试剂不具备的优点。 1 4 l a w e s s o n 试剂在磷杂环合成中的应用 l a w e s s o n 试剂2 ，4 - 双( 对甲氧基苯基) - i ，3 - 二硫2 ，4 二磷杂环t 烷2 ，4 二硫化 物( 5 3 ) 及其类似物( 5 4 ) 是一类用途广泛的硫化试剂m ，”1 。1 9 9 2 年文献报导了l r 的 晶体结构，属单斜晶系，空间群p 2 其中a = 1 1 5 6 5 ( 9 ) ，b = 7 1 6 4 ( 3 ) ，c = 1 0 8 8 ( 9 ) a ，1 3 = 9 7 6 5 ( 2 ) 。，z = 2 ，r = 0 0 4 3 0 t 7 ”。 悯钟麓卜m e r - - 秒p 沁$ t r 5 35 4 p 蝎 c h 3 s 一 1 9 7 8 年，l a w e s s o n 及其合作者首先将l r 引入有机合成并系统研究了其作为 硫化试剂的可能性，发现该试剂具有易于制备1 7 3 7 9 1 ，使用方便，安全，反应性能好， 反应收率高( 几乎定量) ，产物易分离等优点，能使许多羰基化合物硫化。从此，l r 在有机合成中得到了广泛应用。如用于合成硫代硐、硫代酰胺、硫代及二硫代酸 酯、硫代肽、硫代环烷烃以及大环硫代酯等。其中有些化合物往往是其他方法难 以制得的，尤其是近年来，l r 试剂在磷杂环化合物的合成| s o , 8 1 8 2 1 及其它含硫杂环 化合物的合成方面1 8 3 , 8 4 1 发展非常迅速。其中有些磷杂环化合物具有很好的生物活性 1 8 5 1 。国外一些著名的化学公司( 如a l d r i c h 公司) 已将其商品化，从而使它逐步成 为有机化学家手中强有力的合成工具。 1 6 南开大学博士研究生毕业( 学位) 论文 l r 可以按如下四种方式参与化学反应：( 1 ) 在含氧官能基中，氧被硫取代， 即发生氧硫交换反应；( 2 ) 在底物官能基作用下，生成对甲氧苯基二硫代膦酸衍生 物，随后再进行各种分子内或分子间反应：( 3 ) l r 以单体形式与底物中的不饱和键 加成反应；( 4 ) l r 以单体形式插入底物的不稳定键中【8 6 8 ”。反应完毕后，反应( 1 ) 中 除了底物官能基中的氧被硫交换以外，一般l r 不参与产物的组成，而反应( 2 ) 、( 3 ) 、 ( 4 ) q bl r 直接参与了产物的组成，可形成许多含磷、硫的杂环化合物。 下面按底物的类型讨论l r 在合成有机磷杂环化合物中的应用。 1 与a ，8 不饱和酮反应 l r 与环状不饱和酮反应，结果发生羰基的氧硫交换反应 8 8 j 。 融尉一热ri 础料从尉鸟僻义八础 5 5 a c l r 与非环状芳香族c t ，b 不饱和酮反应，产物的形成取决予反应条件。查尔酮 ( 5 6 ) 与l r 反应生成相应硫酮的二聚体( 5 7 ) 1 。 p 矿认- 烈肘 a a r = c 6 h s ；ba r = p - c h 3 0 c 6 h 4 ；c a r = p - c i c 6 h 4 ( 5 6 ) 与过量的l r 以二甲苯作溶剂1 4 0 下回流反应，则给出磷杂环产物5 8 a - c 8 9 1 ；若以乙腈为溶剂室温下反应则生成1 , 4 加成产物瞰1 。反应由l r 以内盐( y l i d e ) 中亲核性硫对双键的1 , 4 加成( m i c h a e l 加成) 开始。 南开大学博士研究生毕业( 学位) 论文 p m一掣菏lene1 4 0 ， 0 c l c p r 孙击 一拦战 l a w e s s o nc ta f ”】企图选择性地硫化多宫能基体系，结果只低收率地分离得磷 杂环产物。 r r - h r x = o ：x = s 2 与a ，b - 不饱和酰胺反应 l r 与q ，b 不饱和酰胺反应，一般情况下发生氧硫交换反应得到相应的硫代 酰胺 9 1 7 8 1 ，与不稳定内酰胺反应则发生插入反应【9 2 l ：还可以进行1 , 4 共轭加成反应 7 8 , 9 1 1 。例如丙烯酰胺及丁烯酰胺5 9 a c 同l r 在h m p a 中反应给出磷杂环产物6 0 a - c ，提高温度继续同l r 作用则可转化为6 1 a - c 。 为心k 算十滞心0 如十 6 l a - c 另外，l r 与n ( 乙氧羰基烯基) 酰胺反应则生成含硫杂环产物 9 4 ”1 。 3 与含有活泼氢的羰基化合物反应 3 1 与o 羰基和a 胺基酮的反应 1 8 p 油 南开大学博士研究生毕业( 学位) 论文 羰基和n 一胺基酮6 2 a , c 与l r 反应，形成氧硫磷杂环戊烯6 3 a ，c ：6 2 b 与l r 反应后产物为6 4 b 。反应收率仅为1 0 3 5 。 r c o 午职迅 x h 6 2 a - c 肿臂嗽印屿 ，0 妒, , s 6 4 b 6 2 a ：r = p h ，x = 0 ；6 2 b ：r = n - p r ，x = o ；6 2 c ：r = p h ，x = n p h 3 2 与3 氧代酰胺及3 - 氯代腈反应 3 氧代酰胺( 6 5 ) 及3 - 氧代腈( 6 6 ) 与l r 反应，结果以高收率得到4 h 1 ，3 ，2 - 氧氮 磷杂环己烯6 7 t “i 。 趣一矗c 。n h 2 山 6 5 r - - 口c - - c f h c n 丛 g + 6 6 r = m e ，p h ；r = h ，p h 3 3 与邻羟基，邻氨基苯甲酸衍生物反应i 7 。 l r 与邻羟基苯甲酸i 醮d ( 6 8 ) 、邻氨基苯甲酸( 6 9 ) 及邻氨基苯甲酰胺( 7 0 ) 反应分别 生成相应的磷杂环化合物( 7 1 ) 、( 7 2 ) 和( 7 3 ) ”j 0 0 。 啐r 一蝴巡 1 9 鑫皿叠 8 7 1 w 蛳 堕墅盔兰竖主鲤塞竺望些! 堂垡! 堡皇 铽兰一德 6 9 _ + 屿 7 0 类似的反应还有7 4 与l r 作用形成磷杂环化合物【9 8 1 。 0 2 e t n h r s h k 0 聪险。m 。 m p 裂举少0 m 。 7 4 r = h ，b z 3 4 与酰肼反应 非环酰肼很易与l r 作用除得到氧硫交换产物外，还给出磷杂环化合物( 7 5 ) ； 环状酰肼( 7 6 ) 与l r 反应仅分离出氧硫交换产物( 7 7 ) ；而( 7 8 ) 与l r 在8 0 ( 2 下反应3 小时，则分离得至u ( 7 9 ) t 川i 。 p g - n h n h p h 皿；9 , 一s 嵩s 涂穴- 厂x 。c 屿+ r _ h ，m e ，p ，b u t p ￥m n 。hv 村：n p h 嶙b 止弋1 s r c n h n h p h 7 6 x = 0 ：2 7 x = s7 8 7 9 2 n ，n - 二酰肼与l r 反应生成l ，3 ，4 - 噻二唑及1 , 3 ，4 噻二唑硫酮：n 一乙酰基- n 一 乙氧羰基肼( 8 0 ) 与l r 反应得到2 ，3 - 二氢- 1 ，3 ，4 ，2 硫二氮磷杂环戊烯( 8 1 ) m ”。 瓯矿 塑翌丕堂堕圭堑塞生望些! 堂垡! 堡皇 m e c o n h 。n h c o o e t 埯o c h 。 8 0 “、” ( ) 卜， 3 5 与2 - 氮杂- 1 ，4 二酮反应 l r 与取代的2 - 氮杂- 1 ，4 二酮8 2 反应制得2 , 5 二芳基的囔唑化合物8 3 0 0 3 。 一。即娜马。毗。h 。父 l 净p h ，p - t o l y l ，3 , 4 - x y l y l ，m e s i t y l 3 6 与脲的衍生物反应| 1 0 4 i l r - q 脲类衍生物反应，其产物取决于脲的结构。 r c o n r ：然- r c s n r l r = n 码，p h s 9 6 9 7 r i = m e ，c h m e e t 奠匙 。飘一飙 r 车p h c h 2 0 p h 6 7 - 7 3 ( 螬n h ) 2 c o _ 工& + ( i 霹n h ) 2 c s r j = c y c l o h e x y l i 4 与含有两个活泼氢官能基( 0 h ，s h , n h 2 ) 化合物的反应 4 1 与邻二羟基化合物反应 一般地，单羟基醇在甲苯中与l r 回流可得相应的硫醇呷5 1 ；l r 与羧酸反应给 出二硫代膦酸r c 0 2 p ( s ) ( s h ) c 6 h 4 c 0 2 m e - p 1 。 2 1 童茎盔兰竖主堑塞圭望些! 堂垡! 造塞 邻二酚的衍生物8 4 在甲苯中与l r 回流反应形成苯并1 ，3 ，2 二氧磷杂环8 5 0 0 7 1 。 磨( ：- q a ：r ? h ；b ：i p b j ；c ：r = c p h 3 4 2 与邻羟基胺反应i ”8 i l r 与邻氨基酚8 6 及邻氨基醇8 7 在二甲苯中回流反应用于含o 、n 、p 杂环 的合成。 h n 哥c 屿 o 斧苛虹c 心 h 2 c - - o h嘶一d h s c 印印h 意高产 5 其他反应 5 1l r 与肟反应 醛( 酮) 肟与l r 反应得到的产物是一类潜在的杀虫剂和杀螨剂，因而引起人们 广泛的研究兴趣。但不同的肟与l r 反应得到类型完全不同的产物，有时反应温度 对产物的形成亦有影响。例如，室温下脂肪酮肟中的肟羟基可与l r 发生加成反应 得到中间体8 8 ，可被碘甲烷捕获“。 p 南开大学博士研究生毕业( 学位) 论文 孵n - o h 一2 5 0 c f。ir 2 苔s 型n o 毒一s m e 癣“。孬 8 8 芳醛肟8 9 先与l r 加成，接着分子内消除一分子氯化氢后得磷杂环化合物9 0 。 1 砩卅伽寺l 诊p c ll 臼 二芳基酮肟在等摩尔l r 作用下，首先发生b e c k m a r m 重排得酰胺9 1 ，9 1 再 与l r 发生氧硫交换反应而得到硫代酰胺9 2 。 h 马眦篇胁马觚? h 苄基酮肟与l r 反应得氮硫磷杂环化合物。 n 佣乌 h 2 c与 h o m e 苯乙酮肟9 3 在苯中与l