Pd(Ⅱ)催化的芳基次膦酸衍生物C—H键活化芳基化反应及衍生化反应.pdf

第 3 1 卷 第 1 1 期 2 0 1 4年 1 1月 应 用 化 学 C HI N E S E J OU RNAL OF A P P L I E D CHE MI S T RY Vo 1 31 I s s 1 l NO V 2 01 4 P d 催化 的芳基次膦酸衍 生物 C H键 活化芳基化反应及 衍生化反应 关 静 吴国杰 韩福社 中国科学院长春应用化学研究所长春 1 3 0 0 2 2 中国科学院大学北京 1 0 0 8 6 4 东北师范大学化学系长春 1 3 0 0 2 4 摘要通过对钯催化的不同次膦酸衍生物芳基偶联反应的深入探索 发现在P d O A c 作催化剂 A g C O 作氧化剂 对苯醌 B Q 作添加剂的反应条件下 可以高效地实现芳基次膦酰胺邻位 c H键的直接芳基化 机理研究表明 芳基次膦酰胺邻位 c H键活化芳基偶联反应经历了 P d 0 到 P d 的催化循环 在对偶联产 物衍生化的研究过程中 发现芳基次膦酰胺化合物可以高效地转化为芳基次膦酸酯和芳基膦化氢 收率分别 为 9 8 和 8 2 因此 本文报道的实验结果可以为多芳基膦化合物的合成提供一个新的方法 关键词钯 c H键官能化 次膦酰胺 芳基化 衍生化 中图分类号 O 6 2 1 2 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 0 0 5 1 8 2 0 1 4 1 1 1 2 8 0 1 0 DOI 1 0 3 7 2 4 S P J 1 0 9 5 2 01 4 4 0 0 64 随着有机磷 膦 化合物的广泛应用 不同种类的合成方法也随之蓬勃发展起来 目前 c P键的 构建方法主要有有机金属试剂对X O P R 或 X P R 的亲核取代反应 l 4 过渡金属催化 的芳基 卤代物与 H O P R 或HP R 的交叉偶联反应 以及金属 A g 或 Mn促进 的 自由基反应 芳香膦化合物也可 以通过 C H键直接官能化形成 C P键来获得 对于复杂有机磷 膦 化合物可 以通过简单的有 机磷 膦 化合物 c H键直接官能团化来制备 2 0 1 3年 新加坡的K i m小组 报道了在过渡金属 P d 催化作用下磷酸酯邻位 c H键与A r 2 I O T f 进行的芳基化反应和磷 膦 酸单酯邻位 c H键与带有吸电 子 基 的 末 端 烯 烃 的 偶 联 反 应 L e e l 2 副 和Mi u r a 2 9 小 组 分 别 报 道 了 在 C p R h C 1 和 cp R h Me C N S b F 的催化作用下芳基次膦酸单酯与炔烃 的氧化偶联 同年 Lee 3 叫又报道了在 C p R h C I 催化作用下 丙烯酸甲酯或炔烃与 次 膦酰胺 的 c H键活化 c N键 c c 键形成 的 关环反应 最近 我们小组 报道了在 P d O A c 催化下次膦酰胺邻位 C H键与芳基硼酸的偶联反应 的初步结果 本文将对该研究过程中所得到的一些其它结果进行详细的总结和讨论 1 实验部分 1 1 仪器和试剂 A V 3 0 0 4 0 0和 6 0 0型核磁共振仪 德 国 B r u k e r 公 司 T M S为 内标 C D C 1 3 D M S O d 6 或 C D 3 C O C D 3 为溶剂 U h i ma 7 0 T型傅里 叶变换离 子 回旋共 振质谱 仪 美 国 I o n S p e c 公 司 反应用 薄层 色谱法 T L C 跟踪 紫外灯 2 5 4 n m 检测 产物用柱层析 硅胶 5 4 7 5 m 上海上邦有限公司 分离 纯化 二 甲基 甲酰胺 D MF 在 7 0 与氢化钙共热 2 4 h 减压蒸出 1 2 实验方法 芳基次膦酰胺 C H键 活化芳基偶联 反应 在 3 0 mL反应管 中加人 二苯基次膦 酰胺 l a 9 6 m g 0 2 5 m m o 1 芳 基 硼 酸 0 5 m mo 1 A g 2 C O 3 1 0 3 4 m g 0 3 7 5 m mo 1 C s F 3 8 mg 0 2 5 mm o 1 P d O A c 2 5 6 mg 0 0 2 5 m mo 1 对苯醌 B Q 2 7 n a g 0 0 2 5 m m o 1 反应管用 N 置换 3次后 加入干 2 0 1 4 0 3 0 6收稿 2 0 1 4 0 4 2 1 修 回 2 0 1 4 05 05接受 通讯联 系人 韩福社 研究员 T e l F a x 0 4 3 1 8 5 2 6 2 9 3 6 E m a il f s h a n ci a e 8 c e n 研 究方 向 有机反应方法 天然产物和药物合 成 第 1 1 期 关静等 P d 催化的芳基次膦酸衍生物 c H键活化芳基化反应及衍生化反应 1 2 8 1 燥 的 D MF 3 m L 4 0 搅拌 1 2 h 反应结束后用 E t O A e稀释 通过硅藻土过滤 滤液用饱和N H C I 洗 涤 E t O A c 萃取两次 合并有机相 有机相用H 0 洗 3 次 饱和N a C 1 洗涤 1 次 无水N a s O 干燥后浓缩并 经硅胶柱色谱纯化 得到偶联产物 环钯活性中间体 2的制备 在 3 0 m L反应管 中加入P d O A c 2 2 5 m g 0 1 m m o 化合物 l a 3 8 3 m g 0 1 m m o 1 和干燥的D M F 3 m L 在 4 0 下搅拌 1 2 h 体系由砖红色透明溶液变为黄绿色 悬浊液 过滤得灰绿色固体粉末 二氯甲烷洗涤滤饼 真空干燥 收率 6 4 H N M R 4 0 0 M H z D M S O d 6 6 8 1 6 d d J 9 8 4 8 H z 2 r I 7 9 5 S 1 H 7 6 6 d J 7 5 H z 1 H 7 4 5 d J 1 8 H z 2 H 7 O 9 t J 7 5 Hz 1 H 7 0 3 d t J 1 0 6 5 4 H z 1 H 6 9 9 6 9 1 i n 1 H 2 8 9 S 3 H 2 7 3 S 3 H C N MR 1 0 0 MH z D MS O d 6 6 1 6 2 6 1 1 4 7 5 1 1 4 6 0 3 1 4 0 5 8 d J 1 8 3 H z 1 3 8 9 9 1 3 7 8 6 1 3 2 2 1 d J 1 3 0 H z 1 3 1 6 9 d J 8 6 H z 1 3 0 0 6 d J 6 5 2 Hz 1 2 9 5 1 d J 1 7 1 H z 1 2 8 1 0 d J 1 1 2 Hz 1 2 5 2 5 d J 1 2 9 H z 3 6 0 7 3 1 0 7 P N MR 1 6 2 MH z D MS O d 6 6 3 6 7 8 芳基次膦酰胺的酯化反应 在 5 mL反应管 中加入化合物 3 a 1 1 8 m g 0 2 5 mm o 1 和 Me O H 1 m L 室温搅拌至化合物 3 a 溶解后 滴加 T f O H 4 4 0 5 mm o 1 用聚四氟乙烯旋塞将反应管封闭 6 0 搅 拌4 h T L C跟踪显示化合物 3 a 转化完全 冷却至室温 E t O A c 稀释反应体系 缓慢加入 2 m o l L N a O H 水溶液 中和 剧烈搅拌至有机相 p H 7 转移至分液漏斗进行分液 E t O A e 萃取 合并有机相 饱和 N a C 1 洗涤 N a 2 s O 干燥 旋 转蒸发 除去溶 剂后得 到 白色 固体 4 7 9 m g 收率为 9 8 H N MR 3 0 0 MH z C D C 1 3 6 8 0 6 d J 1 2 8 Hz 1 H 7 8 7 d d J 1 1 7 7 5 H z 2 H 7 7 5 d J 8 2 H z 2 H 7 5 2 d d J 1 2 4 7 7 H z 6 H 7 2 7 d J 6 0 H z 2 H 3 8 2 d J 1 1 1 H z 3 H 2 4 1 S 3 H C N MR 1 5 0 M Hz C D C 1 3 1 4 6 1 5 d J 1 1 8 Hz 1 3 7 2 6 d J 4 1 H z 1 3 6 4 4 1 3 2 6 0 d J 8 5 H z 1 3 1 6 2 1 3 1 3 6 1 3 1 1 8 d J 1 0 5 Hz 1 3 0 9 8 1 3 0 9 3 1 3 0 7 2 1 3 0 1 6 1 2 9 2 6 1 2 9 0 8 1 2 7 5 4 1 2 7 3 6 d J 1 3 4 H z 1 2 6 1 8 d J 1 2 2 H z 5 0 4 8 d J 5 6 H z 2 0 7 4 3 1 P N MR 1 6 2 MH z C D C 1 3 3 3 0 4 E S I M S m z 3 2 3 1 M H 芳基次膦酰胺的还原反应 向3 0 m L反应管中加入次膦酰胺 5 a 1 4 0 m g 0 2 5 m m o 1 体系置换 N 3次 加入脱水 的 T H F 1 5 mL 和 甲苯 1 5 mE E t N 3 4 8 I x L 2 5 m m o 1 缓慢加入H S iC I 0 8 m L 室温搅拌 1 0 ra in后 用聚四氟乙烯旋塞将反应管封闭 在 1 0 0 cI 下搅拌 4 h 冷却至室温 E t O A e稀释 缓慢滴加 2 mo l L N a O H水溶液中和 剧烈搅拌至有机相 p H 7 转移至分液漏 斗进行分液 E t O A c 萃 取 合并有机相 饱和 N a C 1 洗涤 N a s 0 干燥 浓缩并经硅胶柱色谱纯化 得到 6 7 5 3 m g 还原产物 收 率 8 2 H N MR 6 0 0 MH z A ce t o n e d 6 6 7 4 2 t J 7 6 H z 1 H 7 2 4 d J 2 2 H z 1 H 7 2 2 d J 2 2 H z 1 H 7 1 7 7 0 9 I n 9 H 7 0 l t J 7 5 H z 2 H 6 7 9 t J 7 3 Hz 2 H 4 9 1 d J 2 2 5 7 H z 1 H 2 3 4 S 6 H C N MR 1 0 0 MH z A ce t o n e d 6 1 4 7 7 9 d J 9 8 Hz 1 4 0 0 8 1 3 6 6 9 1 3 3 8 8 d J 1 7 7 H z 1 2 9 8 8 1 2 9 4 6 1 2 9 0 6 1 2 8 6 3 1 2 8 5 4 1 2 7 9 4 1 2 7 7 2 1 2 7 5 6 d J 6 4 H z 2 0 2 4 P N MR 1 6 2 MH z A ce t o n e d 6 一 6 1 5 1 2 结果 与讨论 2 1 P d催化的二苯基次膦酸 酯 与卤代芳烃的交叉偶联反应 首先 尝试 了二苯基次膦酸与卤代芳烃的偶联反应 韩立彪小组 3 曾报道 了二苯基次膦酸 7能够 与e d O A e 发生 c H键活化生成环钯配合物 8 S ch e m e 1 证明次膦酸基 团是一类有效的 c H键 活化导向官能团 根据这一结果作者尝试了二苯基次膦酸与卤代芳烃的偶联反应 但未得到期望的二 苯基次膦酸邻位 c H键活化芳基偶联的产物 可能是由于生成的环钯配合物比较稳定 官能团化反应 难以发生 于是选择二苯基次膦酸甲酯 9作为反应底物 在P d O A e 作为催化剂 A g C O 作为氧化剂 的条件下反应 1 2 h 体系中有4 的目标化合物4 生成 大部分对碘甲苯 1 0转化为自 偶联产物 1 1 对甲 基苯乙酸 1 2及其衍生物 1 3 S ch e m e 2 其中 对 甲基苯乙酸 1 2是溶剂 A cO H发生 C s p H键活化 应 用 化 学 第 3 1 卷 与对碘甲苯 1 0的偶联产物 能够捕捉到的另外一个化合物 1 3是对 甲基苯 乙酸的羧基导向的 C H 活化芳基偶联产物 为了尽量避免副反应的发生 将 A cO H降为 0 8 8 m m o l 与 2 5 m m o l 对碘甲苯在 1 0 0 条件下进行无溶剂反应 此时收率提高到5 2 表 1 E n t r y 3 但遗憾的是 经过大量的条件优化 均没能使反应收率有明显提高 对二苯基次膦酸甲酯9与溴代芳烃和芳基硼酸等化合物在碱性条件下 的交叉偶联进行 了考察 反应没有相应 的产物生成 P h P O O H P d O Ac T HF 6 0 C P o 7 8 S ch e m e 1 D ir e ct o r t h o C H a ct i v a t io n o f p h e n y l p h o s p h in ic a cid P h 2 P 0 O H w i t h P d O A c 2 e l A l l OM e P d O A c 2 1 O mo l a r f r a ct io n Ag E C O3 O 3 8 mmo 1 AcO Hf 3 mL 1 0 0 C 1 2 h 4 M e M e M e l 1 HO o M e 1 2 HO 0 M e 1 3 S ch e me 2 Pa l l a d iu m ca t a l y z e d d ir e ct o r t h o C H a ct iv a t io n of a r y l p h o s p h in a t e wit h 4 io d o t o l u e n e 表 1 钯催化的二苯基次膦 酸 甲酯与对碘 甲苯 C H 键活化 芳基偶联 反应 的条件优 化 Ta b l e 1 Op t imiz a t io n o f t h e r e a ct io n co n d it io n s f o r t h e p a l l a d iu m ca t a l y z e d co u p l in g o f 4 io do t ol ue ne a nd me t hy l d iphe n yl pho s p hin at e 9 OM e M e 1 0 P d OAc o x i d a n t a d d i t iv e s o l v e n t 1 0 0 C 4 M e M e a Re a ct i o n co n d it i o n s m e t h y l d i p h e y l p h o s p h i n a t e 9 0 2 5 m mo 1 ca t a l y s t 1 0 mo l a r f r a ct i o n o x i d a n t a d d i t i v e s o l v e n t 3 0 mL i0 0 2 4 h b is o l a t e d y ie l d ca l cu l a t e d b a s e d o n t h e r a t io o f4 a n d 9 in NMR c t h e r e a ct io n wa s r u n a t 1 2 0 2 2 P d催化的芳基次膦酰胺与芳基硼酸的交叉偶联反应 二苯基次膦酸甲酯 9 作为底物时反应收率较低的主要原因在于次膦酸酯基是一个弱导向基团 次膦酸酯基导向的c H键活化芳基偶联反应不容易进行 于是作者尝试了二苯基次膦酰胺衍生物 希望次膦酰胺对过渡金属 P d 有较好的配合作用 分别将化合物 1 a 1 d作为反应底物 与对甲氧基苯 硼酸频哪醇酯 0 5 m m o 1 催化 剂P d O A c 1 0 摩 尔分数 添加 剂 B Q 1 0 摩 尔分数 氧化剂 A g 2 C O 3 0 5 mm o 1 和碱 K 2 H P O 4 0 2 5 m mo 1 D MF 3 m L 在 1 2 0 o C N 2气条 件下 一 同搅 拌 1 2 h 第 1 1期 关静等 P d 催化的芳基次膦酸衍生物 c H键活化芳基化反应及衍生化反应 1 2 8 3 S ch e me 3 实验结果表 明 化合物 1 a的反应活性较高 可得到单芳基化产物 3 b和双芳基化产物 5 b 其它 N上带有给电子基团的次膦酰胺 1 b 1 d 均没有发生反应 这可能是因为五氟苯胺的 N H具有 较强的酸性 在体系中生成氮负离子 增加了底物的反应活性 在温度较高 氧化剂过量的条件下 化合 物 1 a与对 甲氧基苯硼酸频哪醇酯发生反应 除 目标产物 3 b 5 b之外还生成 了副产物化合物 1 5 如果减 少氧化剂 的用量可以避免化合物 1 5的生成 但反应仍然需要 比较高的温度才能进行 OM e OH l c RI Et Et l d Rl Me Me O 1 4 3 b mo n o a r y l a t e d 5 b d i a r y l a t e d 1 5 S ch e me 3 P a l l a d iu m ca t a l y z e d d ir e ct o ah o C H a ct iv a t io n o f a r y l p h o s p h in a mid e w it h a r y l b o r o n a t e 换用反应活性较高的对 甲基苯硼酸 反应的温度可 以降低 到 4 0 在此温度下 对反应所用的碱 的种类和用量进行了筛选 实验结果表明 以0 5 m m o 的 C s F K P O K F和N a C O 作碱时均可以获得 较高的收率 表 2 E n t r y 1 2 5 6 其中C s F不仅收率略高而且相对于K P 0 单芳基化产物与双芳基化 产物的选择性也有所提高 表 2 E n t r y 1 2 芳基硼酸酯作为偶联试剂时适用的K H P O 由于碱性较弱 在芳基硼酸作为偶联试剂时不再适用 体系中没有 目标产物生成 表 2 E n t r y 3 我们也考察了有机碱 对反应 的影响 结果发现 反应在E t N 存在下反应不能发生 表 2 E n t ry 1 1 在确定了 C s F为最佳碱后 对氧化剂进行了优化 发现A g C O 和 A g O A c 作为氧化剂收率分别是 7 7 和 1 9 而其它的银盐和铜盐 均不能使反应顺利进行 表 2 E n t ry 1 1 2 2 2 表 2 P d OA c 催化 的二苯基次膦酰胺邻位 芳基偶联 反应 中碱和氧化剂的优化 T a b l e 2 Op t i miz a ti o n o f b a s e a n d o x i d a n t in P d OA c 2 ca t a l y z e d o r t h o a r y l a t io n o f d ip h e n y l p h o s p h in a mid e M e P d O A t 2 1 O mo l a r f r a ct i o n B Q 1 0 m o l a r f r a ct io n o x id a n t b a s e H5 M e 3 a mo n o a r y l a t e d 5 a d i a r y l a t e d C o n t in u e d O n n e x t pa g e 1 2 8 4 应 用 化 学 第 3 1 卷 a R e a ct i o n co n d i t i o n s l a 0 2 5 m m o 1 1 6 a 0 5 m mo 1 o x i d a n t 0 3 8 o r 0 7 5 mm o 1 b a s e P d O A c 2 1 0 m o l a r f r a ct i o n B Q 1 0 m o l a r f r a ct i o n u n d e r n itr o g e n i n D MF 3 m E a t 4 0 f o r 1 2 h b is o l a t e d y i e l d 在筛选 出适宜 的碱 和氧 化剂 之后 考 察 了催化 剂和 添加 剂对 反应 的影 响 结果 表 明 P d C 1 和 P d T F A 作为催化剂时收率都很低 表 3 E n t r y 2 3 因此继续沿用P d O A c 作为反应的催化剂 对 于添加剂的筛选 尝试 了 B Q的类似物 2 3 一 二氯 5 6 二氰基一 1 4 一 苯醌 D D Q 和四氯苯醌 结果表 明 反 应都不能进行 表3 E n t r y 6 7 若增加 B Q的用量 尽管选择性有所提高 但是收率会有所降低 表3 E n t r y 4 5 最终将反应条件确定为二苯基次膦胺 0 2 5 m mo 1 和芳基硼酸 0 5 m m o 1 反应 P d O A c 1 0 摩 尔分 数 为 催 化 剂 B Q 1 0 摩 尔 分 数 为 添 加 剂 A g cO 0 3 8 m mo 1 为 氧 化 剂 C s F 0 2 5 m m o 1 为碱 D M F 3 0 mL 为溶剂 N 气氛围下 4 0 下搅拌 1 2 h 表3 二苯基次膦酰胺与芳基硼酸偶联反应中催化剂与添加剂的优化 T a b l e 3 Op t i miz a t io n o f ca t a l y s t a n d a d d it iv e in o r t h o a r y l a t io n o f d ip h e n y l p h o s p h in a mid e M e o P NHC 6H5 M e 1 6 a ca t a l y s t 1 0 mo l a r f r a ct io n a d d it iv e Ag z CO O 3 8 mmo 1 Cs F f 0 2 5 mmo 1 DMF 4 0 C 1 2 h H5 M e 3 a mo n o a r y l a t e d 5 a d i a r y 1 a t e d a Re a ct i o n co n d i t i o n s l a 0 2 5 mm o 1 1 6 a 0 5 mm o 1 A g 2 C O 3 0 3 8 m m o 1 C s F O 2 5 mm o 1 ca t a l y s t 1 0 mo l ar f r a ct i o n a d d i t i v e u n d e r n i t r o g e n i n D MF 3 mL a t 4 0 f o r 1 2 h 6 i s o l a t e d y i e l d 在优化条件下 考察了该方法的底物适用性 该方法对不同的五氟苯基芳基次膦酰胺和多种不同取 代基修饰 的芳基硼酸均具有 良好的适用性 S ch e m e 4 1 4 从这些反应结果中发现该反应生成 了较多的二次偶联产物 5和 1 9 并且反应过程 中两次 C H键 活化均发生在 同一个苯环上 分析其原因可能是因为第一次偶联发生后产物的芳基体系增大 c H 键 的酸 陛增强 S ch e me 5 也就是说 c H 键 比 c H 键更容易被活化 这一推测也可以解释单芳基化 产物 3 a 和双芳基化产物5 a 的比例难以优化的问题 即使是很低的温度也不能抑制产物5 a的生成 但 是采用控制物料 比的方法可以得到单一的偶联产物 3 a 或 5 a 例如 当体系内加入0 5 mm o l Z 苯基次膦 第 l 1期 关静等 P d 催化的芳基次膦酸衍生物 c H键活化芳基化反应及衍生化反应 P h 一 P d 1 O m o l a r f r a ct io n B Q 1 0 mo l a r f r a ct i o n Cs F O 2 5 mmo 1 Ag 2 CO3 0 3 8 mmo 1 1 a 1 6 A r P m e yl p h e n yl p h e n yl P t Bu p h e ny l m me t h y l p h e n y l P me t h o x y ca r b o n y 1 p h e n y l P me t h o x y p h e n y l P b i p h e n y l P ch l o r o p h e n y l m ch l o r o p h e n yl P cy a n o ph e n y l p flu o r o p h e n yl 1 7 a RI me t h y l p he n y l R2 p M e 1 6 1 7 b Rl o me t h y l p h e n yl O me t h y l 1 7 c R1 p flu o r o p h e n yl R2 p F 1 7 d R1 Me H P h s 3 P d 1 0 mo l a r fra ct io n BQ 1 0 mo l a r f r a ct io n C s F 0 2 5 mmo 1 Ag 2 CO3 0 3 8 mmo 1 s 5 s 5 S ch e me 4 Ar y l a t i o n o f v a r i o u s p h o s p h i n a mi d e s wi t h a r y l b o r o n i c a ci d s 酰胺 1 a和 0 2 5 mm o l 对 甲基苯硼酸 1 6 a时 可以得到 5 3 的产物 3 a和痕量的产物 5 a 当体系内加人 0 2 5 mm o l 二苯基次膦酰胺 1 a 其它试剂和溶剂全部投 2倍量时 可 以得到 6 4 的产物 5 a 和痕量的产 物 3 a P d 5 mo l a r fra ct io n B Q r l O mo la r fr a ct i o n Cs F O 2 5 mmo 1 Ag 2 CO 3 0 3 8 mmo 1 DMF 3 mE 4 0 C 1 2 h P d f 2 O mo l a r f r a ct io n B Q 2 0 mo la r fr a ct io n C s F 0 5 m mo 1 A 岛cO 3 1 5 mmo 1 DMF 6mE 4 0 C 1 2 h M e H5 M e 3 a mo n o a r yl a t e d 5 3 5 a d i a r yl a t e d t r a ce M e 3 a mo n o a r y l a t e d t r a ce 5 a d i a r y l a t e d 6 4 S ch e me 5 Th e o p t imiz a t io n r e s u l t s o f t h e s e l e ct iv it y o f mo n o o r d i a r y l a t io n r e a ct io n 为 了加深对反应 的理解 我们对反应机理进行 了深入的研究 将等化学计 量的二苯基次膦酰胺 1 a 和P d O A c 加入到 D MF中 4 0 搅拌 2 4 h 体系 由砖红色透 明溶液转变成黄绿色悬浊液 过滤 洗涤 真空干燥后得到灰绿色 固体粉末 经过 H C和 P N MR并结合 x射线单晶衍射分析其结构为配合了 一 分子 D MF的环钯配合物 2 S ch e m e 6 这表明二苯基次膦酰胺 1 a与 P d O A c 能够在温和的条件下 发生 C H键 的活化反应 并且 环钯物种 2制备过程简单 稳定性好 可 以在空气 中长期放置 如果在 上述制备过程中加人 0 2 5 m m o B Q 其它条件不变的情况下所得到的化合物的结构 与化合物 2相同 表明在过渡金属 P d 对 C H键进行活化过程 中不需要 B Q的参与 另外 次膦酰胺环钯化合物 2的制 备过程 中也不需要碱 的参与 说明体系中的一 O A c 辅助 N H和 c H的两个质子的离去 推测原本与 P d 以紧密离子对形式存在的 一 O A c 攫取 了 N上的质子而与 P d 脱离 氮负离子与 P d 成键 在这 一 H H 第 1 1 期 关静等 P d 催化的芳基次膦酸衍生物 c H键活化芳基化反应及衍生化反应 1 2 8 7 3 结论 P dlJ Ag CO I P d B Q O Ph 一5 一 一 c 3 0 P h一3 一 NH c L d L Ar M e N M e H b a s e BQ 2 0 L D MF o r B Q S ch e me 8 Es t e r ifi ca t io n a n d r e d u ct io n o f p h o s p h in a mid e 我们发展了过渡金属 P d 催化 的芳基次膦酸衍生物的 c H键活化芳基偶联反应 其中 以二苯基 次膦酸甲酯为底物能够以中等的收率获得邻位 c H键活化芳基偶联产物 以芳基次膦酰胺为底物能 够在温和的条件下实现芳基 次膦酰胺邻位 c H键与芳基硼酸 的偶联反应 机理研究表明环钯化合 物 2 为反应活性中间体 并且该反应经历了 P d 到 P d 的循环历程 另外 对所得偶联产物 的进一步 衍生化进行了研究 发现次膦酰胺在酸性条件下能发生醇解反应 在还原条件下可以实现从二芳基次膦 酰胺到二芳基膦化氢的转化 本文报道 的合成方法为有机磷配体的设计合成 有机磷功能材料的多样 化以及含磷药物的结构衍生化均提供了一些新的思路 参考文献 1 J e u g h t S V D S t e v e n s C V D ir e ct P h o s p h o n y l a t io n o f A r o m a t i c A z a h e t e r o cy cl e s J C h e m R e v 2 0 0 9 1 0 9 6 2 6 7 2 27 0 2 2 B a il l i e C X ia o J C a t a l y t ic S y n t h e s i s o f P h o s p h i n e s a n d R e l a t e d C o m p o u n d s J C u r r O r g C h e m 2 0 0 3 7 5 4 7 7 5 1 4 3 T a p p e F M J T r e p o h l V T O e s t r e ich M T r a n s i t i o n Me t a l C a t a l y z e d c P C r o s s C o u p l in g R e a ct i o n s J S y n t h e s i s 2 0 1 0 1 8 3 0 3 7 3 0 6 2 4 D e m m e r C S K r o g s g a a r d L N B u n ch L R e v i e w o n Mo d e r n A d v a n ce s o f C h e mi ca l Me t h o d s f o r t h e I n t r o d u ct io n o f a P h o s p h o n i c A ci d G r o u p J C h e m R e v 2 0 1 1 1 1 1 1 2 7 9 8 1 8 0 0 6 5 K a l e k M J e z o w s k a M S t a w i n s k i J P r e p a r a t io n o f A r y l p h o s p h o n a t e s b y P al l a d i u m 0 一 C a t al y z e d C r o s s C o u p l in g i n t h e P r e s e n ce o f A ce t a t e A d d it iv e s S y n t h e t i c a n d Me ch ani s t i c S t u d i e s J A d v S y n t h C a t a l 2 0 0 9 3 5 1 1 8 3 2 0 7 3 2 1 6 6 A n d a l o u s s i M L in d h J S v ma r k e r J e t a 1 Mi cr o w a v e P r o m o t e d P a l l a d iu m I I 一 C a t a l y z e d C P B o n d F o r ma t i o n b y U s in g A r y l b o r o n i c A ci d s o r A r y h r i fl u o r o b o r a t e s J C h e m E u r J 2 0 0 9 1 5 4 7 1 3 0 6 9 1 3 0 7 4 7 D e a l E L P e t it C Mo n t ch a m p J L P al l a d i u m C a t a l y z e d C r o s s C o u p l i n g o f H P h o s p h i n a t e E s t e r s w i t h C h l o r o a r e n e s J O r g L e t t 2 0 1 1 1 3 1 2 3 2 7 0 3 2 7 3 8 R u m me h S M R a n o cch ia r i M v a n B o k h o v e n J A S y n t h e s i s o f Wa t e r S o l u b l e P h o s p h in e O x id e s b y P d C C a t a l y z e d P c C o u p l in g in Wa t e r J O r g L e t t 2 0 1 2 1 4 8 2 1 8 8 2 1 9 0 9 G e l ma n D J ia n g L B u ch w a l d S L C o p p e r C a t a l y z e d C P B o n d C o n s t r u ct i o n v i a D i r e ct C o u p l i n g o f S e co n d a r y P h o s p h i n e s a n d P h o s p h i t e s w i t h A ryl a n d V i n y l Ha l i d e s J O r g L e t t 2 0 0 3 5 1 3 2 3 1 5 2 3 1 8 1 0 V a n A l ie n D V e n k a t a r a man D C o p p e r C a t al y z e d S y n t h e s is o f U n s y m me t r i cal T r ia r y l p h o s p h in e s J J O r g C h e m 2 0 0 3 6 8 1 1 4 5 9 0 4 5 9 3 1 1 Z h u ang R X u J A C a i Z e t a 1 C o p p e r C a t a l y z e d c P B o n d C o n s t r u ct i o n v ia D ir e ct C o u p l i n g o f P h e n y l b o r o n i c A ci d s w i t h H P h o s p h o n a t e D i e s t e r s J O r g L e t t 2 0 1 1 1 3 8 2 1 1 0 2 1 1 3 1 2 8 8 应 用 化 学 第 3 1 卷 1 2 K a w a s h im a M N a k a y a m a M P r o d u ct i o n o f T e r t ia r y P h o s p h in e J P 2 0 0 0 1 0 9 4 9 0 A P 2 0 0 4 0 4 1 8 1 3 Z h a o Y L Wu G J L i Y e t a 1 N iC 1 2 d p p p ca t a l y z e d C r o s s C o u p l in g o f A r y l H a l id e s w i t h D ia l k y l P h o s p h i t e D i p h e n y l p h o s p h i n e O x id e a n d D i p h e y l p h o s p h in e J C h e m E u r I 2 0 1 2 1 8 3 1 9 6 2 2 9 6 2 7 1 4 Z h a n g H Y S u n M Ma Y N e t a 1 N ick e l C a t a l y z e d c P C r o s s co u p l i n g o f D ip h e n y l p h o s p h i n e O x i d e w i t h A r y l C h l o rid e s J O r g B i o m o l C h e m 2 0 1 2 1 0 9 6 2 7 9 6 3 3 1 5 S h e n C Y a n g G Z h ang W N i ck e l C a t al y z e d C P C o u p l i n g o f A r y l Me s y l a t e s a n d T o s y l a t e s w it h H O P R R J O r g Bio mo l C h e m 2 0 1 2 1 0 3 5 0 0 3 5 0 5 1 6 K a g a y a m a T N a k a n o A S a k a g u ch i S e t a 1 P h o s p h o n a t i o n o f A r e n e s w i t h D ia l k y l P h o s p h it e s C a t a l y z e d b v M n 1 C o I o 2 R e d o x C o u p l e J O r g L e t t 2 0 0 6 8 3 4 0 7 40 9 1 7 M u X J Z o u J P Q i a n Q F e t a 1 Ma n g a n e s e m A ce t a t e P r o mo t e d R e g io s e l e ct i v e P h o s p h o n a t i o n o f He t e r o a r y l C o mp o u n d s J O r g L e t t 2 0 0 6 8 2 3 5 2 9 1 5 2 9 3 1 8 X i a n g C B B i a n Y J Ma o X R e t a 1 C o u p l i n g R e a ct io n s o f H e t e roa r e n e s w i t h P h o s p h it e s u n d e r S il v e r C a t a l y s i s J J O r g C h e m 2 0 1 2 7 7 1 7 7 7 0 6 7 7 1 0 1 9 Wa n g H L i X Wu F e t a 1 D ir e ct O x id a t iv e c P B o n d F o r m a t i o n o f I n d o l e s w i t h D ial k y l P h o s p h it e s J S y n t h e s i s 2 0 1 2 4 4 6 9 4 1 9 4 5 2 0 U n o h Y H ir ano K S a t o h T e t a 1 A n A p p r o a ch t o B e n z o p h o s p h o l e O x id e s T h r o u g h S i l v e r o r Ma n g a n e s e Me d i a t e d D e h y d rog e n a t iv e A n n u l a t io n I n v o l v in g c c a n d c P B o n d F o rma t io n J A n g e w C h e m I n t E d 2 0 1 3 5 2 4 9 1 2 9 7 5 1 2 97 9 2 1 K u n in o b u Y Y o s h i d a T T a k a i K P al l a d iu m C a t a l y z e d S y n t h e s i s o f D i b e n z o p h o s p h o l e O x i d e s i a I n t r a m o l e cu l a r D e h y d r o g e n a t i v e C y cl iz a t io n J J O r g C h e m 2 0 1 1 7 6 1 8 7 3 7 0 7 3 7 6 2 2 H o u C D R e n Y L L a n g R e t a 1 P a l l a d i u m C a t a l y z e d D i r e ct P h o s p h o n a t i o n o f A z o l e s w i t h D i alk y l P h o s p h i t e s J 1 C h e n L Co mmu n 201 2 48 51 81 51 8 3 2 3 F e n g C G Y e M X i a o K J e t a l P d I I C a t al y z e d P h o s p h o r y l a t io n o f A r y l c H B o n d s J J A m C h e m S o c 2 0 1 3 1 3 5 2 5 9 3 2 2 9 3 2 5 2 4 C h a ry B C K i m S P a r k Y K i m J e t a 1 P al l a d iu m C a t al y z e d c H A r y l a t i o n U s i n g P h o s p h o r a mi d a t e a s a D ir e ct i n 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