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原子上的环外基团由苯 基改为甲基会导致叔膦抗氧性降低 但幅度较d 9 2 和9 4 比较 而当n 上的环 外基团由甲基变换成苯基时 杂环中的p 原子的抗氧化性降低的幅度相对要大些 9 4 和9 6 比较 这些结果表明该系列p n 杂环化合物中p 原子的氧化稳定性 受到多方面的影响 研究了p n 杂环叔膦化合物在m b h 反应中的亲核催化活性 试验结果表 明环状叔膦对m b h 反应的催化活性随着环的扩大而提高 有机膦催化剂9 9 在 一定条件下对环戊烯酮和丙烯酸酯具有较好的催化活性 而当叔膦中存在羟基 时 它的催化活性将得到较大的提高 如以1 3 5 一二氮膦杂环己烷为基本骨架并 同时带有两个羟基的有机膦催化剂1 0 0 和1 0 1 对丙烯酸酯等具有较好的催化活 性 关键词 叔膦 动力学常数 氧化稳定性 有机膦催化 m b h 反应 第1 页共8 1 页 a b s t r a c t t h i st h e s i sm a i n l yf o c u s e so ns y n t h e s i so fp nh e t e r o c y c l i ct e r t i a r yp h o s p h o i n e s q u a n t i t a t i v ea s s e s s m e n tt or e l a t i o no ft h e i rs t r u c t u r e sa n do x i d a t i o ns t a b i l i t ya n dt h e i r n u c l e o p h i l i cc a t a l y t i ca c t i v i t yi nm b h r e a c t i o n an e ww a yw a si n t r o d u c e dt os y n t h e s i z eas e r i e so fp nh e t e r o c y c l i ct e r t i a r y c o m p o u n d s t h eb a s i cs k e l e t o n so fw h i c ha r e f i v e m e m b e r e d h e t e r o c y c l i c 1 2 4 d i a z a p h o s p h o r i n a n e s i x m e m b e r e dh e t e r o c y c l i c1 3 5 d i a z a p h o s p h o r i n a n ea n d s e v e n m e m b e r e dh e t e r o c y c l i c1 4 6 d i a z a p h o s p h o r i n a n ei ns t o i c h i o m e t r i cr e a c t i o n s b a s e do np h o s p h i n e s i ti sf i r s tr e p o r t e dt h e s et e r t i a r yp h o s p h i n e ss h o wg o o do x i d a t i o n s t a b i l i t yi na i r i n c l u d i n gs e v e r a lt r i a l k y lp h o s p h i n e s t h i sr e s e a r c hp r o v i d e san e wm e t h o dt od e t e r m i n e dq u a n t i t a t i v e l yo x i d a t i o n s t a b i l i t yo f d i f f e r e n tp nh e t e r o c y c l i ct e r t i a r yp h o s p h i n e s t r i v a l e n tp h o s p h o r u sa t o m s t h eo x i d a n ti st r i m e t h y l a m i n en o x i d ed i h y d r a t e t h ec o n v e r s i o nr a t eo fo x i d a t i o ni n ac e r t a i nt i m ew a sd e t e r m i n e db y pn m r t h e nk i n e t i c sw e r eo b t a i n e dt h r o u g h m a t h e m a t i c a lt r e a t m e n t s r e s u l t sp r o v e dt h ec o n v e r s i o n so ft e r t i a r yp h o s p h i n e st o l e i ro x i d e si sas e c o n do r d e ro x i d a t i o n s y s t e m a t i cc h a n g e si nt h es t r u c t u r ea n d s u b s t i t u e n t sw e r em a d et ov a r yt h eo x i d a t i o ns t a b i l i t yo ft h e s ep h o s p h i n e s t h ek i n e t i c s s h o wt h a ta n t i o x i d a t i o no f1 3 一d i m e t h y l 5 p h e n y l 一1 3 5 d i a z a p h o s p h o r i n a n e 9 2t o9 1 a n d9 3 a n d1 4 6 t r i m e t h y l 1 4 6 一d i a z a p h o s p h o r i n a n e 9 5t o9 4 a r eb e s t w h e n s u b s t i t u e n t so i lt h en i t r o g e na t o mc h a n g ef r o mm e t h y lt op h e n y l i t sa n t i o x i d a t i o n d e c r e a s eo b v i o u s l y 9 4t o9 6 t h ee f f e c to fc h a n g eo np h o s p h o r u sa t o mi sl i t t l e 9 2t o 9 4 n u c l e o p h i l i cc a t a l y t i ca c t i v i t yo fp nh e t e r o c y c l i ct e r t i a r yp h o s p h i n e si nm b h r e a c t i o ni sa l s oi n v e s t i g a t e d r e s u l t ss h o wt h a tc a t a l y t i ca c t i v i t yo ft h e mi si n c r e a s e d w i t he n l a r g e m e n to fh e t e r o c y c l i ca n di n t r o d u c t i o no fh y d r o x y lg r o u p f o re x a m p l e t e r t i a r yp h o s p h i n e s9 9 1 0 0a n d1 0 1h a v ea b e t t e rc a t a l y t i ca c t i v i t yt h a no t h e r si ns o m e m b hr e a c t i o n s k e yw o r d s t e r t i a r yp h o s p h i n e s k i n e t i cc o n s t a n t s o x i d a t i o ns t a b i l i t y p h o s p h i n e o r g a n o c a t a l y s i s m o r i t a b a y l i s h i l i m a n r e a c t i o n 第2 页共8 1 页 选题依据 1 选题依据 1 1 文献综述 磷化学不但是生命科学中非常重要的一部分 在有机化学中也占有相当重要 的地位 有机磷试剂在有机合成中具有非常广泛的用途 从磷叶立德的w i t t i g 烯化反应到磷参与下的s t a u d i n g e r 和m i s t u n o b u 反应 从大量用作为金属有机 络合物的配体到如今直接作为有机催化剂 都无不证明了这一点 当前 有机催化已经成为有机化学中最热门的研究领域之一 l 曲 有机催化 反应也正逐步成为当代有机合成最有力的工具 相对过渡金属催化剂 有机催化 剂一般带有n p 和s 等原子 这些杂原子上的孤对电子作为l e w i s 碱催化有机 反应 在亲核催化反应中 目前最主要的有机催化剂是叔胺和叔膦 l c a f 由于价 格便宜和空气稳定 叔胺作为有机催化试剂应用的最广泛 但与结构类似的叔胺 相比 叔膦化合物一般拥有更好的亲核性和更弱的碱性 在需要高亲核性催化剂 的反应中 如r a u h u t c u r r i e r 反应 它们能更有效地催化有机反应 因此 随着 有机催化的发展 高亲核性的叔膦化合物作为有机催化剂正逐渐受到越来越多的 关注 1 娴 叔膦中p 原子更强的可极化性是其亲核性比结构类似的叔胺亲核性更强的 根本原因 而三烷基膦的亲核性相比它的胺类似物和三芳基膦又是最强的 在有 机催化中 目前应用最多的叔膦是具有空气稳定性的三芳基叔膦 而亲核性最好 的三烷基膦由于对空气非常敏感 在有机催化中的应用还很少 这也成了亲核性 有机膦催化剂发展落后的关键原因之一 因此 如何获得具有较高亲核性 同时 又具有空气稳定的叔膦显得非常必要 f u 和他的合作者将三烷基膦先转化成相应空气稳定的共轭酸 再在催化反 应过程中将三烷基膦释放出来 这种方法虽然有效 但是缺乏原子经济性 操作 麻烦而且在催化反应过程中仍需氮气保护 最近 我们小组发现三烷基p t a 1 3 5 t r i a z a 7 p h o s p h a a d a m a n t a n e 不但具有很强的亲核性 还具有很好的氧化 稳定性 它在催化b a y l i s h i l l m a n 等碳碳键的形成反应中得到了很好的结果 而 其他具有强亲核性 同时又具有很好氧化稳定性的三烷基叔膦还很少见报道 在文献中 一些具有较好氧化稳定性的三价膦化合物被零星提到 它们一般 具有以下特点 与p 原子相连的原子 基团具有较强的拉电子作用 如氧原子 氮原子和芳香基团等 或者p 原子周围的空间比较拥挤 同时还有一些结构比较 特殊的伯膦化合物也具有相当好的氧化稳定性 三烷基叔膦化合物p t a 则比较 第7 页共8 1 页 选题依据 特殊 结构上p t a 为笼状 p 原子处在两个1 3 5 二氮磷杂环己烷中 p 上的孤 电子对朝向笼外 但它却具有非常好的空气稳定性 这可能是1 3 5 二氮磷杂环 己烷结构对p 原子的氧化稳定性起了重要的作用 但是对于p n 杂环己烷具体 是如何影响p 原子的氧化稳定性还不是很清楚 1 1 1 具有较好氧化稳定性的伯膦 伯膦在许多反应中作为原料和活泼的中间体例 也是制备仲膦和叔膦的重要 原料 但一般的伯膦 特别是小的烷基伯膦通常对空气高度敏感 而且能自燃 还带有恶臭 这些使得他们在合成应用中非常困难并且危险 但一些伯膦化合物 由于结构上的特殊性依然表现出了很好的氧化稳定性 它们大致可以分为以下几 类 1 1 1 1 与p 原子相连的基团具有较大体积的伯膦 p o w e r 和他的合作者 2 b 研究发现当p 原子上带有大体积的基团时 p h 键的 热函相当高 这从根本上说明了在p 原子上引入空间拥挤的基团能使p h 2 基团得 到热力学上的稳定 而事实也证明了这点 当与p 原子相连基团的体积逐渐增大 时 p h 2 基团的周围空间会变得越来越拥挤 0 2 分子对p h 2 基团的进攻将更困难 p h 2 基团在空气中也将表现出更好的氧化稳定性 如伯膦化合物l 2 t 3 1 3 和4 4 彤 的空气稳定性随着p 原子上取代基体积的增大而增强 其中化合物3 在固体状态 下非常稳定 经过数月才会在空气中慢慢被氧化 而p 原子上取代基体积最大的 化合物4 则表现出完全的抗氧化性 伯膦化合物5 7 和6 的氧化稳定性也表现 出了同样的变化规律 化合物5 和7 在空气中保存数周都不会被氧化 而化合物 6 由于在对位少了一个异丙基 必须在n 2 下保存 o p h 2 h 2t b u m e s 12 3 4 5 p h 2 m e s 67 由于与p 原子相连基团的体积较大 化合物8 1 1 1 4 1 2 1 5 均表现出非常好 第8 页共8 1 页 选题依据 的空气稳定性 对于伯瞵1 1 晶体结构表明与s p 3 杂化碳相邻的三个h 原子之间 的平均距离大约为4 5 a 这使得三个h 原子对p 原子起到了一个笼状保护作用 从而有效地阻碍了0 2 对p h 2 基团的进攻 8 91 0 p r o t a s i e w i e z 报道的双膦化合物1 3 1 叼和s c h m u t z l e r 报道的双膦化合物1 4 也 都具有非常好的氧化稳定性 1 7 1 第9 页共8 l 页 选题依据 伯瞵化合物的氧化稳定性有一定关系 参c h 2 p h 2 卢e 爹 1 5 噙ch2pfe 22 h 2 多 1 8 令c h 2 c h 2 p h 2 卢e 爹 卜p h 2 卢e 多 1 6 1 7 卜一c h 2 p h 2 j p h 2 户e户e 卜一c h 2 p h 2 一p h 2 1 92 0 nr s 1r p 2 h 之 善桀3 嚷 n 0 j ar s r r 2 h 磊h 驴船著 h 基舱s 3 第1 0 页共8 1 页 选题依据 k a t t i 和他的合作者 2 8 3 2 1 以具有适中氧化稳定性的伯膦2 7 为基本原料 对 n h 2 基团进行修饰以构筑酰胺 酰酯和硫醇 合成得到了化合物2 8 3 0 3 1 3 2 在这些反应过程中 p h 2 基团均完好地保存下来 所得到的单膦和多膦化合 物也同样具有很好的氧化稳定性 2 8 o j 斟1 1 o oo 3 2 麓h h 第1 1 页共8 1 页 h 心9 2 2 h h n p n p h 2 3 h h n p 选题依据 物具有氧化稳定性的具体原因依然还是不清楚 叩叽啡 洲e 3 5 3 6 3 7 q 叽 1 1 1 1 5 其他具有较好氧化稳定性的伯膦 1 9 9 4 年 b r a u 一3 4 报道了一系列具有 r r 俸i c h 2 m p h 2 i 结构特点的伯膦化 合物 它们均具有很好的抗氧化性 这可能是由于分子含有p h 2 基团部分的正电 性所导致的 例如 暴露在空气中的 m e 3 n c h 2 2 p h 2 i 水溶液氧化速度非常慢 1 1 1 6 小结 综上所述 虽然大部分的伯瞵化合物对空气高度敏感 但当与p 原子相连的 取代基体积较大 取代基与p 原子上的孤电子对存在共轭作用或者取代基中含有 n s 杂原子时 伯瞵化合物的氧化稳定性可能得到加强 1 1 2 具有较好氧化稳定性的叔膦 三价叔膦化合物的氧化稳定性一般是由多个因素共同影响的 它们包括与p 原子相连取代基体积的大小和拉电子作用等 因此 最常见的具有较好氧化稳定 性的叔膦一般是p 原子上连有芳香基团或者拉电子作用比较强的基团 2 0 0 5 年 i m a m o t o 3 5 报道合成了一种具有空气稳定的新型手性p 配体4 0 并将其应用于r h 催化的氢化反应和r h p d 催化的c c 形成反应中 得到了非 常高的立体选择性 这种新型的手性双p 配体的基本骨架是一个喹喔啉 由于喹 喔啉中n 原子的强拉电子作用降低了p 原子上的电子云密度 从而使得该配体 具有很好的氧化稳定性 在常温下将其露置在空气中八个月也没有被氧化的痕 迹 而三烷基叔膦4 1 对空气则非常敏感 长 含 卜 4 0 第1 2 页共8 1 页 4 1 m e m e 哆 选题依据 c l a r k e 和他的合作 者报道了叔膦化合物4 3 为一种在空气中能稳定存在的 膦配体 而叔膦化合4 2 4 4 和4 5 在空气中均容易被氧化 这进一步说明了n 杂原子和苯基均能降低p 原子上的电子云密度从而使得它的氧化稳定性增强 q n 八p l q n 八p c 兆 i q 似 i 一 一p c h 2 0 h 3 叩邺h q 黧 一一h 眦岷日 第1 3 页共8 1 页 hp h 2 卧 久 镗 一 选题依据 o o n l n r p h c y i p r r 2 m e 2 一m e o 4 m e 知 一o h r 嗲 k 专 o oz h 砬 5 1 2 0 0 6 年 b u c h w a l d 4 0 报道了二烷基芳基膦对0 2 的抗氧化性原因研究 并分 析了一些影响叔膦化合物中的p 原子的氧化稳定性的因素 最后作者认为 虽然 三价膦的p 原子为富电子 但当与p 原子相连基团具有较强的拉电子作用或者是 有较大的体积时 p 原子则会表现出相对更好的抗氧化性 例如 在相同的氧化 条件下 比较叔膦化合5 3 5 4 5 5 的氧化速率 5 4 要比5 3 小的多 而5 5 则介 入其中 这说明苯基对p 原子的拉电子作用从而使其电子云密度降低是p 原子抗 氧化性增强的最主要原因 比较叔膦化合物5 8 和6 3 5 8 的氧化速率几乎是6 3 的5 倍 这有力地证明了与p 原子相连基团的体积大小对p 原子的氧化稳定性也 起了非常重要的作用 同时 作者还比较了6 2 6 3 和 氧化速率 发现不含p 原子的芳香环2 6 位取代基的大小与该类叔膦化合物的抗氧化性关系较大 体 积大的基团能够提高它们的氧化稳定性 而4 位取代基的影响则几乎观察不到 p r 3 5 3 r c y 5 4 r p h r r 2 p p h 5 5 r c y p c y 2 rr r 6 0 r o m e r t h 6 1r o i p r r 一h 6 2 r i p r r i p r 争 p t b u 2 r r r 6 3 r r h 6 4 r i p r r h 6 5 r i i p r 第1 4 页共8 1 页 p r 2 5 8 r p r 5 9 r c y p p h 2 r 6 6 r h 6 7 r 卜p r 选题依据 虽然利用p 原子上取代基的空间阻碍和拉电子作用能够解释一些叔膦化合 物具有氧化稳定性的特性 但还有一些具有较好氧化稳定性的叔膦是很难用这两 点原因能解释的 例如 在1 9 7 4 年d a i g l e 合成的笼状三烷基膦化合物p t a e 4 1 4 2 不但具有很好的水溶性和配位能力 在空气中还能非常稳定地存在 它的氧化稳 定性甚至比p h 3 p 还要耐4 3 j 而我们熟悉的三烷基膦化合物p c h 2 n c h 3 2 3 的氧 化稳定性并不好 这说明了在p t a 中 除了n 原子的拉电子作用外 另外一种 因素对它的强氧化稳定性也有着重要的贡献 对p t a 的结构进行分析 p 原子处 在两个p n 杂六元环中in 和p 之间通过一个c h 2 相连 p 原子周围没有大的 基团 而且它的孤对电子裸露在笼状结构外 因此 唯一能对p t a 的强抗氧化 性给出合理解释的可能就是两个p n 杂六元环的存在 1 9 9 7 年 s c h m i d b a u r 4 4 j 报道首次通过p t a 开环反应得到了化合物p t n 该 化合物同样具有很好的空气稳定性 r 囱刚m e h n 7 n r 2 n j 在d o u g l a s 报道合成的双膦化合物6 8 6 9 7 0 4 5 1 中 两个p 原子均处于同 羧基的开链叔膦化合物7 1 4 5 也表现出很好的氧化稳定性 旺喀1 对y r r l l 拿6 8 誉 r 秭h r c o o h 一 n v c o o h h o o c v n v p n v c o o h 7 1 同时 k a r a s i k 4 6 4 7 报道的n p 杂六元环的盐 如下图 也具有非常好的氧 化稳定性 r 2 h 2 0r h m e p r j m n a k 第1 5 页共8 1 页 岛 选题依据 2 0 0 5 年 s u s a n ai s a b e lp e r e i r a 4 8 1 报道了另一类具有很好氧化稳定性的叔膦化 合物 如下图 但是对它们氧化稳定性的具体原因依然不清楚 由于二茂铁部 分的富电子性 这些叔瞵化合物不但具有很好氧化稳定性 还具有很好的亲核性 因此得到了较多的应用 合p p h 2岔p c y 2 f ef e 多 爹 i p e l 2 卢e 多 c 娩俄才 多洲e z 寥国肆帮 2 参f e p r 2 乞 f b 义 一s 0 3 n a 综上所述 影响叔膦化合物氧化稳定性的主要因素有两个 与p 原子相连取 代基的空间阻碍和拉电子作用 但也存在一些其他现在暂时无法完全肯定的因 素 如p n 杂环和二茂铁基团作用 1 1 3m o r i t a b a y l i s h i l l m a n 反应 m b h 反应 m b h 反应最早见报于1 9 6 8 年m 耐t a 等人发现的三环己基膦催化活化烯与 醛之间的反应 5 1 1 稍后 在1 9 7 2 年的一篇德国专利中 b a y l i s 和h i l l m a n 5 2 首 次报道在叔胺的催化下 活化烯的a 位与碳亲电试剂简单而又方便地合成了具有 多官能团的产物 它是合成许多复杂分子的关键合成中间体 5 3 1 因此 这一反应 具有很大的有机合成上的应用潜力 由于经典的m b h 反应存在反应速度慢和缺 少对底物的普遍适用性的缺点 直至上个世纪八十年代 有机化学家们才开始关 注这个反应 并且深入探索着这个重要反应的各个方面阱 m b h 反应可以被广 第1 6 页共8 1 页 选题依据 泛的定义为由吸电子基所活化的烯与亲电试剂的偶合 路易斯碱如1 4 二氮杂二 环 2 2 2 辛烷 d a b c o 常作催化剂 在形式上 该反应等同于在醛上加一个乙烯 基 形成0 甲叉基一p 一羟基羰基衍生物 x u r r 1 旷e w gp no r g a n o c a t a l y s t s 嚣吣 v i n y la n i o r 目前有关m b h 反应的研究主要集中在以下三个方向上 开发新的催化剂 提高反应速度和选择性 拓宽底物的范围 推广其在有机合成中的应用 d r e w c s 5 5 1 等诸多小组对m b h 反应机理进行了深入的研究 并提出了如下一 个已普遍接受的反应机理 o 妙x i h o j r 1 e r 3 7 3 s t e pi v x竺竺竺 6 r 3 毛姒x e 协x 7 5 r 3 e r 1 c h o 7 6 o x 7 87 7 e r 3 po rno r g a n o c a t a l y s t s 在此催化循环中 首先是亲核催化剂7 3 与活化烯7 4 的亲核加成形成了烯醇 盐中间体7 5 然后7 5 通过羟醛缩合反应与亲电试剂7 6 形成中间体7 7 最后经 质子的分子内迁移产生中间体7 8 并通过e 2 或e 1 c b 机制消去催化剂 形成 m b h 反应产物7 9 动力学研究表明 羟醛缩合步骤为该反应的主要决速步骤 同时 催化剂的亲核能力决定了能否有效地产生烯醇盐活性中间体 从而决定了 催化剂的活性 到目前为止 能参与m b h 反应的活化烯底物主要有丙烯酸酯 丙烯腈 乙 烯基 甲 酮类 苯基乙烯基硫砜 乙烯基磺酸苯酯 乙烯基磷酸酯 丙烯醛 丙 二烯酸酯等冈 近来还有硫代丙烯酸酯的报道 5 7 5 9 1 常用的亲电试剂包括各种醛 第1 7 页共8 l 页 x o 产 h o r 协e 明 吼 y s x 4 a 亓 选题依据 脂肪醛 芳香醛 o 1 3 不饱和醛 5 6 1 此外还有0 c 位有吸电子基团的酮 6 06 5 1 亚 胺 6 6 7 0 1 偶氮化合物 7 l 等 在m b h 反应中 研究最多的有机催化剂主要有三类 1 n 有机催化剂 主 要包括天然的氨基酸及其衍生物和叔胺类化合物 如 d a b c o 2 p 有机催化 剂 主要包括低价的烷基膦 芳基膦及亚磷酸酯 亚磷酰胺 3 s 有机催化剂 主要包括硫脲类化合物 目前有关催化剂的研究主要是n p 有机催化剂 有关 s 催化剂的研究相对较少 在此 我们主要总结叔膦催化的m b h 反应 单纯的烷基膦最早发现具有催化m b h 反应的活性 1 9 6 8 年m o r i t a 等发现 在三环己基膦的存在下 醛与活化烯反应形成了多官能团分子 7 2 1 9 6 9 年 m o r i t a 和t o y o 7 3 报道了另外一个有趣的反应 即在三环己基膦的存在下 活化烯和富 马酸 马来酸酯得到一个有趣的加成产物8 0 后来 膦在不同反应中被用作催化 剂 包括醛和活化烯的偶合反应 7 4 77 1 o r r o 旷 o o e w g 8 0 e w g c o o m e c 0 0 h c n r h m e b u 溶剂介质在m b h 反应中存在较大的影响 t a n g 等人 7 8 1 发现 在p p h 3 催化 芳香醛和丙烯腈或丙烯酸酯的反应中 水的存在可以导致反应显著的加速 在较 短的时间内和较低的温度下得到较高的产率 o 刚o c 叭产 吼 p p h 3 h 2 0 1 4 d i o x a n e 3 5 h 5 8 0 2 n o h o o c h 3 l c a h y 等人 7 9 研究了不同叔膦催化的丙烯酸甲酯与乙醛的m b h 反应 发现 p b u 3 是最有效的催化剂 以较高的收率获得m b h 加成产物 而又避免了醛自身 的羟醛缩合副产物 与叔胺催化剂相比 亲核性强而碱性较弱的三烷基膦更适合 脂肪醛的m b h 反应 同时 强催化活性使p b u 3 可以催化难以发生的分子内m b h 反应 8 0 1 p 瞥r 音叶嘞m e 第1 8 页共8 l 页 选题依据 oo 1 1 b u a p c h c l 3 一 一p h oo h n 0 2 0 n 1 7 5 三烷基膦因其具有更强的亲核能力 在多数情况下比三苯基膦更能有效的催 化m b h 反应 但其缺点是易被空气氧化而难以从产品中洗脱出来 有报道表明 二烷基联苯基膦在空间体积和亲核性上与单纯的三烷基膦相似 但在空气和潮湿 的环境之下明显更稳定 8 由此 l e a d b e a t e r 等人 8 2 尝试了对空气稳定的二叔丁 基 2 联苯基膦和二环己基 2 联苯基膦催化苯甲醛和丙烯酸甲酯的反应 以较低 的产率获得了m b h 产物 6 3 6 9 洲 c 0 2 m e c a t c 0 2 m e c a t p b u 2 p b u 2 s b i 和x u 8 3 等人研究了多种叔膦催化环状不饱和酮与醛或n 一磺酰亚胺的 m b h 反应 发现在p b u 3 催化下 反应在以较高收率给出正常的m b h 加成产物 外 常常伴随着少量的非正常的副产物 以光学纯的n 一亚磺酰基亚胺代替磺酰 亚胺与2 环戊烯 1 酮反应 在二甲基苯基膦催化下 可以以较高的立体选择性 地 d e 7 6 一 8 6 得到正常的加成产物畔 他们的研究还揭示了多种叔膦能够 很好地催化多种a p 不饱和羰基化合物的 z a m b h 反应 8 5 r 员h 已旦擎 搭r h 搭r h p b u 3 2 0m 0 1 on h t s o i t s e n d o l t s e x 0 凸o o 弘o o h ri m e 2 p p h 泓 泓 p k e c k 等人 8 6 1 报道了p m e 3 催化不饱和硫代酯的分子内m b h 反应 但底物对 第1 9 页共8 l 页 0 p h 选题依据 包括溶剂在内的反应条件非常敏感 o h 八1 s o e t p m e 3 c h 2 c 1 2 s e t o ho 7 5 o h s 日矾氐 了人们的重视 z h a n g 等人 8 7 尝试了如下结构的手性膦试剂 8 1 8 3 作为m b h 三弭旬二 旬9 旬 7 0 9 4 e e 8 8 其他手性膦催化剂 8 5 8 8 在多种底物的不对称a z a m b h 反应中 同样有良好的活性 8 9 0 i 1 1 w q n 心一 8 4 1 0m 0 1 磊洲 r o m e e t p p h 2 s h 8 5 铺p p h 21 p h 譬裔1 卧 盯 r r p 髂 s s p 与叔胺不同 叔膦化合物的磷手性在室温下可以保持 r o t h 等人 哪报道了 如下叔膦催化的分子内m b h 反应 其中手性叔膦8 9 表现出一定的不对称诱导 效果 1 4 e e 第2 0 页共8 1 页 略i i 选题依据 c m e 岔v o h c o o u 十c a m p 德3 c a t2p b u 3 p p h m e 2 i b u m e p h p c a m p 8 9 为提高m b h 反应的速度和立体选择性 加入共催化剂的方法被证明是行之 有效的 常用的共催化剂包括b r o n s t e d 酸和l e w i s 酸 i k e g a m i 9 1 j 等人报道了三 丁基膦与醇或酚可共催化m b h 反应 在联萘二酚 b i n o l 的共催化下得到了高 产率和较快的反应速度 b i n o l 起到了b r e n s t e 圮1 酸的作用 活化了醛和烯的羰 基 他们还用手性钙化合物r c a 和b u 3 p 一起催化环戊烯酮与苯丙醛的反应 得到了中等产率 6 2 和中等e e 5 2 e e 值的产物 h o i r c a b u 3 p r c a 多c a s c h a u s 等人 卿报道了具有b i n o l 结构的手性b m n s t e d 酸与p e t 3 共催化环 己烯酮与醛的反应 获得了很好的不对称催化效果 y 7 1 7 2 e e 9 6 l e w i s 酸 如 t i c h z 疋1 4 b c l 3 和某些金属络合物 也是有效的共催化 剂 9 3 9 5 a d o l f s s o n 9 3 1 等人报道了苯甲醛 磺酰亚胺和丙烯酸甲酯在 p p h 3 l a o t f 3 的催化下发生a z a m b h 反应 得到了中等的产率和选择性 oo p a h 产 彬h 呲 p p h 3 l a o t f 3 t s n ho p h v 5 0 1 0 o m e 肌 三 斗r 万洲卵一时 肌 洲三 洲n jn n 1 2 3 一n i i 蛐 c h 3 n h 2 叭h n r c h 3 p h b 杂环叔膦化合物氧化动力学常数k 的测定和影响它们氧化稳定性原 因分析 r e d u c t a n t m e 3 o 2 h 2 0 百e t o h x n 邮d u c t c 有机叔膦催化剂在m b h 反应中的亲核催化活性研究和初步应用 研究杂环叔膦化合物对m b h 反应的亲核催化活性 并合成一些具有很好氧 化稳定性的新型叔膦有机催化剂 将其初步应用于m b h 反应中 第2 3 页共8 1 页 试验部分 2 试验部分 2 1 仪器与试剂 n m r 在b r u k e ra c p 3 0 0 型和v a r i a n t4 0 0 型核磁共振仪上测定 t m s 为1 h n m r 的内标 8 5 h 3 a 0 4 为3 1 pn m r 的外标 c d c l 3 做溶剂 元素分析用y a n a c o c h nc o r d e rm t 3 型自动元素分析仪测定 熔点用t 4 型数字显示熔点仪测 定 e s i 质谱用t h e r m o f i r m i g a nl c q a d v a n t a g el c m s 测定 温度计和压力计 未经校正 催化反应条件 除特殊说明外 均在氮气氛围中进行 常规试剂均未进行 处理 直接使用 溶剂均进行了处理 柱层析硅胶为青岛海洋化工厂产品 2 0 0 3 0 0 目 2 2 杂环叔膦和相关化合物的制备 2 2 11 2 二甲基 4 一苯基 1 2 4 一二氮磷杂环戊烷 9 1 的制备 p h p h 2 h h 山n jc 邺弋s e t 7 0 h x 内n i p n 呐 原料p h p h 2 的制备 在2 5 0m l 四口瓶上装上回流冷凝管 恒压滴液漏斗 机械搅拌装置和吸 收h c i 装置 先后加入a 1 c 1 32 7 0g 0 2 0m 0 1 p c i 38 3 5g o 6 1m 0 1 苯1 1 8 9 o 1 5m o o 加热回流3h 油浴温度为1 4 0 后 稍冷至9 0 油浴 加入p o c l 3 3 1 1g o 2 0m 0 1 并在9 0 下搅拌o 5h 然后冷却至室温 待固体全部析出 后抽滤 再用石油醚洗涤 8 0m l 3 最后合并滤液和洗液 分别常压 水泵 减压除去石油醚和低沸点组分 再油泵减压得产物p h p c i 22 3 5g 收率为8 6 n k p c i 3 a i c l 3 一p h p c i 2 a i c l 3 p o c l 3 一p h p c i 2 p o c l 3 a i c l 3 i 在2 5 0 m l 四口瓶上装上回流冷凝管 恒压滴液漏斗 n 2 保护下加入l 谶h 4 1 8 9g 0 0 5 0t 0 0 1 和3 0m l 乙醚 然后0 下慢慢滴加1 0m l 乙醚和1 5 2 1g o 0 8 5m 0 1 p h p c i 2 的溶液 滴加一定要慢 以尽量控制不让h c i 产生 滴毕 第2 4 页共8 1 页 试验部分 加热回流o 5h 后冰浴冷却 搅拌下慢慢滴加5 0m l h c l 水溶液 1 1 然后静置 待溶液分层后 n 2 保护下用导管移取上面有机层 下面水层再用乙醚洗涤 3x 5 0m l 合并有机层后 用无水m g s 0 4 干燥 n 2 保护下常压蒸出溶剂 再油泵 减压得极臭透明液体p h p h 23 8 4 9 5 2 c 2 0m m h g 收率为4 1 s e t o p h p c i 2 l i a i h 4 p h p h 2 i 2 中间体p h p c h 2 0 h 2 的制备 9 8 在2 5m l 两口瓶上装上恒压滴液漏斗 n 2 保护下 先加入p h p h 2o 2 9g 2 6 m m 0 1 和5m l 的e t o h 然后搅拌下通过恒压滴液漏斗加入c h 2 0 3 7 的水溶 液 o 4 2g 5 2 3m m 0 1 常温下搅拌1 5h 后停止反应 油泵直接除去溶剂得无色 油状化合物 3 1 pn m r 和1 hn m r 显示有约5 的杂质 无须进一步纯化 s e t o h h o p h p h 2 c h 2 0 i 二一p h p c h 2 0 h 2 n 2 r i 1 2 二甲肼双盐酸盐的制备 在2 5 0m l 四口瓶上装上两个恒压滴液漏斗 一根温度剂和机械机械搅拌 装置 先加入8 0 的水合肼6 3g o 1m 0 1 和5 0m le t o h 冰浴冷却至1 0 后 搅拌下滴加2 0 7g 0 2m 0 1 酰氯酯 通过控制滴加速度使反应体系温度维持在 1 5 2 0 当酰氯酯滴加完一半以后 同时滴加1 3 8g 0 1m 0 1 k 2 c 0 3 的5 0 m l 水溶液 控制二者的滴加速度 以使体系温度底于2 0 并让k 2 c 0 3 溶液 先于酰氯酯滴完 使体系始终保持酰氯酯过量 加料毕 再用2 0m l 的冷水洗 涤瓶壁并常温搅拌o 5h 反应完后过滤 并用1 0 0m l 冷水洗涤所得固体 然 后再烘干 得一白色固体1 4 1g 熔点 1 2 9 1 3 0 收率为8 0 o n h 内h c i c 0 2 e t n a 2 c 0 3 s h 2 0 e t o h e t 0 2 c n h n h c 0 2 e t 在2 5 0 m l 四口瓶中放入磁力搅拌子 装上恒压滴液漏斗和回流冷凝管 先 加3 4 2g o 0 9m 0 1 的l 认1 h 4 和5 0m lt h f 然后快速搅拌下小量分批加入2 2 8 g o 0 3t 0 0 1 n n 乙酰肼 加毕 回流3d 后冷却 冰浴下加水分解过量的 l 认l h 4 速度要慢 并且边加边搅拌 再滴加2 0 的h c l 溶液溶解不溶的固 体 静止分层后弃上有机层 下面水层浓缩至约2 0m l 将该浓缩液滴加至n a o h 的热水溶液中 2 9gn a o h 溶于2 0m l 的热水中 滴毕 常压下蒸出产物和水 的混合气体并导入至1 0m l 的浓h c l 溶液中 当温度达到1 0 0 后 再蒸3 0m i n 即可 将收集产物的浓h c l 液水泵减压下蒸干 然后先用5m l 的无水冷e t o h 洗涤 再用5m l e t o h 和0 5m l 的浓h c l 液压碎固体过滤抽干 最后用3m l 的冷e t o h 洗涤 干燥即可得到一白色固体1 7 7g 收率为4 4 1 hn m r d 2 0 第2 5 页共8 1 页 试验部分 62 5 9 s 4 h 4 7 1 s 6 h e t 0 2 c n h n h c 0 2 e t 掣 芝 2 帕 杂环叔膦化合物9 1 的制备 n 2 保护下 先加o 8 0g 7 2 7r e t 0 0 1 的p 1 1 p h 2 到5 0m l 的单口瓶中 再通过 恒压滴液漏斗搅拌下滴加3 7 的c h 2 0 水溶液3 5 4g 4 3 6 7r e t 0 0 1 和1 0m l e t o h 最后滴加2 0m ln n 二甲基肼的e t o h 溶液 由o 9 7g 7 2 9m m 0 1 n n 二甲基肼的双盐酸盐和0 5 8gn a o h 溶入2 0m le t o h 中得到 常温下搅拌2 4 h 3 1 pn m r 跟踪显示反应为定量进行 脱去溶剂和其他易挥发的物质 柱层析 得到一透明无色粘状化合物 1 hn m r c d c l 3 62 3 5 s 6 h 3 5 0 s 2 h 3 5 3 d d 乒1 2 9 3 7 2 h z 2 h 7 2 9 m 3 h 7 4 7 m 2 h 乃cn m r c d c l 3 64 4 0 d t 5 6 1 5 6 4 1 2 1 7 1 2 8 3 1 2 8 4 1 3 0 0 1 3 0 2 1 4 1 3 d j v c 2 5 0 h z m p n m r c d c l 3 6 2 1 5 m s m e 1 9 4 2 2 21 3 二甲基一5 苯基 1 3 5 一二氮磷杂环己烷 9 2 的制备 f p h p h 2 吼呲 2 詈卅 n n 2 保护下 先加入p h p h 2 0 5 4g 4 9 1m m 0 1 到5 0m l 的单口瓶中 然后 搅拌下通过恒压滴液漏斗滴加c h 3 n h 2 的水溶液 2 5 1 2 1g 9 8 2m m 0 1 和5 m le t o h 最后再通过恒压滴液漏斗滴加c h 2 0 的水溶液 3 7 2 2 1g 2 7 3 m m 0 1 按反应2 倍当量加 n 2 保护下 常温搅拌1 2h t l c 显示一新单点 3 1

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