大位阻二胺基膦配體的合成

林朝陽, 黃 濤, 徐 光, 賈 安

(黃河科技學(xué)院 醫(yī)學(xué)院，河南 鄭州 450000)

·研究簡報(bào)·

大位阻二胺基膦配體的合成

林朝陽, 黃 濤, 徐 光, 賈 安*

(黃河科技學(xué)院 醫(yī)學(xué)院，河南 鄭州 450000)

以取代苯胺為起始原料，依次經(jīng)縮合反應(yīng)和硼氫化鈉還原制得1,2-二胺(4a， 4b)； 4a和4b分別與苯基二氯化膦經(jīng)親核取代反應(yīng)合成了兩個(gè)新型的大位阻二氨基膦配體，其結(jié)構(gòu)經(jīng)1H NMR,13C NMR,31P NMR和HR-MS(ESI-TOF)表征。

胺基; 膦配體; 偶聯(lián)反應(yīng); 合成

目前，過渡金屬催化的偶聯(lián)反應(yīng)[1-4]面臨的主要問題有底物拓展、溫度及催化劑的用量等，這些問題均受到配體的影響，一個(gè)好的配體能夠在很大程度上解決以上問題，所以研究人員將注意力放在了配體的開發(fā)上。膦配體是有機(jī)金屬催化反應(yīng)中一類非常重要的配體[5-10]，磷原子的電子效應(yīng)和周邊空間位阻效應(yīng)影響著有機(jī)金屬化合物的催化反應(yīng)活性。在開發(fā)的大量膦配體中，胺基膦配體并未受到重視，Verkade小組[11-13]開發(fā)了三胺基大位阻膦配體，該配體在多個(gè)過渡金屬催化的偶聯(lián)反應(yīng)中表現(xiàn)良好的催化活性，目前已經(jīng)商業(yè)化。香港科技大學(xué)Kwong等[14-16]設(shè)計(jì)合成了一類以吲哚為配基的單胺基膦配體，并且在Suzuki反應(yīng)中有很好的催化活性。除此之外，Ackermann等[17-19]合成了一類新的二胺基氯化膦和二胺基氧化膦配體，并發(fā)現(xiàn)其在C—C和C—N鍵偶聯(lián)反應(yīng)中有很好的催化活性。相對(duì)于整個(gè)氨基膦配體的開發(fā)研究來說，以上研究工作顯得較少，以致于該研究方向并沒有被深入研究。

鑒于此，本文擬通過合成結(jié)構(gòu)新穎、催化活性良好的二胺基膦配體，并深入研究這一類配體的相關(guān)性質(zhì)。分別以2,4,6-三甲基苯胺(1a)和2,6-二異丙基苯胺(1b)與乙二醛(2)經(jīng)縮合反應(yīng)制得亞胺(3a， 3b)； 3a和3b分別經(jīng)硼氫化鈉還原制得1,2-二胺(4a， 4b)； 4a和4b分別與苯基二氯化膦(5)經(jīng)親核取代反應(yīng)合成了兩個(gè)新型的大位阻二氨基膦配體(6a和6b， Scheme 1)，其結(jié)構(gòu)經(jīng)1H NMR,13C NMR,31P NMR和HR-MS(ESI-TOF)表征。

Scheme 1

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

Bruker-NMR 400 MHz型核磁共振儀(氘代氯仿為溶劑，TMS為內(nèi)標(biāo))；QSTAR Elite型四級(jí)桿飛行時(shí)間串聯(lián)質(zhì)譜儀。

所用試劑均為分析純，其中二氯甲烷和三乙胺在氫化鈣存在下回流并重新蒸餾。

1.2 合成

(1) 4a和4b的合成(以4a為例)

在圓底燒瓶中依次加入1a 40.00 g(296 mmol)和40%乙二醛水溶液21.46 g(148 mmol)，攪拌下加入無水乙醇300 mL和幾滴甲酸，于室溫反應(yīng)48 h(有黃色沉淀生成)。過濾，濾餅用冷無水甲醇洗滌，干燥得3a 37.00 g，產(chǎn)率86%。

將3a 5.84 g加至圓底燒瓶中，加入無水甲醇100 mL，攪拌下于室溫分10批加入NaBH47.56 g，加畢，反應(yīng)2 h；升溫至回流，反應(yīng)4 h。蒸除甲醇，殘余物加入乙醚150 mL，用水洗滌，干燥，過濾，濾餅用無水乙醇重結(jié)晶得4a 5.50 g。

用類似方法合成4b。

4a： 淡黃色固體，產(chǎn)率93%；1H NMRδ： 6.69(s, 4H), 3.47(s, 4H), 2.32(s, 2H), 2.12(s, 4H)；13C NMRδ： 142.2, 129.2, 128.7, 126.0, 49.6, 21.9, 18.2。表征數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[20]報(bào)道一致。

4b: 淡黃色固體，產(chǎn)率85%；1H NMRδ： 7.14～7.07(m, 6H), 3.40～3.33(m, 4H), 3.17(s, 4H), 1.26(d,J=6.8 Hz, 24H)；13C NMRδ： 139.4, 130.9, 124.6, 124.1, 49.6, 28.7, 23.3。表征數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)報(bào)道一致[7]。

(2) 6a和6b的合成(以6a為例)

在三口瓶中加入4a 1.48 g(5 mmol)，抽真空換氮?dú)鈨纱?，注入干燥二氯甲?0 mL，于室溫?cái)嚢枋蛊淙芙?；注入干燥三乙?5 mL，反應(yīng)5 min;注入5 0.68 mL，于室溫反應(yīng)15 h。加水10 mL，依次用二氯甲烷(2×30 mL)萃取，Na2SO4干燥，蒸干，殘余物經(jīng)硅膠柱層析[梯度洗脫劑:V(PE) ∶V(EA)=10 ∶1～2 ∶1]純化得6a 1.40 g。

用類似方法合成6b。

6a： 黏稠狀液體，產(chǎn)率70%；1H NMRδ： 8.09(s, 1H), 7.77～7.71(m, 2H), 7.58～7.50(m, 1H), 7.50～7.45(m, 2H), 6.93(s, 1H), 6.85(s, 1H), 6.76(s, 1H), 3.53～3.42(m, 2H), 3.09～2.92(m, 2H), 2.49(s, 3H), 2.20(s, 3H), 2.13(s, 3H), 2.08(s, 3H), 2.06(s, 6H)；13C NMRδ： 141.9, 141.7, 137.4, 137.0, 134.0, 133.2, 129.2, 128.7, 128.5(d,JP-C=10.0 Hz), 128.2, 126.0, 59.1, 21.9, 18.9；31P NMRδ： 22.0； HR-MS(ESI-TOF)m/z: Calcd for C26H31N2P{[M+H]+} 403.227 0, found 403.225 8。

6b： 白色固體，產(chǎn)率75%；1H NMRδ： 7.82～7.76(m, 2H), 7.60～7.32(m, 3H), 7.30～7.22(m, 2H), 7.14～7.12(m, 1H), 7.02(s, 3H), 3.70～3.64(m, 1H), 3.55～3.47(m, 2H), 3.15～3.05(m, 4H), 2.89(s, 1H), 1.32(d,J=6.4 Hz, 3H), 1.23(d,J=6.8 Hz, 3H), 1.14～1.00(m, 15H), 0.99(d,J=3.2 Hz, 3H)；13C NMRδ： 141.7, 139.1, 137.4, 137.0, 134.0, 133.5, 133.2, 128.7, 128.5(d,JP-C=10.0 Hz), 128.2, 124.6, 124.1, 59.1, 29.0, 23.3；31P NMRδ： 23.2； HR-MS(ESI-TOF)m/z: Calcd for C32H43N2P{[M+H]+}487.315 5, found 487.316 2。

以1和2反應(yīng)很容易制得大位阻席夫堿3，通過結(jié)晶進(jìn)行分離純化。3經(jīng)溫和的還原劑硼氫化鈉還原得大位阻1,2-鄰二胺4，反應(yīng)條件溫和且最終產(chǎn)物易分離純化。在該反應(yīng)過程中，因5對(duì)水和空氣較為敏感，因此需要對(duì)反應(yīng)所需要溶劑、反應(yīng)裝置及試劑進(jìn)行嚴(yán)格的無水無氧處理，并且反應(yīng)需要在嚴(yán)格的無水無氧條件下進(jìn)行，否則會(huì)出現(xiàn)因磷原子被氧化而導(dǎo)致的非五元環(huán)的產(chǎn)物。由于1a和1b中苯胺上的取代基不同，繼而決定了大位阻二氨基膦配體6a和6b在有機(jī)金屬化合物中具有不同的電子效應(yīng)和空間效應(yīng)。

以大位阻的苯胺和乙二醛為原料，首次合成了兩個(gè)新型的大位阻二胺基膦配體。該類二氨基膦配體的開發(fā)對(duì)有機(jī)金屬催化的偶聯(lián)反應(yīng)有潛在的應(yīng)用價(jià)值，本課題組將繼續(xù)開發(fā)具有手性的大位阻二氨基膦配體進(jìn)行深入研究。

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Synthesis of Novel Bulky Steric Diaminephosphine Ligands

LIN Chao-yang, HUANG Tao, XU Guang, JIA An*

(Medical College, Huanghe Science and Technology College， Zhengzhou 450000, China)

Two novel sterically hindered diamine ligands were synthesized by nucleophilic substitution reaction of dichlorophenylphosphine with 1,2-diamines which were obtained by nucleophilic addition-elimination and reduction using substituted anilines as starting materials. The structures were characterized by1H NMR,13C NMR,31P NMR and HR-MS(ESI-TOF).

amine; phosphine ligand; coupling reaction; synthesis

2016-08-30

河南省科技攻關(guān)計(jì)劃項(xiàng)目(162103210003)

林朝陽(1986-)，男，漢族，河南鄭州人，博士研究生，主要從事有機(jī)合成、藥物合成的研究。 E-mail: linchaoyang1021@163.com

賈安，博士，副教授， E-mail: jiaan930008@sina.com

O621.3

A

10.15952/j.cnki.cjsc.1005-1511.2017.01.16221