铜促进合成N,N-二取代膦酰胺化合物的研究

发布时间：2020-05-24 16:02

【摘要】：近年来,随着螯合辅助过渡金属催化方法的快速发展,利用该策略构建C-N键的方法被陆续报道。其中,N,N-二取代膦酰胺化合物的制备便是一大研究热点。N,N-二取代膦酰胺化合物是一类重要的有机合成原料及反应中间体,因其独特的化学性质,在有机合成、催化、医药、材料、农药等领域有着极其重要的应用价值。但由于P-N键的不稳定性,以及传统制备N-取代酰胺化合物的方法存在条件苛刻、生产成本高、偶联试剂不利于环保、目标产物收率低等缺点,严重限制了该类化合物的研究。目前,合成N,N-二取代膦酰胺化合物的方法取得了很大的进展,但这些工作大多需要通过添加贵金属催化剂、配体、酸、碱等实现。而关于廉价金属辅助制备该类化合物的工作鲜有报道。因此,开发新型、反应条件温和、催化体系简单、环境友好的合成N,N-二取代膦酰胺化合物的方法具有重要学术意义和应用价值。本论文基于螯合辅助的策略,在廉价金属铜的促进作用下合成了一系列N,N-二取代膦酰胺化合物并利用GC-MS、HRMS和NMR等表征手段对其组成、结构以及物化性质进行分析。通过调变膦酰胺及偶联试剂取代基的电子效应和位阻效应验证了该方法的普适性。此外,还通过控制实验以及金属活性组分的XPS分析对反应机理进行探究。所取得的主要创新性研究结果和结论如下:(1)开展了室温下铜粉促进喹啉辅助膦酰胺与芳基硼酸衍生物合成N,N-二取代膦酰胺化合物的研究。反应无需外加配体、酸和碱,氧气是唯一的氧化剂。反应的官能团耐受性优越,即使是乙烯基、甲酰基、乙酰基、磺酰基、乙酰基氨基、氰基、硝基和三氟甲基等传统偶联反应中容易离去的官能团都能够适用于该反应。由控制实验可知,8-氨基喹啉基团的螯合作用对铜促进合成N,N-二取代膦酰胺化合物至关重要。XPS数据表明,该反应的金属活性组分是一价铜。(2)创建了铜促进甲基化膦酰胺合成N,N-二取代膦酰胺化合物的策略。该策略创新性地使用过氧化二叔丁基作为甲基化试剂,高效地制备了N-甲基化的N,N-二取代膦酰胺类化合物。通过控制实验结果可知,反应经历自由基途径。该反应无需外加配体,原子经济性高、操作简单,为合成N-甲基化的N,N-二取代膦酰胺化合物提供了一条新思路。
【图文】：

（Ｄ）逦（Ｃ）逡逑图２．９可能的反应机理逡逑综合上述所有的实验结果和以往的文献报道［１１９￣１］，推测该反应可能的机理逡逑途径如图２．９所示。铜粉与二苯基－Ａ＾８－喹啉基）次膦酰胺在氧气参与下生成含Ｃｕ（Ｉ）逡逑－２６－逡逑
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：O627.51

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本文编号：2678642