在合成领域中,三苯基乙基碘化膦是一种重要的化学中间体,其合成方法备受关注。本文将介绍它的合成方法,为研究人员提供了多样化和可靠的制备途径。
简介:三苯基乙基碘化膦是一种有机物,化学式为C20H20PI,白色晶体粉末,仅用于研发。不作为药品、家庭或其它用途。三苯基乙基碘化膦对环境可能有危害,对水体应给予特别注意。其作用有相转移催化剂、维悌希试剂,用于链烯烃制备、增加不饱和碳链的碳数等。
2-(2-异丙基-1 ,3-二-恶戊烷-2-基)三苯基乙基碘化膦(1)的合成:
1. 从异丁酸(6)出发,通过与二氯亚砜反应得到异丁酰氯(7),异丁酰氯进一步与乙烯进行 Friedel-Crafts 反应,得到1-氯-4-甲基-3-丁酮(8); (8)通过碘交换反应,得到1-碘-4-甲基戊-3-酮(9),(9)与三苯基膦反应生成(3-氧-4-甲基)戊基三苯基碘化膦(10); (10)在对甲苯磺酸催化的条件下与乙二醇反应,最后得到中间体产物(1)。从7~1,总收率为38%。其中1及10是文献中未见报导的新化合物。
在1的合成过程中,合成的关键步骤是酮羰基的保护。开始,试图直接使1-氯-4-甲基戊-3-酮(8)与乙二醇反应,先把羰基保护起来,然后进一步与三苯基膦反应,得到的膦盐再用碘化钠溶液处理而得到1。但是,在实验中发现,8在与乙二醇反应的过程中,在苯回流温度下,它很容易自身发生消除反应,脱去一分子氯化氢后生成较稳定的α,β不饱和羰基化合物4-甲基-1-戊稀-3-酮.因此,先把8转变为1-碘-4-甲基戊-3-硐(9)。9是一个不很稳定的化合物,因此在把8转变为9后,可立即使它与三苯基膦反应,生成稳定的10。10再在氯仿作为溶剂、对甲苯磺酸作为催化剂的条件下与乙二醇反应,通过反向除水的方法除去反应过程中生成的水,最后得到1。
2. 合成路线
3. 8的制备
在一装有电动搅拌器,滴液漏斗及乙烯通气管的三口烧瓶中,加进磨成粉末状的无水三氯化铝16g(0.13mol),干燥氯仿75mL,搅拌溶解均匀,在冰盐浴下冷却至0℃.然后慢慢滴加进异丁酰氯12g(0.11mol),滴加过程中保持反应温度在0~5℃.加完后,继续在0~5℃搅拌,并逐渐通进乙烯气体反应4h。反应完毕,把反应混合物倒进装有大约200。碎冰和25mL浓盐酸的烧杯中,分离出有机层,水层依次用3X10mL氯仿萃取。合并有机层,水洗,饱和NaHCO3溶液洗,饱和食盐水洗,然后用无水硫酸钠干燥.在旋转蒸发器中减压蒸出有机溶剂,残液在0.2kPa的真空度下减压蒸馏,收集 48~49 ℃馏分,得到无色透明液体产品9.62g,产率65%。
4. 10的制备
(8)1.34g(10mmol),溶于20mL丙酮中,加进NaI 4.5 g (30 mmol),搅拌溶解.然后在室温下继续反应24h停止反应以后,减压抽出溶剂,残渣用适量水溶解,然后用3X10mL乙醚萃取,合并萃取液,分别用0.05mol/LNa2S2O3溶液洗,水洗,无水硫酸钠干燥。过滤,常温减压抽出乙醚,得到黄色油状液体92.00g,产率89%.此产品不需进一步纯化即可作下一步合成应用。
(9)2.00g,三苯基膦4.64g,溶解在50mL乙晴中,在回流温度下搅拌反应23h。停止反应,减压蒸出溶剂,残液加进40mL二氯甲烷溶解,无水硫酸钠干燥.过滤,再次减压蒸出溶剂,残液加进适量乙醚,得到白色固体沉淀.此固体用v(氯仿):V(乙酸乙酯)=1:1进行重结晶,得到白色晶体3.76g,产率87%。
5. 1的制备反应瓶中加进(10)3.70g(7.5 mmol),乙二醇1g,对甲苯磺酸0.02g,氯仿40mL,加热溶解,然后在反向分水器中回流24h,除去反应中生成的水。再次加进乙二醇 0.5g,对甲苯磺酸0.02g,继续在分水器中回流36h再一次加进乙二醇0.5g,对甲苯磺酸0.01g,在分水器中继续回流12h停止反应,冷却后,加进1mL三乙胺中和反应混合物中的对甲苯磺酸。加进50mL二氯甲烷,然后用饱和碘化钠溶液洗涤2次,0.05 mol/L Na2S2O3溶液洗涤1次,水洗1次,无水硫酸钠干燥。过滤,减压蒸出二氯甲烷,得到的浅黄色粘稠液体用v(丙酮):V(乙酸乙酯)=2:1进行柱层析分离,收集液除去大部分溶剂后,残余溶液置于冰箱中静置2d,让其析出结晶,过滤,干燥后得到白色晶体3.02 g,产率75%。
参考文献:
[1]. 崔建国等, 2-(2-异丙基-1,3-二-口恶戊烷-2-基)乙基三苯基碘化膦的合成. 中山大学学报(自然科学版), 1998(06): 第110-112页.
[2]. 吴玥, 吸光层的缺陷钝化及其碳基钙钛矿太阳能电池的研究, 2022, 华中师范大学.