2-二-叔丁膦基-2',4',6'-三异丙基联苯,常温常压下为白色至类白色结晶固体,不溶于水但是可溶于大部分有机溶剂包括低极性的甲苯和乙醚等。2-二-叔丁膦基-2',4',6'-三异丙基联苯是一种大位阻的有机膦配位,它可与多种过渡金属催化剂发生配位,在过渡金属催化的有机合成方法学基础研究中有较好的应用。
2-二-叔丁膦基-2',4',6'-三异丙基联苯结构中的膦原子是三价膦,膦原子上还有一对未成对的电子,可与多种过渡金属发生配位,在化学反应中可起到提高催化剂活性和稳定性的作用。该物质结构中含有多个叔丁基基团,它的存在使得该分子具有较高的立体位阻从而提高了其与过渡金属配合物的稳定性和选择性。值得说明的是该物质对氧化剂较为敏感,其与氧化剂直接接触会导致膦原子被氧化从而失去配体的功能。
图1 2-二-叔丁膦基-2',4',6'-三异丙基联苯与金属的络合反应
在一个干燥的反应烧瓶中将2-二-叔丁膦基-2',4',6'-三异丙基联苯 (0.500克,1.14毫摩尔,1.00当量)和氯(二甲基硫)金(I) (0.345克,1.14毫摩尔,1.00当量)进行混合物,然后将二氯甲烷(6毫升)通过注射器添加到上述反应烧瓶中。将得到的无色溶液(600转/分)在22°C下搅拌1小时,反应结束后将反应混合物在氮气氛围下通过旋转蒸发除去挥发物(300 mmHg, 40°C浴温),所得的剩余物在真空下进行干燥大约19小时(0.2 mmHg)即可得到金和有机膦配体的络合物。
2-二-叔丁膦基-2',4',6'-三异丙基联苯中的膦原子带有一对未成对的电子,使得它能够作为配体与过渡金属发生配位并参与催化反应中的电子转移过程。作为一种有效的膦配体,该物质可以与多种过渡金属形成稳定的配合物,这些配合物在催化剂中发挥重要作用例如在有机合成中的氢化、氢转移、氧化还原等反应中。
[1] de Orbe, M. Elena; Organic Syntheses (2016), 93, 115-126.
2-二环己基膦-2',4',6'-三异丙基联苯,常用的英文缩写为X-PHOS,常温常压下为白色至类白色固体,对氧化剂和水气较为敏感,可溶于大部分有机溶剂例如二氯甲烷,乙酸乙酯和氯仿。2-二环己基膦-2',4',6'-三异丙基联苯是一种常见的单膦配体,它可与多种过渡金属发生配位,在化学合成领域中常用于钯催化Suzuki偶联反应,迈克尔加成反应等,在基础化学研究领域中有广泛的应用。
2-二环己基膦-2',4',6'-三异丙基联苯结构中的膦原子是正三价,它容易在氧化剂的作用下发生氧化反应得到相应的氧膦类衍生物,因此该物质在使用和储存时应该尽量避免其与氧气的直接接触,以防变质分解。
图1 2-二环己基膦-2',4',6'-三异丙基联苯的制备方法
在装有机械搅拌器和冷凝器的316升钢反应器中,在氮气条件下向13.6千克无水四氢呋喃中加入镁(3.2千克),然后在回流条件下加热反应混合物,向反应器中加入0.12千克1,2-二溴乙烷。缓慢地往上述反应混合物中加入1-溴-2,4,6-三异丙苯(14.5 kg)和四氢呋喃 (20 kg)。搅拌1小时后反应完成,向反应器中加入第二批镁(3.2 kg)。在一小时内同时滴入邻溴氯苯(9.8公斤)和四氢呋嗪(50.2公斤)。所得的反应混合物在THF回流下保持搅拌1小时,直到diarylGrignard的形成完成(反应后进行GC)。将混合物冷却至室温,向混合物中加入氯化铜(0.485 kg),加入双环己基氯化膦(11.8 kg)。将反应混合物在室温下搅拌一夜。反应结束后用37kg亚硫酸氢钠水溶液和72l水淬灭该反应混合物,然后在混合物中加入38公斤乙酸乙酯,分离出有机层并将其在真空下进行浓缩以除去有机溶剂,让磷化氢在0°C的乙酸乙酯中结晶一小时,过滤固体并用2 × 20kg乙酸乙酯漂洗即可得到目标产物分子2-二环己基膦-2',4',6'-三异丙基联苯。
[1] Mauger, Christelle C.; et al,Organic Process Research & Development,2004,8,1065-1071.
本文旨在介绍合成2-二叔丁基膦-2’,4’,6’-三异丙基联苯的方法,帮助读者了解该化合物的合成过程。
背景:2-二叔丁基膦-2’,4’,6’-三异丙基联苯,英文名称:2’-DI-Tert-Butylphosphino-2,4,6-Triisopropylbiphenyl,CAS:564483-19-8,分子式:C29H45P,溶于甲苯。2-二-叔丁膦基-2’,4’,6’-三异丙基联苯是一种二叔丁基膦联苯类化合物。二叔丁基膦联苯类化合物由于其特殊的富电子和较大的空间位阻能力,在钯催化的Suzuki、Negishi、Stille、Heck等偶联反应中具有很高的反应活性。
1. 方法一:
在氮气保护下,将32.5克的2,4,6-三异丙基溴苯、5.6克的镁屑和300毫升的无水THF加入到1升的三口瓶中。然后滴加20克的邻氯溴苯,制得2,4,6-三异丙基-2-溴联苯格氏试剂。在回流条件下反应2小时,降温至室温后,加入2.4克的四(三苯基膦)钯,搅拌30分钟。随后在室温下滴加18.8克的二叔丁基氯化膦,进行5小时的回流反应。在冰水浴下向反应液中滴加200毫升饱和氯化铵水溶液进行猝灭,分液后,有机相脱溶,加入甲醇结晶,过滤得到41.7克白色的2-二-叔丁膦基-2’,4’,6’-三异丙基联苯,收率为94%。
2. 方法二:
在氩气保护下,将1升甲苯溶剂加入到干燥反应器中,然后依次加入146克(1摩尔)的二叔丁基膦、212克(0.9摩尔)的邻二溴苯、3.2克(0.005摩尔)的双[二叔丁基(4-二甲氨基苯基)膦]钯(0)和530克(5摩尔)的碳酸钠。随后升温至80oC反应8小时,待反应液降温至20-30oC后,直接向体系中加入273克(1.1摩尔)的2,4,6-三异丙基苯硼酸,然后升温至100oC反应12小时。接着加入水淬灭反应,进行萃取、干燥,减压蒸馏除去溶剂后,用甲醇重结晶得到364克的2-二-叔丁膦基-2’,4’,6’-三异丙基联苯,收率为86%。
参考文献:
[1] 河南省科学院化学研究所有限公司. 一种合成二叔丁基膦联苯类化合物的方法. 2019-02-22.
[2] 盘锦格林凯默科技有限公司. 一种膦苯类化合物的制备方法. 2016-08-17.
过渡金属催化的偶联反应是合成C-C、C-N和C-O键的有效方法之一。不同结构及官能团的含膦化合物是重要的配体之一,可以通过微调结构来提高复合物的活性。二叔丁基膦联苯类化合物由于其特殊的富电子和较大的空间位阻能力,在钯催化的偶联反应中具有很高的反应活性。
在氩气保护下,向干燥反应器中加入反应溶剂1L甲苯,然后依次加入二叔丁基膦、邻二溴苯、双[二叔丁基(4-二甲氨基苯基)膦]钯和碳酸钠。升温至80°C反应8小时,待反应液降温后,加入2,4,6-三异丙基苯硼酸,再升温至100°C反应12小时。水淬灭反应后,进行萃取、干燥和减压蒸馏除去溶剂,最后在甲醇中重结晶得到2-二-叔丁膦基-2',4',6'-三异丙基联苯。
在氮气保护下,将2,4,6-三异丙基溴苯、镁屑和无水THF放入三口瓶中,滴加邻氯溴苯,制成2,4,6-三异丙基-2-溴联苯格氏试剂。回流2小时后,加入四(三苯基膦)钯和二叔丁基氯化膦,继续回流反应5小时。最后通过猝灭和结晶得到2-二-叔丁膦基-2',4',6'-三异丙基联苯。
[1][中国发明,中国发明授权]CN201811508386.1一种合成二叔丁基膦联苯类化合物的方法
[2][中国发明,中国发明授权]CN201610224488.5一种膦苯类化合物的制备方法
2-二环己基膦-2',4',6'-三异丙基联苯(化学英文缩写为X-PHOS)是一种常见的有机单膦配体,常温常压下为白色固体。它广泛应用于过渡金属钯催化的Suzuki偶联反应。由于其结构中的大位阻,P中心不容易被空气氧化,从而提高了膦配体的稳定性和反应活性。为了实验方便,有时会将其和过渡金属钯预先制备成活性催化剂Pd-X-Phos。
图1 展示了2-二环己基膦-2',4',6'-三异丙基联苯的合成路线。
合成方法如下:首先,将一个干燥的100mL三颈圆底烧瓶用氮气进行吹扫使之冷却至室温。然后,在氮气保护下,向反应烧瓶中加入镁粉、三异丙基溴苯和无水四氢呋喃。在N2氛围下,将反应混合物加热至65℃并剧烈搅拌。接下来,慢慢地滴加1,2-二溴乙烷以启动反应。在搅拌反应混合物40-60分钟后,滴加2-溴氯苯。在65℃下继续搅拌反应混合物1小时。将反应混合物冷却至室温并转移至手套箱中。在手套箱中称量无水氯化铜,并尽可能快地加入到混合物中。然后,通过注射器向反应混合物中加入二环己基溴化膦。在环境温度下搅拌反应10小时。反应结束后,将混合物置于冰水浴中,并加入甲醇以淬灭反应。最后,向混合物中加入氨水,再用乙酸乙酯萃取反应溶液三次。合并所有的有机层并在无水MgSO4上进行干燥,然后在减压下除去溶剂,即可得到分析纯的目标产物2-二环己基膦-2',4',6'-三异丙基联苯。
2-二环己基膦-2',4',6'-三异丙基联苯在有机化学反应研究中常用作有机膦配体。除了和金属钯结合催化Suzuki偶联反应之外,它还可以和其他的过渡金属如铑、铱配位催化惰性碳氢键的官能团化反应。此外,该化合物中的膦原子可以在双氧水的作用下转变为相应的五价氧膦,该五价氧膦单元也可以用作有机化学反应中的膦配体。
[1] Liu, Lei et al Chemistry - A European Journal, 17(39), 10828-10831, S10828/1-S10828/21; 2011
[2] Bera, Milan et al Angewandte Chemie, International Edition, 56(19), 5272-5276; 2017
2- (二叔丁基膦)-3,6-二甲氧基-2’,4’,6’-三异丙基-1,1'-联苯是一种重要的有机膦类配体,可用作有机偶联反应的催化剂,并广泛应用于合成天然产物、药物、功能材料、液晶分子和生物活性化合物的制备。
在氩气保护下,向干燥反应器中加入反应溶剂四氢呋喃0.5L和金属镁(26g,1.1mol),然后在-10~10℃条件下加入二叔丁基氯化膦(180g,1mol),反应2小时,再加入镍催化剂Ni(acac)2(13g,0.05mol)和2-溴-3,6-二甲氧基-2’,4’,6’-三异丙基-1,1’-联苯(419g,1mol),而后升温至80℃反应12小时,然后加入饱和氯化铵水溶液500mL淬灭反应,后经分液、有机相浓缩除去溶剂、甲醇中重结晶得到2-二叔丁基膦-3,6-二甲氧基-2’,4’,6’-三异丙基-1,1'-联苯440g,收率90%。m.p.170~171℃.1H NMR(400MHz,CDCl3):6.99(s,2H),6.89(d,J=8.8Hz,1H),6.85(d,J=8.8Hz,1H),3.78(s,3H),3.56(s,3H),2.95(m,1H),2.52(m,2H),1.32(d,J=6.8Hz,6H),1.22(d,J=6.6Hz,6H),1.15(s,9H),1.12(s,9H),0.92(d,J=6.4Hz,6H);31P NMR(162MHz,CDCl3):34.5。
[1] [中国发明] CN202010202568.7 一种合成大位阻联苯类有机膦化合物的方法
甲烷磺酸(2-二环己基膦)-3,6-二甲氧基-2',4',6'-三异丙基-1,1'-联苯)(2'-氨基-1,1'-联苯-2-基)钯(II),又称BrettPhos Pd G3,是一种金属有机化合物,化学式为C48H66NO5PPdS,分子量为906.50。这种物质是可溶于有机溶剂的固体,常见颜色为白色至淡黄色。
甲烷磺酸(2-二环己基膦)-3,6-二甲氧基-2',4',6'-三异丙基-1,1'-联苯)(2'-氨基-1,1'-联苯-2-基)钯(II)在常规条件下相对稳定,但在含氧气或湿度较高的条件下可能发生氧化或分解反应。它属于有毒化合物,可能对眼睛、皮肤和呼吸道有刺激作用,大量接触或吸入可能导致中毒症状。
甲烷磺酸(2-二环己基膦)-3,6-二甲氧基-2',4',6'-三异丙基-1,1'-联苯)(2'-氨基-1,1'-联苯-2-基)钯(II)常用作催化剂或反应中的中间体,具有高效、高选择性和高催化活性,可应用于氢化、偶联、氧化等有机反应中,广泛用于C-C键形成、碳氢键活化、C-N键形成等反应。
总体而言,甲磺酸-2-(二叔丁基膦基)-3,6-二甲氧基-2',4',6'-三异丙基-1,1'-联苯(2-氨基-1,1'-联苯-2-基)钯(II)是一种性质优良的有机钯化合物,在有机合成和催化反应中具有广泛应用。
甲烷磺酸(2-二环己基膦)-3,6-二甲氧基-2',4',6'-三异丙基-1,1'-联苯的合成方法包括与氨基联苯反应和与烷磺酸物质与钯金属试剂反应。合成过程中的关键步骤是形成甲烷磺酸酯化合物,然后与氨基联苯反应,最终得到目标产物。
具体的合成过程需要详细的实验条件和步骤,结构表征需要进行高效液相色谱、核磁共振等技术。
[1] Hopkins B A , Zavesky B , White D .Thioetherification of Aryl Halides with Thioacetates[J].The Journal of Organic Chemistry, 2022(11):87.DOI:10.1021/acs.joc.2c00574.
[2] Rangarajan T M , Brahma R ,Ayushee,et al.ChemInform Abstract: Mild and Efficient Palladium/BrettPhos‐Catalyzed Methoxylation and Deuteriomethoxylation of Activated Aryl Bromides.[J].Tetrahedron Letters, 2015, 56(17):2234-2237.DOI:10.1016/j.tetlet.2015.03.045.
甲烷磺酸(2-二环己基膦)-3,6-二甲氧基-2',4',6'-三异丙基-1,1'-联苯)(2'-氨基-1,1'-联苯-2-基)钯(II)是一种常用于Bulkward偶联反应的化合物。它可以通过以下步骤制备:
首先,在一个300毫升圆底烧瓶中加入2-氨基-2'-甲砜基-1,1'-联苯和乙酸钯。将烧瓶抽空并用氩气回填,然后加入无水甲苯。在50℃下搅拌45分钟,直至混合物变为乳白色。冷却至室温后,过滤悬浮液并用甲苯和乙醚洗涤。最后,在真空下干燥24小时,得到甲烷磺酸(2-二环己基膦)-3,6-二甲氧基-2',4',6'-三异丙基-1,1'-联苯)(2'-氨基-1,1'-联苯-2-基)钯(II)。
然后,在一个试管中加入2-氨基联苯甲磺酸钯二甲酸酯二聚体和2-(二环己基膦)-3,6-二甲氧基-2'-4'-6'-三-I-丙基-11'-联苯。通过注射器加入THF或DCM,并搅拌15分钟至1小时。通过31P NMR监测反应进程,完成后将反应混合物转移至闪烁管形瓶中,并在室温下真空除去溶剂。最后,通过过滤分离得到的固体,并在真空下进一步干燥。
甲烷磺酸(2-二环己基膦)-3,6-二甲氧基-2',4',6'-三异丙基-1,1'-联苯)(2'-氨基-1,1'-联苯-2-基)钯(II)可用于Builward偶联反应。例如,它可以用于制备1-{2-[(E)-2-{4,7-二甲基-[1,2,4]三唑并[1,5-a]吡嗪-2-基}乙烯基]-1-甲基-1H-咪唑-4-基}吡咯烷-2-酮。
[1] From PCT Int. Appl., 2013184198, 12 Dec 2013
[2] [中国发明,中国发明授权] CN201480065031.3 咪唑衍生物
异丙胺,也被称为IPA或MIPA,是一种无色吸湿性液体,具有氨味并可燃。它广泛应用于农药生产,例如作为甲基异硫磷、噻嗪酮和阿特拉津等重要中间体。此外,它还在精细化工行业中被广泛用于生产洗涤剂、橡胶和医药等产品。
异丙胺可以与醛发生缩合反应,例如与苯甲醛反应生成N-亚苄基异丙胺。它还可以与酰氯反应,例如与联苯-4,4'-二甲酰氯在三乙胺存在下反应生成N,N'-二异丙基联苯-4,4'-二甲酰胺。
异丙胺是一种碱,可以与酸发生反应,例如:
C3H9N + HNO3 → [C3H9NH]NO3
C3H9N + HCOOH → [C3H9NH]HCOO
异丙胺的合成方法具有以下特征:在固定床反应器之前设置预热器,并在固定床反应器之后设置气液分离器。固定床反应器的进料端和出料端均用石英砂装填,中间段装填混合催化剂。合成异丙胺的原料包括丙酮、氢气和氨气,通过丙酮还原氨化合成异丙胺。反应条件为:反应压力为常压~0.4MPa,反应温度为80~130°C,丙酮、氢气、氨气的摩尔比为1:3:4~4.6,丙酮液体空速为0.1~0.5111。
混合催化剂由镍基催化剂与石英砂按2:0.8~1.2的质量比均匀混合而得。石英砂经过钝化处理后,用于装填固定床反应器的进料端和出料端。钝化处理方法为:将40~60目的石英砂在800°C焙烧24小时,然后冷却至室温。