苯膦酸是一种有机膦酸类物质,具有一定的酸性和腐蚀性,主要用作有机合成中间体与农药化学基础原料。在农药分子合成与基础有机化学研究领域中有较好的应用,例如金属有机合成方法学基础研究领域中的有机膦配体的结构改性研究。
苯膦酸具有一定的酸性,可与碱性物质发生酸碱中和反应。其阴离子可用作金属阴离子配合物,在磷酸金属盐类物质的制备中有应用。苯膦酸可在酸性催化剂的作用下和醇类化合物等发生酯化反应得到相应的苯膦酸酯类衍生物。
图1 苯膦酸的氟化反应
在一个干燥的反应烧瓶中将苯膦酸和三乙胺溶解于干燥的乙腈中。然后往上述反应混合物中缓慢地加入氟化磺胺试剂,在室温下搅拌所得的反应混合物。反应结束后用浓盐酸使反应淬灭,然后在室温下搅拌反应60秒,将所得的反应混合物在减压下进行蒸馏处理以除去溶剂,以正己烷和乙酸乙酯为洗脱液通过硅胶柱层析法纯化即可得到目标产物分子。
苯膦酸主要用作有机合成中间体和精细化工生产基础原料,可用于防污涂料的中间体,制造阴燃剂、催化剂等。苯膦酸可用于合成拟除虫菊酯类杀虫剂,对多种鳞翅目幼虫有很好的杀灭效果。在材料科学中,苯膦酸用于制备功能化的材料,例如含磷的高分子材料和纳米材料,具有广泛的应用前景。
[1] Miller, Lucy P.; et al, Organic Letters,2023,25,1834-1838.
苯膦酸是一种具有一定酸性的化合物,化学式为C6H7O3P。它的结构式是苯环上接枝磷酸基团,外观呈现灰白色叶状结晶。苯膦酸易溶于水,溶于醇、醚和丙酮,不溶于苯及四氯化碳。除了农药生产,苯膦酸还可以用于制造防污涂料、阴燃剂和催化剂等。它是一种合成的拟除虫菊酯类杀虫剂,对多种鳞翅目幼虫和某些地下害虫有很好的杀灭效果,并对某些成虫有拒避作用。
图一:苯膦酸
苯膦酸的合成方法如下:首先,在容量为1000ml的四颈圆底烧瓶中,装上电搅拌器、回流冷凝器和温度计,分别将414 g三氯化磷和77 g苯加入,用搅拌加热反应至回流温度,反应16小时后将反应冷却至室温,静置。制备待加工的氯铝酸盐离子液体,并将所述氯铝酸盐离子液体加入到手动进料泵中。在高压灭菌器中加入水和氢氧化钠,然后将残留物逐滴添加到高压釜中,控制温度小于或等于45°C,继续搅拌后下降,水解反应。最后,冷却减压得到水解产物,通过结晶和干燥得到苯膦酸。
图二:苯膦酸的合成
[1]王利生. 一种氯铝酸离子液体催化剂组合物的回收处理方法[P]. 北京市:CN104961767B,2017-10-27.
苯膦酸是一种化学物质,分子式是C6H7O3P,白色晶体。熔点:162-164℃ (lit.) · 沸点:241-243℃(lit.) · 密度:1.412 g/mL at 25℃(lit.) 。
苯膦酸易溶于水,溶于醇、醚和丙酮,不溶于苯及四氯化碳。
苯膦酸用作不饱和聚酯、聚氨酯树脂的添加剂,使它们产生阻燃性;加到尼龙中,可提高聚合度;作为极压剂可添加到润滑油中;用作羧酸和醇酯化的催化剂;处理纤维时,可提高其阻燃功能;也作为有机合成原料等。苯膦酸可以和锆盐的溶液反应,生成苯膦酸锆沉淀。苯膦酸锆是一类有机-无机杂化材料, 同时具有无机层状骨架的稳定性以及层间有机功能团的可设计性,广泛应用于材料领域。苯膦酸可作为混棉染色剂中间体、相应苯基膦酸盐可作为光稳定剂和热稳定剂、油漆防垢剂,也可作为尿醛树脂的催化剂。 用作不饱和聚酯、聚氨酯树脂的添加剂,使它们产生阻燃性等。
苯膦酸可由苯基磷酰二氯水解制得。或以硫代苯甲酰基膦酰二氯为原料,氧化,生成苯基膦酸二氯,在碱性溶液中水解而得苯膦酸[1].
图1 苯膦酸的合成反应式
在500mL四口瓶中将50g(0.19mol)对碘苯甲酸与50mL(0.29mol)亚磷酸三乙酯混合加入1g无水氯化镍,在氮气保护下升温到120°C,薄层色谱监测反应,二氯甲烷作展开剂,GF254硅胶板展开,4h反应结束。减压蒸出多余的亚磷酸三乙酯,降温到30°℃。加入150mL二氯甲烷,先用5%的碳酸钠水溶液(50mLX2)洗涤,再用纯水(50mLX2)洗涤,减压蒸馏除去二氯甲烷,加入200mL浓盐酸,回流10h后降温,抽滤得粗产品。用3%~5%碱液调pH9,加入3g活性炭回流脱色抽滤,滤液酸析,降温结晶,在0~5℃下抽滤得纯品苯膦酸31.5g,收率82%.
[1]Volle, Jean-Noel; Filippini, Damien; Midrier, Camille; Sobecki, Michal; Drag, Marcin; Virieux, David; Pirat, Jean-Luc Synthesis, 2011 , # 15 p. 2490 - 2494.
苯膦酰二氯是一种浅黄色液体,对水敏感,可溶于有机溶剂。它常被用作有机合成和农药合成的中间体,也可用作低挥发性增塑剂。此外,它还可以与适当的单体进行缩合反应,得到相应的聚合物。
苯膦酰二氯在接触水时会发生水解反应,生成苯膦酰酸和盐酸。此外,它具有一定的腐蚀性,需要注意避免皮肤接触和吸入蒸气。在使用时应佩戴个人防护装备,并在通风良好的场所进行操作。
图1 苯膦酰二氯的合成路线
苯膦酰二氯的合成方法是将苯基锌试剂与POCl3反应,得到目标产物分子。
苯膦酰二氯作为有机合成中的重要中间体,可用于合成多种有机磷化合物和含磷的生物活性分子,还用于制备各种含有磷的聚合物。
图2 苯膦酰二氯的应用
苯膦酰二氯的应用领域包括有机合成和聚合物制备。
[1] Verbelen, Bram ; et al Synthesis (2018), 50(10), 2019-2026
[2] Von Gentzkow, Wolfgang; Germany, patent, 2000-06-08
溴氟甲基膦酸二乙酯是一种化学物质,分子式为C5H10BrF2O3P。含氟化合物在有机物分子中的引入方法得到了广泛的研究和应用。尽管三氟甲基化的方法已经得到了充分地研究,其他氟烷基化的方法相对滞后一些。溴二氟甲基化反应是一个具有挑战性的反应,因为溴二氟甲基负离子不稳定。制备溴氟甲基膦酸二乙酯通常需要使用二溴二氟甲烷和亚磷酸三乙酯在密封的容器中进行反应。
溴氟甲基膦酸二乙酯
溴氟甲基膦酸二乙酯可以用于制备锌试剂。制备锌试剂的方法是将锌粉、THF和磁子放入圆底烧瓶中,在恒温条件下通入氮气,然后将二氟溴甲基膦酸二乙酯滴加到反应瓶中,过滤除去过量的锌粉,即可得到锌试剂。
另外,溴氟甲基膦酸二乙酯还可以用于制备3-二氟甲基膦酸二乙酯基氧化吲哚。制备方法是将N-甲基-N-苯基丙烯酰胺、溴氟甲基膦酸二乙酯、七水合硫酸亚铁和H2O2加入反应瓶中,加入乙腈并在适当的温度下搅拌反应,反应结束后通过减压除去溶剂,最后使用石油醚/乙酸乙酯进行分离,得到产物3-二氟甲基膦酸二乙酯基氧化吲哚。
[1] 朱梅, & 付维军. 一种3-二氟甲基膦酸二乙酯基氧化吲哚衍生物的合成方法. CN105218581A.
[2] 沈峰, 吕龙, & 沈其龙. (2020). N-硫二氟甲基膦酸二乙酯邻苯二甲酰亚胺:一种新的亲电氟烷硫基试剂. 化学学报.
[3] 焦群芳, 王哲烽, 益兵, 刘启皓, 王圣利, & 谢智乾等. 制备磺酰氧甲基膦酸二乙酯类化合物的方法. CN103848866A.
硫代吗啉-1,1-二氧化物是一种常温常压下为白色或灰白固体的氮杂环化合物,可用作药物分子的合成中间体。
通过向硫代吗啉-4-羧酸叔丁酯溶液中加入三氟乙酸,经过一系列步骤,可以得到硫代吗啉-1,1-二氧化物。
另一种合成方法是将钨酸钠二水合物、三辛基甲基硫酸铵、苯膦酸和双氧水溶液加入烧瓶中,然后加入硫代吗啉,经过反应和纯化步骤,可以制得硫代吗啉-1,1-二氧化物。
硫代吗啉-1,1-二氧化物可用作医药化学和有机合成中间体,广泛应用于抗菌试剂等生物活性分子的合成。它具有亲核性,可进行烷基化反应或酰基化反应。
1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 3.36-3.29 (m, 4H), 3.06-2.99 (m, 4H). 13C NMR (101 MHz, CDCl3) δ 53.5, 44.8
[1] Wu, Yachuang et al European Journal of Medicinal Chemistry, 158, 247-258; 2018
[2] Zhu, Mei et al European Journal of Medicinal Chemistry, 233, 114251; 2022
偏苯三酸三辛酯是一种精细化工生产的添加剂,常用于塑料材料分子的生产制备过程中。它是一种增塑剂,可用于多种塑料的合成,如聚氯乙烯、氯乙烯共聚物、硝酸纤维素和乙基丁酸纤维素等。与邻苯二甲酸酯类增塑剂相比,它具有相似的增塑效率和加工性能,且具有良好的耐久性能和电性能。
图1 偏苯三酸三辛酯的性状图
偏苯三酸三辛酯属于磷酸酯类化合物,具有良好的稳定性。它对水分的敏感性较低,但对氧化剂较为敏感。其中的膦原子是三价膦,容易在氧化剂的作用下转变为五价膦。因此,在室温环境中,为了防止被氧化变质,需要将偏苯三酸三辛酯远离氧化剂并密封保存。相比聚酯增塑剂,偏苯三酸三辛酯具有更好的相容性、塑化性能和低温性能,且具有优良的电性能,但耐油性稍差。
增塑剂是一类可溶于塑料基体中的化合物,通过与塑料分子相互作用来提高塑料的柔韧性、可加工性和耐久性等性能。偏苯三酸三辛酯是一种常用的工业增塑剂,其增塑效率和加工性能与邻苯二甲酸酯类增塑剂相似。它能够与塑料分子形成相互作用,减少塑料分子间的相互吸引力,从而增加塑料的柔韧性和延展性。这使得塑料在加工过程中更容易变形,提高了塑料的可塑性和可加工性。偏苯三酸三辛酯与聚氯乙烯等树脂具有良好的相溶性和透明性,但具有一定的毒性。它既是增塑剂,又是阻燃剂。在塑料制品的生产中,偏苯三酸三辛酯广泛应用于耐热电线电缆料、板材、片材密封垫等耐热和耐久性的制备。
[1] 宋启煌,马经文.偏苯三酸三辛酯(TOTM)增塑剂发展动向[J].广州化工, 1992, 20(1): 3.
(1-重氮基-2-氧代丙基)膦酸二甲酯是一种液体添加型有机磷系阻燃剂,具有阻燃性能优异、价格低廉和添加量少等优点。
图1 (1-重氮基-2-氧代丙基)膦酸二甲酯的合成路线[2]。
方法一:将NaH(0.67 g,60%w/w,16.75 mmol)溶解在苯(45 mL)中,并干燥THF(15 mL)。在冰上冷却混合物。加入(2-氧代丙基)膦酸二甲酯(15.3mmol)在干苯(15mL)中的溶液。形成白色固体。在室温下搅拌反应混合物1小时。向混合物中加入甲苯酰肼(16.23 mmol)在干苯(7.5 mL)中的溶液。在室温下搅拌混合物过夜。用Hyflo过滤混合物。真空浓缩混合物得到标题化合物(1-重氮基-2-氧代丙基)膦酸二甲酯。合成路线如图1所示。
方法二:将甲苯酰肼(2.14克,10.9毫摩尔)和碳酸钾(1.62克,11.7毫摩尔)加入市售的-(2-氧代丙基)膦酸二甲酯(8.37毫摩尔)在乙腈(5毫升)中的溶液中。在室温下搅拌反应混合物2小时。向混合物中加入饱和氯化铵水溶液(15mL)。用EtOAc(2 x 30 mL)萃取混合物。干燥合并的有机层。真空蒸发溶剂。通过色谱法(EtOAc)纯化粗产物得到标题化合物(1-重氮基-2-氧代丙基)膦酸二甲酯。合成路线如图1所示。
方法三:将配有磁力搅拌棒、气体入口、橡胶隔膜和带有玻璃塞的加料漏斗的三颈1L圆底烧瓶进行火焰干燥,用氮气吹扫,并加入粉末氢化钠(1.63g,40.7mmol,60%在矿物油中)。加入无水THF(230mL),将悬浮液冷却至0℃。通过加料漏斗在20分钟内滴加2-氧代丙基膦酸二甲酯100a(5.11 mL,37.0 mmol)在THF(32 mL)中的溶液。在0℃下再搅拌反应1小时,然后在15分钟内用叠氮化甲苯酯100b(14.76 g,74.9 mmol,小心。将反应物加热至室温,用乙酸乙酯通过硅藻土过滤,并浓缩成褐红色油状物。通过柱色谱(等度EtOAc)纯化,得到已知的(1-重氮基-2-氧代丙基)膦酸二甲酯,呈淡橙色油状:6.82g,35.5mmol,96%。Rf=0.27(EtOAc)。合成路线如图1所示。
[1] 黄彦琦,李文,宋娥媚. (1-重氮基-2-氧代丙基)膦酸二甲酯的合成[J].工业催化,2016.
[2] Mans, Daniel J. Exocyclic stereocontrol via asymmetric hydrovinylation in the general synthesis of Pseudopterogorgia natural products. Stereoselective X-Y-mediated cyclization studies of an allene-ynamide and an allene-aldehyde. 2008, 69(1), 422 pages.