Chem. Eur. J. :可见光催化下从白磷直接合成膦酰基三乙酸酯类化合物

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北京大学张文雄教授课题组报道了光催化下从白磷直接构筑膦酰基三乙酸酯类化合物的新方法。与传统路线相比,该方法具有操作简单,条件温和,无氯化过程等优势。合成的化合物在配体合成以及萃取剂研发方面有一定应用前景。


有机膦化合物在有机合成、医学以及农业等诸多领域有广泛的用途。目前大部分有机膦化合物都是从白磷出发,经由含磷中间体(如三氯化磷、五氯化磷以及磷化氢等)和之后的官能团化制备。这些方法操作繁琐且涉及到较多有毒物质的使用。因此,发展更加高效环保的方式从白磷出发直接构筑有机膦化合物很有意义。作为有机膦化合物的一种,膦酰基三乙酸酯可用于有机配体和新型萃取剂的研发。但是,现有的合成方法需要先合成三价膦中间体,之后氧化得到目标产物,且需要苯加热回流等较为苛刻的反应条件。


为了发展更加温和高效的方法合成膦酰基三乙酸酯类化合物,张文雄教授课题组尝试光催下白磷直接与α-溴代酯类化合物反应。条件筛选和底物拓展表明,使用面式三(2-苯基吡啶)合铱(简称fac-Ir(ppy)3)作为光催化剂,醋酸钠作为添加剂,白磷和α-溴代乙酸酯类化合物(以磷原子计)按照1:7.5的摩尔比反应24 h,可以方便地合成13种膦酰基三乙酸酯类化合物,收率在21%-75%。



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图1、膦酰基三乙酸酯类化合物的合成

通过核磁磷谱以及高分辨质谱等对反应中间体进行监测,并结合文献报道提出了可能的反应机理,即光催化剂被蓝光激发后发生氧化淬灭,在这个过程中α-溴乙酸酯被还原得到溴离子以及对应的烷基自由基,烷基自由基可与白磷反应最终得到膦酰基三乙酸酯类化合物。

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图2、反应机理研究

所报道的方法具有条件温和,操作简单,环境友好(不涉及氯化过程)等优点。合成的膦酰基三乙酸酯化合物可应用于有机配体的合成中。

文信息

Direct Synthesis of Phosphoryltriacetates from White Phosphorus via Visible Light Catalysis

Yu Chen, Wei Liu, Xinlei Huangfu, Junnian Wei, Jiangxi Yu, and Wen-Xiong Zhang


Chemistry – A European Journal

DOI: 10.1002/chem.202302289

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