（有机化学专业论文）三氯化稀土催化合成氮杂环膦酸酯和苯并咪唑化合物的研究.pdf

三氯化稀土催化合成氮杂环膦酸酯和苯并咪唑化合物的研究 中文摘要 中文摘要 本论文主要研究了稀土氯化物催化的合成氮杂环化合物的反应，得到了新型的 七元氮杂环膦酸酯和苯并咪唑衍生物。论文主要包括以下内容： 1 考察了三氯化镱催化下的邻苯二胺、p 二酮与亚磷酸酯的“一锅化”反应， 在温和的反应条件下以中等收率合成得到了一系列含1 ，5 苯并二氮杂卓结构单元， 的杂环膦酸酯，并对影响该反应活性和选择性的因素进行了讨论；不对称p 一二酮的 使用可使反应选择性地得到单膦酸酯产物；对反应机理进行了初步探索。 2 考察了三氯化镱催化下邻苯二胺和p 酮酯的反应，得到一系列苯并咪唑化 合物，反应条件温和，产率较高；通过底物的设计可方便制得官能化的苯并咪唑 衍生物；三氯化镱可循环使用。 关键诃：氮杂环膦酸酯；1 , 5 苯并二氮杂卓；苯并咪唑；三氯化稀土；三氯化镱； 催化；合成；“一锅化反应 作者：季晓峰 指导教师：徐凡 三氯化稀土傩化合成氮杂环膦酸酯和苯并咪唑化合物的研究 英文摘要 s t u d y o nt h es y n t h e s i so f a z a h e t e r o c y c l i cp h o s p h o n a t e sa ndb e n z i m i d a z o l e s c a t a l y z e db yl a n t h a n i d ec h l o r i d e s a b s t r a c t t h er e a c t i o n st o w a r d s s y n t h e s i so fn o v e la z a h e t e r o c y c l i cp h o s p h o n a t e sa n d b e n z i m i d a z o l e su s i n gl a n t h a n i d ec h l o r i d e sa sc a t a l y s tw e r es t u d i e di nt h i st h e s i s ： 1 t h e o n e 。p o t r e a c t i o no fd p h e n y l e n e d i a m i n e s ，1 3 - d i k e t o n e sw i t h p h o s p h i t e s c a t a l y z e db yy t t e r b i u mc h l o r i d e s ( y b c l 3 ) w a sd e v e l o p e dt oa f f o r ds e v e nm e m b e r e d a z a h e t e r o c y c l i cp h o s p h o n a t e se f f i c i e n t l ya n dd i r e c t l y t h er e a c t i o nw a sc a r r i e do u t u n d e rm i l dc o n d i t i o n sg i v i n g1 , 5 一b e n z o d i a z e p i n e 一2 - y l p h o s p h o n a t ei nm o d e r a t ey i e l d s t h ee f f e c t so fm o l a rr a t i o so fs u b s t r a t e sa n dr e a c t i o nc o n d i t i o n so nt h ea c t i v i t ya n d s e l e c t i v i t yo f t h ep r e s e n tr e a c t i o nw a ss t u d i e d ，a n dt h em e c h a n i s mw a sa l s op r o p o s e d 2 t h ec o n d e n s m i o nr e a c t i o no f d - p h e n y l e n e d i a m i n ew i t h1 3 - k e t o e s t e r sv i ay t t e r b i u m c h l o r i d e sc a t a l y s tw a ss t u d i e d ，w h i c hp r o v i d e db e n z i m i d a z o l e si ng o o dt oe x c e l l e n t y i e l d s u n d e rm i l dc o n d i t i o n s s o m ef u n c t i o n a l i z e db e n z i m i d a z o l e s c a na l s ob e s y n t h e s i z e dc o n v e n i e n t l yb yt h i sm e t h o d y b c l 3w a sf o u n dt ob ew a t e r - t o l e r a n ta n d c o u l db er e c o v e r e da n dr e u s e d k e y - w o r d s ： a z a h e t e r o c y c l i cp h o s p h o n a t e ； 1 , 5 一b e n z o d i a z e p i n e ；b e n z i m i d a z o l e ； l a n t h a n i d ec h l o r i d e s ；y t t e r b i u m c h l o r i d e s ；c a t a l y s i s ；s y n t h e s i s ；o n e - p o t r e a c t i o n i i w r i t t e n b y ：j ix i a o f e n g s u p e r v i s e db y ：x uf a n 苏州大学学位论文独创性声明及使用授权声明 学位论文独创性声明 本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师的指导下，独立 进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文 不合其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果，也不含为获得苏 , k l i 大学或其它教育机构的学位证书而使用过的材料。对本文的研究作 出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人承担本 声明的法律责任。 研究生签名：期：竺二! 鱼塑婴 学位论文使用授权声明 苏州大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆、清华大学论 文合作部、中国社科院文献信息情报中心有权保留本人所送交学位论 文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论 文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的 保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布( 包括刊登) 论文的 全部或部分内容。论文的公布( 包括刊登) 授权苏州大学学位办办理。 研究生签名：丝! 茎e t 期：! ：皇生型兰! 导师签名： 盗l 日期：霉 三氯化稀土催化合成氮杂环膦酸酯和苯并咪唑化合物的研究 前言 1 厶l 1 月i j吾 l e w i s 酸催化的有机反应在有机合成中起着重要的作用，且占据着不可替代的 地位。近年来很多新的l e w i s 酸由于其所具备的一些经典l e w i s 酸所缺乏的性质而 日益受到重视，对它们的研究日益深入，应用也日益广泛。如稀土金属催化剂， 利用其金属离子的强l e w i s 酸性，已在多类有机反应中显示了良好的活性，且利 用稀土原子的高配位数，又可使不同配位环境下的稀土配合物在反应中表现出不 同的选择性。尽管近些年来金属有机化学家们对稀土金属化合物的研究和报道已 在深度和广度上达到了很高的程度，但稀土化合物作为l e w i s 酸催化剂在有机合 成中的应用仍有十分广阔的开发空间。 已报道最多的稀土l e w i s 酸催化剂是稀土金属的三氟甲磺酸盐。其具有极强 的l e w i s 酸性，还兼具水稳定性和可循环使用性，可催化多种类型的反应且效果 极好，但是，其制备方法较复杂，价格也比较昂贵。三氯化稀土的l e w i s 酸性稍 弱，但制备方法比较简便，成本相对便宜。有关三氯化稀土催化有机反应的报道 相对较少，因此选择合适的稀土氯化物并考察其作为l e w i s 酸催化剂在不同类型 反应中的应用具有实际的意义。 o l 。氨基膦酸酯是天然氨基酸的类似物，其在生物，医药，农药等领域已经得到 了广泛的应用。目前已有报道的俚氨基膦酸酯从氨基所在的有机碳链的结构来看 可分为如下两类，一类是链状的，该类化合物最有效的合成方法是羰基化合物、 胺和亚磷酸酯的类m a n n i o h 一步反应；另一类则是氮杂环结构的，其所表现出的 生理活性尤为丰富。在后一类型中，已报道的化合物中氮杂环的大小可从三元至 八元不等，但据我们的文献查阅，其中对含有七元或七元以上大环结构的化合物 的报道很少。这类化合物同样可能有着重要的生理活性。 另外，苯并咪唑类化合物具有广泛的生理活性，如抗癌，抗真菌，消炎，治 疗低血糖和生理紊乱等，在药物化学中具有非常重要的意义。此外，它还作为有 机合成的中间体被广泛地运用。 本论文在本课题组已有的对稀土卤化物催化的碳氧、碳氮重键反应的研究工 作基础上，研究了稀土氯化物催化的七元氮杂环膦酸酯串联合成方法和苯并咪唑 化合物的合成反应。本论文亦对官能化苯并咪唑衍生物的合成进行了探索。 三氯化稀土催化合成氮杂环膦酸酯和苯并咪唑化合物的研究文献综述 第一章文献综述 a 氨基膦酸及其酯是天然氨基酸的类似物，其不仅可以作为天然氨基酸的替代 品，而且已被证明具有广泛的生理活性m 。已有报道表明其可应用于酶抑制剂f 2 一钉、 催化抗体的半抗原【5 1 、抗菌齐u t 6 , n 、抗h i v 试剂【引、杀虫剂【9 1 等方面。 ，。19 5 2 年f i e l d s 等人【1 0 j 首次合成洳氨基膦酸酯，随后，a 氨基膦酸酯的合成研 究越来越成为有机化学工作者关注的热点。尤其是各种氮杂环取代的瞵酸及其酯， 其结构的多样性及其在抗病毒、杀菌、杀虫【l l 】等诸多方面表现出的卓越活性使得 它们的合成方法成为多个研究小组的重点研究方向。2 0 0 4 年，s t e v e n s 课题组曾经 就氮杂环膦酸酯的合成方法作过综述f 1 2 】。本章将就2 0 0 4 年以后氮杂环膦酸酯合成 方法研究的新进展作一小结。 一三元氮杂环膦酸酯的合成 2 0 0 7 年，r o b e r t 1 3 】课题组报道了i n ( o t f ) 3 催化的膦酸酯基官能化的重氮甲烷 与亚胺的加成反应( 图1 1 ) ，反应总收率很好( 6 6 9 9 ) ，有一定的顺反选择性 ( c i s t r a n su pt o6 1 ) 。 n 2 c h p 0 3 p r 2 + p 1 2 争p a 妒匕+ p 出扎i i i ；喜云p 燃。p 匕+ p 燃3 p r 2 图1 - 1 3 4 二四元氮杂环膦酸酯的合成 2 0 0 5 年，s t e v e n s 1 4 组报道了由亚胺出发通过两步合成了四元氮杂环基膦酸 酯7 ( 图1 2 ) 。该反应最终产率不高，原因在于中间体6 的产率过低。 2 三氯化稀土催化合成氮杂环膦酸酶和苯并咪唑化含物的研究 文献综述 n ，r 2 r ， s 2 1 1e q u i v p ( o m e ) 3 t h f r e f l u x 图1 2 n a h t h f 。r e f l u x o m e ) 2 7 5 9 2 7 2 0 0 6 年，s t e v e n s 1 5 】j 、组报道了一例四元氮杂环膦酸酯的合成( 图1 3 ) 。该反 应在最初进行时并没有得到预期的六元环状产物1 2 ，仅仅得到了四元环产物l l 。 无论从分子内加成的位阻效应以及最终产物的稳定性考虑，这都是个意外的结 果。s t e v e n s 对该反应进行了深入的研究，通过计算化学的手段认为，碳负离子中 间体9 与l o 相比，9 受到膦酸酯基团与n 原子的双重稳定作用，是更为优势的中 间体，因而反应趋向生成四元环状产物，而难以生成六元环状产物。 o c 、儿n ，b n p h ，心人p ( 。m e ) ： o 8 r 强强 卜刚，卧删el 9 1 0 1 1 图l o 3 o m e ) 2 ￥ 2 ) ， 序 ，o 蹶 o一：!：6 3 。a 三氯化稀土催化合成氮杂环膦酸酯和苯并咪唑化合物的研究文献综述 三五元氮杂环膦酸酯的合成 2 0 0 4 年，o n y s k o i q 利用制备好的肚砜基亚胺基膦酸酯1 3 与巯基乙酸反应， 通过分子问亲核加成与分子内缩合反应，以1 l t 等收率得到噻唑啉基膦酸酯1 5 ( 图 1 4 ) 。在这个反应中，与原料亚胺键相联的三氯甲基起了至关重要的作用，它的存 在使得亚胺键得以活化，从而才能使后续反应顺利进行。 ( e t o ) 2 0 f f 。c i n , s 0 2 a h s a c o o h 1 3 a r ：4 - c i c s h 4 ，4 - c h 3 c e h 4 1 4 图1 - 4 y i e l d5 0 7 0 1 5 2 0 0 4 年，a m e d j k o u h 1 7 】从光学活性纯的稠杂环化合物1 6 出发，通过阿尔布佐 夫反应，制备了光学活性纯的稠杂环基膦酸酯1 7 。该化合物通过进一步转化，可 以合成光学纯的五元氮杂环膦酸酯1 8 ( 图1 5 ) 。 b t 1 6 b t = b e n z o t r i o z o l - l - y l 2e q u i v p ( o e t h 。 0 3e q u i v z n c l 2 0 h 2 c 1 2 0 o v e r n i g h t 桫9 三k 御 图1 5 2 0 0 6 年，s t e v e n s l l8 】从官能化膦酸酯衍生物1 9 出发，通过两步反应，以较好 的收率( 7 1 7 5 ) 得到2 吡咯基膦酸酯衍生物2 1 和2 2 ( 图1 6 ) 。该反应的关键 步骤是利用g r u b b s 催化剂2 3 ，通过烯烃复分解反应完成分子内关环。 4 怒 c 一壤 c 三氯化稀土健化合成氮杂环膦酸酯和苯并咪唑化合物的研究 文献综述 1 9 r 1 , r 2 = a r y l 。a k a i l 6t o o l 2 3 1 c h 2 c 1 2 。 p h 、1 7 ： o ( o m e ) 2 2 0 p h 、 r 3 m e s 誊- n y 霹n - m 啪e s 图1 - 6 e ) 2 土6瓣t00123 ( o m e ) 2 2 0 0 7 年，s t e v e n s 19 】同样希望从一类官能化膦酸酯化合物2 4 出发，通过分子 内关环反应合成氮杂环膦酸酯。遗憾的是，这样一类非末端烯烃对g r u b b s 催化剂 是钝化的，反应在苯中回流两个星期只能得到微量的产物2 5 。s t e v e n s 对方法进行 了改进，在微波促进并加热的条件下，以中等到高的收率得到了苯并吡咯基膦酸 酯衍生物2 5 ( 图1 7 ) 。 m w - h e a t i n g - - - - - - - - - - - - - - - - - 1 6 5 图1 7 5 p o ( o m e ) z 2 5 4 0 9 8 y i e l d 三氯化稀土催化合成氮杂环j i ；酸酯和苯并咪唑化合物的研究 文献综述 2 0 0 7 年，s t e v e n s p o ) , , j 、组从烯基膦酸酯2 6 出发，以中等收率合成了结构新颖 的膦酸酯基官能化眯唑酮衍生物2 8 ( 图1 8 ) 。 冀el k t hf r e f l u x 2 6 r - p h ( h e t e r o ) a r y l 图1 - 8 o 型l h n 八n h- h n n h t 肝 r 1 双p 。( 。e t ) 2 2 8 4 4 4 9 y i e l d 2 0 0 7 年，g a j d a t 2 1 】小组利用异硫氰酸酯官能化的膦酸酯2 9 与亚胺反应，在强 碱的作用下合成了一对顺反异构的膦酸酯基官能化眯唑硫酮衍生物3 0 、3 1 ( 图 1 9 ) 。反应收率为2 8 9 6 ，顺反比为t r a n s ? c 西= 3 9 ：6 1 9 6 ：4 。 陬e t o n 、bc s 毒善 r 1 限妇 嚣、 o 图1 - 9 一e t o e t o 转s 、口= ，h 一发 “ 2 0 0 8 年，k o l o d i a z l m y i 2 2 】利用呋喃官能化的洳氨基膦酸酯3 2 ，通过d i e l s - a l d e r 反应成功合成了稠杂环取代的膦酸酯3 3 ( 图3 1 0 ) ，收率为2 9 9 1 ，d r 值为6 0 ：4 0 9 8 ：2 。 艮n r 1 ( m e o ) 2 p ( o ) h 2 h 2 c 2 0 42 h 2 0 叭兰 图1 1 0 6 h 吨 肛 硼 、z h p 嗡净玎 ：； ， 协酊 日e 三氯化稀土催化合成氮杂环膦酸酯和苯并咪唑化合物的研究 文献综述 四六元氮杂环膦酸酯的合成 2 0 0 6 年，w a n gb i n l 2 3 】报道了从2 ，3 一二氯一l ，4 - 萘二酮3 4 出发，通过两步反应 合成了稠合的六元环状a 氨基膦酸酯3 6 ( 图1 1 1 ) ，反应收率中等到高。 o 3 4 1 n a n 0 2 h c i c h 3 0 h h 2 0 8 0 1 3 。3 h 2 n a 2 s 2 0 4 ，c h 3 c h 2 0 h h 2 0 n 3 0 m i n o 图1 1 l p h o p c i 2 ，r 1 ( c o ) r 2 ， t h f 。0 t or t 。2 4h 3 6 r 1r zy i e l d ( ) m em e8 2 迟毗： 3 3 同年，该小纠2 5 1 以类似的路线来合成六元环状q 氨基膦酸酯3 7 ( 图1 1 2 ) ， 收率中等。与前述报道不同的地方在于，产物酯基部位被氯代，可以作为合成中 间体进一步发生转化。 o o 3 5 p c i 3 。r 1 ( c o ) r 2 t h f 0 t or t 。1 2h 图1 1 2 同年，w a n gb i n l 2 4 】又报道了由邻氨基酚3 8 ，酮3 9 ，二氯亚磷酸酯4 0 出发， 通过一锅煮的方法合成了六元环状洳氨基膦酸酯4 1 ( 图1 1 3 ) ，产率较高。 7 叫主 吣。 弱 酊 晒 三氯化稀土俄化合成氮杂环膦酸酯和苯并咪唑化合物的研究文献综述 t h f k 2 c 0 3 6 2 9 2 图1 1 3 o 4 1 r 1 3 2 0 0 7 年，w uj i e 2 6 j 课题组报道了一例由邻炔基苯甲醛4 2 ，胺4 3 ，亚磷酸二 乙酯4 4 出发；通过一锅化的方法合成了六元氮杂环膦酸酯4 5 ( 图1 - 1 4 ) j ，产率很 好( 7 2 9 f ；) 。该反应对催化剂有严格的要求，只有a g ( o t f ) 3 作为催化剂时，反 应最终才能得到关环产物，在使用其他l e w i s 酸作为催化剂时，反应只能得到直 链状产物4 6 。 + r 2 一n h 2 + h p o ( o e t ) 2 塑! 堕旦竺塑 e t o h 6 0 r 1 4 34 4 图1 1 4 2 0 0 9 年，p a l a c i o s 口刀报道了，b 不饱和亚胺4 7 出发，通过两步反应合成了膦 酸酯基官能化的嘧啶酮衍生物4 9 ( 图1 1 5 ) ，收率很好( 8 7 9 0 ) 。 吣 璺u r - a 卜吮h 3 n h f 、r o e t i 、o e t 舨n 八。 h 4 8 图1 1 5 8 c o 见o 。 re t a n c h 2 c 1 2 哄d ，o e t 。i 、o 日 a 卜n f ；1 人c h 。 l r 4 9 疋譬 吣。 嚣认艏鑫艏 三氯化稀土催化合成氮杂环膦酸酯和苯并味唑化合物的研究 文献综述 五七元及七元以上氮杂环膦酸酯的合成 2 0 0 5 年，s t e v e n s l 2 8 】课题组通过三组分的烯烃复分解反应，合成了结构新颖的 苯并七元氮杂环膦酸酯5 0 ( 图1 1 6 ) ，收率中等到高( 5 0 8 0 ) 。 r 2 夕 n - p g p o ( o m e ) 2 5 e q u i v 夕r 2 1 0m o l 2 3 c h 2 c i ；! ：l h m e s 斧- n y 霹n m 帆e s 南p g 5 0 5 0 8 0 2 0 0 6 年，j e l l n y 【2 轴课题组在利用y - 氨基醇5 1 制备洳氨基膦酸酯时，除了得到 了预期的直链状产物5 2 之外，还得到了一个七元环状的产物5 3 ( 图1 1 7 ) ，可惜 的是该产物收率较低( 7 ) 。 h o m n h 2 5 t 1 r c h o 2 h p o ( o e t ) 2 t o l u e n e 1 0 0 8 h r = p h o - c i p h p - c i p h o - m e p h h 。科爻o 品e t e t 图1 1 7 5 2 厂、 + h k y o 三o 日 k 5 3 2 0 0 8 年，s t e v e n s 3 0 】课题组通过烯烃复分解反应，合成了结构新颖的苯并八元 氮杂环基膦酸酯5 4 ( 图1 1 8 ) ，收率较好( 7 0 7 4 ) 。 9 三氯化稀土催化合成氮杂环膦酸酯和苯并咪唑化合物的研究文献综述 六小结 1 5 2 3 。b e n z e n e 1 4h 2 2 r u c l h ( c o ) ( p p h 3 ) 3 2 3 图1 1 8 综合本小结以及有关氮杂环膦酸酯合成的其他报道，可以看到，氮杂环膦酸 酯不仅结构多样，生理活性丰富，其合成途径也千变万化，运用了多种反应类型， 如烯烃复分解反应，d i e l s - a l d e r 反应，亲核取代反应，等等，这些都给有机化学 工作者提供了广阔的研究领域。因此，无论是合成结构新型的氮杂环膦酸酯并研 究其应用，还是探索新颖高效的合成路线，都是十分重要也是十分有趣的。 1 0 w洲。八瓣 三氯化稀土催化合成氦杂环膦酸酯和苯并味唑化合物的研究 文献综述 参考文献 1 ( a ) k a f a r s k i ，p ；l e j c z a k ，b p h o s p h o r u s , s u l f u r , s i l i c o n1 9 9 1 ，6 3 ，19 3 ；( b ) s e t o ，h ； k u z u y a m a ，tn a t p r o d r e p 1 9 9 9 ，1 6 , 5 8 9 ；( c ) a m i n o p h o s p h o n i c a n d a m i n o p h o s p h i n i ca c i d s c h e m i s t r ya n db i o l o g i c a la c t i v i t y , k u k h a r vp ，e d s ； w i l e y ：c h i c h e s t e r , u k ，2 0 0 0 2 a l l e n ，m c ；f u h r e l ；w j ；t u c k ，b ；w a d e ，r ；w o o d ，j m j r m e dc h e m 。1 9 8 9 ，3 2 ， 1 6 5 2 3 ( a ) d i n g ，j ；f r a s e r , m e ；m e y e r , j h ；b a r t l e t t ，p a ；j a m e s ，m n gz a m c h e m s o c 1 9 9 8 ，1 2 0 ，4 610 ；( b ) s m i t h ，w w ；b a r t l e t t ，p a za m c h e m s o c 1 9 9 8 ，1 2 0 , 4 6 2 2 4 ( a ) b i r d ，j ；d e m e l l o ，r c ；h a r p e r , gp ；h u n t e r , d j ；k a r r a n ，e h ；m a r k w e l l ，r e ；m i l e s - w i l l i a m s ，a j ；r a h m a n ，s s ；w a r d ，r w ：zm e d c h e m 1 9 9 4 ，3 7 , 1 5 8 ； ( b ) b o d u s z e k ，b ；o l e k s y s z y n ，j ；k a m ，c m ；s e l z l e r , j ；s m i t h ，r e ；p o w e r s ，j 。c ， z m e d c h e m 1 9 9 4 ，3 7 , 3 9 6 9 5 h i r s c h m a n n ，r ；s m i t l l ，a b ，i i i ；t a y l o r , c m ；b e n k o v i c ，只a ；t a y l o r , s d ； y a g e r , k m ；s p r e n g l e r , ea ；b e n k o v i c ，s j s c i e n c e1 9 9 4 ，2 6 5 ，2 3 4 6 a l l e n ，j q ；a t h e r t o n ，f r ；h a l l ，m j ；h a s s a l l ，c h ；h o l m e s ，s w ；l a m b e r t ，r w ：；n i s b e t , l j ；r i n g r o s e ，p s n a t u r e1 9 7 8 ，2 7 2 ，5 6 7 a t h e r t o n ，f r ；h a s s a l l ，c h ；l a m b e r t ，r w ：zm e d c h e m 1 9 8 6 ，2 9 ，2 9 8 ( a ) c a m p ，n p ；h a w k i n s ，p c d ；h i t c h c o c k ，rb ；g a n i ，d b i o o r g m e d c h e m l e t t 1 9 9 2 ，2 ，10 4 7 ；( b ) h a e b i c h , d ；h a n s o n ，j ；p a e s s e n s ，a e u r p a t a p p l e p 4 7 2 0 7 7 ，1 9 9 2 ，b a y e ra g ；c h e m a b s t r 1 9 9 2 ，1 1 7 , 2 7 1 6 1 z ；( c ) p o w e r s ，j c ； b o d u s z e k ，b ；o l e k s y s z y n ，j p c ti n t a p p l w o9 52 9 6 91 ，19 9 5 ，g e o r g i a t e c h n o l o g yr e s e a r c hc o r p ；c h e m a b s t r 1 9 9 6 ，1 2 4 ，2 0 310 2 m 9 m a i e r , l p h o s p h o r u s , s u l f u r , s i l i c o n1 9 9 0 ，5 3 ，4 3 10 f i e l d s ，e k za m c h e m s o c 1 9 5 2 ，7 4 ，15 2 8 1 1 ( a ) h a e b i c h ，d ；h a n s o n ，j ；p a e s s e n s ，a e u r p a t 。a p p l 。，e p4 7 2 0 7 7 ，19 9 2 ；c h e m a b s t r 1 9 9 2 ，11 7 ，2 7 1 6 1 ；( b ) h a e b i c h ，d ；h a n s e n ，j ；p a e s s e n s ，a e u r p a t a p p l 。， e p4 7 2 0 7 8 ，1 9 9 2 ；c h e m a b s t r 1 9 9 2 ，116 ，2 5 6 0 5 9 ；( c ) h a e b i c h ，d ；h e n n i n g ，r ； h a n s e n ，j ；p a e s s e n s ，a g e r o f t e n ，d e4 016 9 9 4 ，19 91 ；c h e m a b s t r 19 9 2 ，1 l6 ， l5 2 414 ；( d ) h a s s a n ，j p c t i n t a p p l ，w o2 0 0 0 0 0 4 0 31 ，2 0 0 0 ；c h e m a b s t r 2 0 0 0 ， 三氯化稀土催化合成氮杂环膦酸酯和苯并咪唑化合物的研究 文献综述 13 2 ，】0 810 2 ；( c ) b u g i a n e s i ，r 。l ；d o h e r t y , qa ；g e n t r y , a ；h a l e ，j j ；l y n c h ，c l ；m i l l s ，s g ；n e w a y , w e p c t i n t a p p l ，w o2 0 0 3 0 6 2 2 5 2 ，2 0 0 3 ；c h e m a b s t r 2 0 0 3 ，1 3 9 ，1 4 9 5 2 0 ；( dd o h e r t y , ga ；f o r r e s t ，m j ；h a j d u ，r ；h a l e ，j j ；l i ，z ； m a n d a l a ，s m ；m i l l s ，s g ；h u g h ，r ；s c o l n i c k ，e m p c t i n t a p p l ，w o 2 0 0 3 0 6 1 5 6 7 ，2 0 0 3 ；c h e m a b s t r 2 0 0 3 ，1 3 9 ，1 4 9 4 1 3 ；( g ) l e l l ，b ；r ，r ；w i e s n e r j ； m i s s i n o u ，m a ；s c h i n d l e r , a ；b a r a n e k ，t ；h i n t z ，m ；h ，d ；j o m a a ，h ；k r e m s n e r , p ga n t i m i c r o b a g e n t sc h e m o t h e r 2 0 0 3 ，4 7 ，7 3 5 1 2 k r i s t o f , m ；l n g e ，l ；s t e v e n s ，c v c h e m r e v 2 0 0 4 ，1 0 4 ，6 17 7 13 r o b e r t o ，p ；n a t a l i a ，k ；a n t i m o ，g t e t r a h e d r o nl e t t 2 0 0 7 ，4 8 , 4 911 1 4 k r i s t o f , m ；s t e v e n s ，c v s y n t h e s i s2 0 0 5 ，2 0 ，3 6 0 3 15 v e r o n i q u e ，v ，s ；s t e v e n s ，c v za m c h e m s o c 2 0 0 6 ，1 2 8 ，8 4 6 8 1 6 y u l i y a , v r ；p e t r o ，p o ；a n a t o l i i ，d s e u r j r d 营c h e m 2 0 0 4 ，3 6 4 3 17 m o h a m e d ，a ；k r i s t i n a ，w t e t r a h e d r o nl e t t 2 0 0 4 ，4 5 ，517 5 18 k r i s t o f , m ；n i e o l a i ，d ；s t e v e n s ，c v zo r g c h e m 2 0 0 6 ，7 1 ，4 0 0 6 1 9 n i c o l a i ，d ；s t e v e n s ，c v o r g 三口纯2 0 0 7 ，9 ，4 6 5 2 0 b a r t ，v ；s t e v e n s ，c v t e t r a h e d r o n2 0 0 7 ，6 3 ，7 6 7 9 2 1 r o m a n ，b ；t a d e u s z ，g t e t r a h e d r o nl e t t 2 0 0 7 ，4 8 ，58 5 9 2 2 g e o r g i y ，o ，k ；o l e g ，i ，k t e t r a h e d r o n2 0 0 7 ，6 3 ，12 5 7 6 2 3 b i n ，w ；z h i ，w m ；c h e n ，r y h e t e r o c y c l e s2 0 0 6 ，6 8 ，2 1 2 3 2 4 b i n ，w ；z h i ，w ，m ；y o u ，h ；c h e n ，r y h e t e r o a t o mc h e m 2 0 0 7 ，1 8 ，6 5 2 5 b i n ，w ；z h i ，w ，m ；c h e n ，r y h e t e r o a t o mc h e m 2 0 0 7 ，1 8 ，3 5 9 2 6 w e i ，s ；d i n g ，q p ；s u n ，x y ；w u ，j zc o m b c h e m 2 0 0 7 ，9 6 9 0 2 7 j a v i e r , v ；d o m i t i l a ，a ；f r a n c i s c o ，p j o r g c h e m 2 0 0 9 ，7 4 ，4 5 2 2 8 d i e l t i e n s ，n ；s t e v e n s ，c v s y n l e t t2 0 0 6 ，2 7 7 1 2 9 j e n n y ，z ，o ；a r e l y ，h ，m ；h e r b e r t ，h h e t e r o a t o mc h e m 2 0 0 6 ，17 ，7 5 3 0 n i c o l a i ，d ；s t e v e n s ，c v t e t r a h e d r o n2 0 0 8 ，6 4 ，4 2 9 5 1 2 三氯化稀土催化合成氪杂环膦酸酯和苯并咪唑化合物i i j 珂f 究 实验部分 1 1 原料 第二章实验部分 第一节原料及试剂 三氯化稀土催化合成衄杂环膦酸酯和苯并咪唑化合物的研究实验部分 1 4 三氯化稀土催化合成氮杂环膦酸酯和苯并咪唑化台物i i , j 珂r 究实验部分 三氯化稀土催化合成氮杂环膦酸酯和苯并咪唑化合物( 1 j l i j f 究实验部分 1 2 试剂与溶剂的处理 所有操作均在氩气保护下进行。 1 2 1四氢呋喃、正己烷、甲苯：经无水氯化钙干燥数天后，加金属钠丝回流至 加入二苯甲酮后呈蓝紫色，蒸出备用。 1 2 2 二氯甲烷：经无水氯化钙干燥数天后，加p 2 0 5 回流蒸出备用。 1 2 3l 4 二氧六环：金属钠回流后蒸出，封管备用。 1 2 4 乙腈：在经过脱水脱氧充氩处理的两口瓶中，用氢化钙干燥一天左右，蒸 出备用。 ， 1 2 5 液态醛、酮：经无水m g s 0 4 干燥数天后，在经过脱水脱氧充氩处理的两口 瓶中，用氢化钙干燥一天左右，蒸出备用。 1 2 6 乙酰丙酮、乙酰乙酸乙酯：处理方法同醛的无氧处理方法。 1 2 7 固态醛、酮：将固体在研钵中碾碎后，在反应瓶中真空脱水脱氧5 小时以 上，再通氩气封瓶备用。 1 2 8 液态胺：经固体氢氧化钠干燥数天后，在经过脱水脱氧充氩处理的两口瓶 中，用氢化钙干燥一天左右，蒸出备用。 1 2 9 固态胺：处理方法同固态醛的处理方法。 1 2 1 0 邻苯二胺：将2 5g 邻苯二胺溶于2g 亚硫酸氢钠的水溶液中，煮沸，加入 活性炭脱色，热过滤，滤液冷却后析出白色固体，过滤得到纯邻苯二胺； 置于反应瓶中真空脱水脱氧6 小时以上，再通氩气封瓶备用。 1 3 部分原料及催化剂的制各 1 3 1 无水三氯化稀土的制备 根据文献i ，称取一定量的稀土氧化物，按比例加入氯化铵，用l ：l 的优级纯 盐酸溶解，趁热用g 一3 玻璃砂芯漏斗过滤，将滤液加热蒸发至干，得固体颗粒， 装入升华管，抽真空并逐渐加热，在1 0 0 左右抽4 小时，除去固体颗粒的水分。 然后逐步升温，固体氯化铵逐渐升华至横管中，8 小时左右后温度逐渐升到4 3 0 ， 使氯化铵全部升华出来，得到无水三氯化稀土，分析稀土及氯含量，纯度 9 8 。 1 6 三氯化稀土催化合成氦杂环膦酸酯和苯并咪唑化合物的研究 实验部分 11 3 2 y b ( o t f ) 3 的制备【2 】 根据文献【2 】，称取一定量的y b 2 0 3 ，用l ：1 的三氟甲磺酸的水溶液溶解，加热、 煮沸3 0 分钟至l 小时，趁热过滤除去不溶性氧化物，将滤液中的水减压抽除，得 到y b ( o t f ) 3 的水合物：在1 8 0 - - 2 0 0 的条件下真空加热4 8 小时，得到无水 y b ( o t 0 3 ，分析稀土含量。 j1 3 3 亚磷酸- - 7 酯的制备例 将三氯化磷( 2 0 6 9 ，0 1 5m 0 1 ) 的四氯化碳( 15m l ) 浴液搅拌下慢慢加入乙 醇( 2 0 7g ，0 4 5m 0 1 ) 的四氯化碳( 2 2m l ) 溶液。反应开始进行，并伴有热量放 出。反应物在9 0 回流3 0 分钟后，通入空气以除去氯化氢。减压除去低沸物后， 继续减压蒸馏得无色液体，即为亚磷酸- - 7 , 酯( b p7 3 7 4 1 4m m h g ) ，收率7 4 。 将亚磷酸二乙酯用氢化钙干燥两天左右，静置，清液用钢管转移至试剂瓶内。在 液氮冷却下，经反复抽真空一充氩处理后封管备用。 1 3 4 亚磷酸二异丙酯的制备【3 1 将三氯化磷( 1 3 7g ，0 1m 0 1 ) 的四氯化碳( 4m l ) 溶液在冰水浴冷却、搅拌 情况下慢慢滴加入异丙醇( 1 8g ，0 3m 0 1 ) 的四氯化碳( 1 8m l ) 溶液。滴完后撤 去冰水浴，室温下保持l 小时。后续操作同“亚磷酸二乙酯的制备”。亚磷酸二异丙 酯( b p8 0 _ 8 l 1 6m m h g ) 收率7 0 。 1 3 52 ，4 一u , - - 酮的制型4 】 在2 5 0m l 三颈瓶中加入5 8 5m l ( o 6 0m 0 1 ) 乙酸乙酯，4 6g 钠( 预先在二甲 苯中分散好) ，在搅拌下加入3 2m l ( o 0 3 5m 0 1 ) 丁酮，略微加热引发反应( 反应 体系变黄或有沉淀析出) ，反应引发后，将反应瓶置于冰水浴，缓慢滴加剩余的酮 6 0m l ( o 0 6m 0 1 ) ，用时约l 小时，控制三颈瓶中混合液温度在0 - - 5 之间；滴 加完毕后，继续在冰水浴中搅拌2 小时；室温下静置过夜，反应结束后，加入1 0 0 m l 冰水，用冰醋酸调节体系至中性，乙醚( 1 0 0m l 2 ) 萃取两次，合并有机层， 无水硫酸钠干燥后，再经减压分馏，收集1 5 4 _ 1 5 7 馏分，即为产物，产物为无 色油状液体，收率3 0 。1 hn m r ( 4 0 0m h z ，c d c l 3 ) 60 p m ) ：1 6 4 5 ( s ，o 1h ) ，5 5 1 ( s ， 1 7 三氯化稀土催化合成氮杂环膦酸酯和苯并咪唑化合物的研究 实验部分 0 8h ) ，3 6 0 ( s ，0 3h ) ，2 5 8 2 2 8 ( m ，2h ) ，2 1 3 z 0 6 ( d ，3h ) ，1 1 6 1 0 5 ( m ，3h ) 。 1 3 66 _ 甲基_ 2 ，4 - 庚二酮的制备 在2 5 0m