H-亞磷酸酯在功能磷小分子合成中的應用研究.pdf

1、H-亞磷酸酯及其衍生物在有機合成中有廣泛的應用。由于其自身具有廉價易得、易保存、化學反應活潑等優(yōu)點。H-亞磷酸酯是合成α-胺基膦酸、環(huán)狀α-胺基膦酸酯、α-羥基膦酸酯、磷酰胺、炔基膦酸酯、雙膦酸、核苷磷酸酯、環(huán)氧烷基膦酸酯、聚烯基膦酸酯等一系列重要化合物的原料。H-亞磷酸酯表現(xiàn)出多樣的反應活性,是因為H-亞磷酸酯作為磷?；鶊F能夠和許多物質發(fā)生磷?；磻-亞磷酸酯在合成有機含磷功能化合物中的應用是中外科學家的研究熱點。
　　

2、 本論文著重研究H-亞磷酸酯在合成有機功能磷小分子化合物中的一些應用以及對所合成化合物的結構進行研究,具體內容如下:
　　 一、H-亞磷酸酯和端基炔在CuSO4·5H2O催化下,發(fā)生氧化偶聯(lián)反應生成炔基膦酸酯。CuSO4·5H2O作為催化劑催化C-P鍵的形成未見報道過,而且自身具有廉價易得,易儲存,對環(huán)境友好,實驗操作過程中性質穩(wěn)定等優(yōu)點。對反應溶劑、催化劑的量、溫度、堿配體進行了考察,對反應條件進行優(yōu)化,用優(yōu)化好的反應條件合成

3、了22個炔基膦酸酯,其結構均經(jīng)HRMS,NMR,ESI-MS,IR譜圖確定。并對反應機理進行了推測。本文提供了一個有效的CuSO4·5H2O催化端基炔和H-亞磷酸酯發(fā)生氧化偶聯(lián)反應生成炔基膦酸酯衍生物的方法。
　　 二、以2-羥基苯乙酮衍生物或2-羥基苯甲醛衍生物與脂肪胺和H-亞磷酸酯三組分在甲苯中回流,通過“一鍋煮”的方法,成功合成了一種新型的五元磷雜環(huán)——3-胺基-2-羥基-2-氧代苯并[1,2-d]-1,2-氧磷雜環(huán)戊烷衍

4、生物。并且發(fā)現(xiàn)起始物不同,反應所需要的磷試劑也不同。以2-羥基苯乙酮衍生物為起始物時,能夠和各種脂肪胺及H-亞磷酸酯發(fā)生反應生成目標環(huán)狀產(chǎn)物,其中尤以H-亞磷酸異丙酯作為磷試劑的反應產(chǎn)率最高。而以2-羥基苯甲醛為起始物時,用H-亞磷酸異丙酯并不能生成環(huán)狀產(chǎn)物,而是得到了直鏈的α-胺基膦酸酯。只能在用H-亞磷酸二苯酯作為磷試劑的情況下和各種脂肪胺得到環(huán)狀的α-胺基膦酸酯。對反應條件進行了優(yōu)化,共合成27個化合物,其結構經(jīng)HRMS,NMR,

5、ESI-MS,IR譜圖得到確定,推測了反應機理。由于此方法具有操作簡單,反應條件溫和,產(chǎn)物過濾就可純化等優(yōu)點,為合成新型五元磷雜環(huán)即環(huán)狀α-胺基膦酸酯提供了一個有效的合成方法。
　　 三、在喹啉的2位引入胺基不僅會降低其毒性,而且合成2-胺基喹啉還具有抗癌和抗氧化活性,因此,合成一系列地2-胺基喹啉將會是一個比較有意義的課題。本文中,2-胺基喹啉是由氧化喹啉和叔胺在H-亞磷酸酯和四氯化碳的輔助下生成的。反應條件得到優(yōu)化,叔胺在H

6、-亞磷酸酯和四氯化碳的輔助下,在喹啉的α位發(fā)生親核取代反應生成了16個2-胺基喹啉,運用量子化學計算,磷譜跟蹤等技術對反應機理進行了推測。合成出的2-胺基喹啉得到NMR和ESI-MS譜圖確定。本文提供了一個新方法來合成2-胺基喹啉。
　　 四、以H-亞磷酸酯為原料分別與二氯甲烷、甲醛等經(jīng)過兩步反應生成亞乙烯基雙膦酸四乙酯,亞乙烯基雙膦酸四乙酯和芳香胺發(fā)生Micheal加成反應得到了8個支鏈含氮雙膦酸衍生物,其結構均經(jīng)NMR,ES

7、I-MS和IR確定,并優(yōu)化了反應條件。為了研究抗骨質疏松藥物支鏈含氮雙膦酸衍生物的結構,運用多級質譜分析了8個支鏈含氮雙膦酸酯的裂解規(guī)律,不管是[M+H]+,還是[M+Na]+經(jīng)過脫去一系列的乙烯和水分子之后,都生成了含有P-O-P-C四元環(huán)的離子碎片。并且在負離子模式下,用電噴霧多級質譜分析了8個支鏈含氮BPs(其中包括帕米雙膦酸、阿倫雙膦酸及其五個?；a(chǎn)物和利噻雙膦酸)的裂解方式。檢測到含氮雙膦酸能連續(xù)失去一個或兩個水分子而形成的裂

8、解離子碎片中都含有P-O-P-C四元環(huán)離子。含有P-O-P-C四元環(huán)的碎片離子可以作為判定分子結構中是否含有雙膦酸或雙膦酸酯基團。另外,除了全部BPs的典型裂解離子,氯乙酰阿侖雙膦酸、氯乙酰帕米雙膦酸和利噻膦酸顯示一些自己所特有的與自身結構相關的裂解離子,其中包括由它們烯醇負離子失水得到的含有炔鍵的離子。利用氫/氘(H/D)置換實驗、量子理論計算和高分辨質譜(Q-TOF)等試驗裂解途徑進行了驗證。這些質譜裂解結果對含氮雙膦酸衍生物結構鑒