南京工业大学沈志良团队| 连续脱氟膦氧化反应研究

  • A+

有机膦化合物在有机合成、药物化学、材料化学领域受到了广泛应用,由精确设计而来的三芳基(或杂芳基)膦氧化合物除了展现出特殊的生物活性外,还可作为重要的中间体用于合成相应的膦配体。


在早期合成膦氧化合物的工作报道中有三种方法较为常见:1)由过渡金属催化,使膦酸酯与芳基供体(如芳基卤化物、芳基重氮盐、芳基硼酸等)发生交叉偶联反应;2)在强碱催化条件下,使膦卤化合物发生亲电的膦类傅克反应(PFC);3)使用当量级的氧化剂,经自由基反应,将以磷原子为反应中心的有机膦化合物转化为有机膦氧化合物。

然而上述的方法大多需要使用预先制备的芳基(杂芳基)前体,制备这些前体需要使用价格高昂的金属催化剂/稳定性较差的试剂,导致这些反应体系的反应条件较为苛刻,进而限制了底物的拓展。针对这些缺点,近年来,基于{attr}3103{/attr}(cascade reaction)开发出的反应体系较好的补充了有机膦氧化合物合成领域的缺陷,但仍有许多体系亟需开发。


近日,南京工业大学沈志良课题组首次报道了以全氟烷基化的酮类化合物与膦氧化合物为底物,使用当量级有机碱,仅在室温条件下即可通过连续多步C-F键断裂及再芳构化,制备氟烷基化、膦酸化的呋喃衍生物的反应方法。



该工作从反应温度、碱的种类、溶剂的种类等角度进行探索,发现在70℃条件下、氮气氛围中,以乙腈为溶剂,使用两当量的三乙烯二胺(DABCO),即可以86%的分离产率获得再芳构化的、含有全氟烷基的目标膦氧化合物(Table 1)。


随后该组以此为模板条件进行了底物拓展研究,在该反应体系下,具有对称/非对称结构的膦氧化合物(Table 2)、含有不同取代基/不同碳链长度全氟烷基的酮类化合物均可兼容(Table 3),且有着中等至良好的收率。


除此之外,使用模板反应条件的放大反应能顺利进行,并且该组还成功的将合成出的膦氧化合物还原为有机膦化合物,在配体合成方向上表现出一定的潜力(Scheme 1)。

机理验证方面,该组提出,在碱的作用下,反应经历了多步的C-F键断裂,通过分子内电子的转移,最终完成了再芳构化,从而获得最终的全氟烷基膦氧化合物(Scheme 2)。



这份工作为合成多氟烷基膦氧化合物提供了一条简便方法,该反应具有高效、条件温和的特点,且底物适用范围广泛。反应经历了多步C-F键的断裂,随后经历了C-P和C-O键的形成。


点击“阅读原文”直达上述文章

Defluorinative phosphorylation of perfluoroalkyl ketones: synthesis of fluoroalkylated and phosphorylated furan derivatives

Qing-Dong Wang, Chen Zhang, Li-Wen Sun, Xin-Long Luo, Weidong Rao, Zhi-Liang Shen and Xue-Qiang Chu

Org. Chem. Front., 2021,8, 1503-1509
https://doi.org/10.1039/D0QO01631D

*文中图片皆来源上述文章




通讯作者简介




沈志良 教授

南京工业大学 化学与分子工程学院

沈志良教授主要从事金属有机试剂(特别是有机铟金属试剂)的制备及应用、水相及离子液体中绿色有机化学反应的开发、含氟杂环化合物的合成等方面的研究。迄今为止共发表论文70余篇,其中以第一作者(包括共同一作、导师一作本人二作)和通讯作者身份在诸多国际权威期刊上发表论文62篇;研究工作受到了国内外同行的广泛关注和点评。硕士学位论文分别荣获2005年苏州大学以及2006年江苏省优秀硕士学位论文奖;并荣获2014年国家优秀自费留学生奖学金;入选中国化学会2019联合国“国际化学元素周期表年”49号金属元素铟的代言人。同时作为主要完成人参与的项目“功能性有机分子的合成、性质及应用研究”获得2010年中国石油和化学工业协会科技进步二等奖。




褚雪强 助理教授

南京工业大学 化学与分子工程学院

褚雪强博士在多重C-F键官能化反应研究方面,取得了系列研究成果。先后在国内外有影响的学术刊物上公开发表论文>50篇,其中以第一作者或通讯作者身份公开发表30篇论文,包含ESI高被引论文1篇, H-index 15。已申请或授权的专利10项。主持国家自然科学基金项目和江苏省自然科学基金项目各一项。


weinxin
我的微信
关注我了解更多内容

发表评论

目前评论:0