H-亞磷酸酯在功能磷小分子合成中的應(yīng)用研究.pdf

1、H-亞磷酸酯及其衍生物在有機(jī)合成中有廣泛的應(yīng)用。由于其自身具有廉價易得、易保存、化學(xué)反應(yīng)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(yīng)活性,是因為H-亞磷酸酯作為磷?；鶊F(tuán)能夠和許多物質(zhì)發(fā)生磷?；磻?yīng)。H-亞磷酸酯在合成有機(jī)含磷功能化合物中的應(yīng)用是中外科學(xué)家的研究熱點。
　　

2、 本論文著重研究H-亞磷酸酯在合成有機(jī)功能磷小分子化合物中的一些應(yīng)用以及對所合成化合物的結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究,具體內(nèi)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(yīng)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(zhì)穩(wěn)定等優(yōu)點。對反應(yīng)溶劑、催化劑的量、溫度、堿配體進(jìn)行了考察,對反應(yīng)條件進(jìn)行優(yōu)化,用優(yōu)化好的反應(yīng)條件合成

3、了22個炔基膦酸酯,其結(jié)構(gòu)均經(jīng)HRMS,NMR,ESI-MS,IR譜圖確定。并對反應(yīng)機(jī)理進(jìn)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(yīng)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(yīng)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(yīng)生成目標(biāo)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(yīng)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(yīng)條件進(jìn)行了優(yōu)化,共合成27個化合物,其結(jié)構(gòu)經(jīng)HRMS,NMR,

5、ESI-MS,IR譜圖得到確定,推測了反應(yīng)機(jī)理。由于此方法具有操作簡單,反應(yīng)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(yīng)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(yīng)生成了16個2-胺基喹啉,運用量子化學(xué)計算,磷譜跟蹤等技術(shù)對反應(yīng)機(jī)理進(jìn)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(yīng)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(yīng)得到了8個支鏈含氮雙膦酸衍生物,其結(jié)構(gòu)均經(jīng)NMR,ES

7、I-MS和IR確定,并優(yōu)化了反應(yīng)條件。為了研究抗骨質(zhì)疏松藥物支鏈含氮雙膦酸衍生物的結(jié)構(gòu),運用多級質(zhì)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(fù)離子模式下,用電噴霧多級質(zhì)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(jié)構(gòu)中是否含有雙膦酸或雙膦酸酯基團(tuán)。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(jié)構(gòu)相關(guān)的裂解離子,其中包括由它們烯醇負(fù)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(zhì)譜(Q-TOF)等試驗裂解途徑進(jìn)行了驗證。這些質(zhì)譜裂解結(jié)果對含氮雙膦酸衍生物結(jié)構(gòu)鑒