《武汉工程大学学报》  2010年05期 22-24   出版日期：2010-05-31   ISSN:1674-2869   CN:42-1779/TQ
1S二苯基膦2R二(3，5二甲基苯基)膦二茂铁的合成


0引言自上世纪70年代以来，不对称催化氢化一直是国内外科学工作者关注的焦点和研究的热点［14］.在不对称催化中，双膦配体是一种常用的催化剂配体，大多数双膦配体易被氧化，而二茂铁类双膦配体则相对稳定，已被广泛应用于大规模不对称催化氢化反应中［56］.1S二苯基膦2R二(3，5二甲基苯基)膦二茂铁((R)(S)PPFPxyl2)(1)是其代表之一，瑞士先正达公司已成功用于除草剂的规模化生产中［7］.为了推动我国除草剂的发展，笔者开展该产品的工艺研究.关于双膦配体(1)的合成，文献报道［6］以二茂铁为原料经多步合成，但是路线中采用了多次柱层析分离纯化的方法，不适用于工业化生产.为此笔者在现有文献的基础上［69］对手性二茂铁类双膦配体的合成方法进行改进，采用“一锅烩”的方法完成还原、酯化、胺解等反应，得到的混合物经减压蒸馏得到高纯度的N,N二甲基胺乙基二茂铁（6），化合物（6）经拆分、二苯基膦化、膦代等步骤合成1S二苯基膦2R二(3，5二甲基苯基)膦二茂铁(1)，实现了一种方法简单、产率高、成本低、可产业化的手性二茂铁类双膦配体1的合成方法.本实验的技术路线是：以二茂铁(2)为原料经乙酰化、还原、酯化生成化合物乙酰氧乙基二茂铁(5)，化合物(5)与二甲胺置换反应生成N,N二甲胺乙基二茂铁(6)，(6)通过手性酸拆分得2RN,N二甲胺乙基二茂铁(6)和2S二甲胺乙基二茂铁(6), 2RN,N二甲胺乙基二茂铁(6)与丁基锂反应得二茂铁的锂盐，再与二苯基氯化膦(8)反应生成占绝对优势构型的1S二苯基膦2RN,N二甲胺基乙基二茂铁(7)，(7)与二(3，5二甲基苯基)膦（9）反应，生成双膦配体1S二苯基膦2R二(3，5二甲基苯基)膦二茂铁(1).合成路线如图1所示.图11S二苯基膦2R二(3，5二甲基苯基)膦二茂铁的合成路线
Fig.1Synthesis of (R)(S)PPFPxyl21实验部分1.1仪器与药品 Bruker Avance 500 DMX 核磁共振仪（TMS为内标，CDCl3为溶剂）； Agilent 1100 Series 液相色谱仪；Agilent 6890 Series 气相色谱仪；日本分光株式会社Jasco P1010旋光仪；北京泰克有限公司 X4型数字显示熔点仪. 二苯基氯化膦(8)与二(3，5二甲基苯基)膦(9)均从北京百灵威化学试剂有限公司购得，其他药品及试剂均为市售化学纯或工业级药品.1.2实验方法
1.2.12N,N二甲胺乙基二茂铁（6）的合成向装有机械搅拌、回流冷凝管、滴液漏斗的250 mL的三口瓶中加入18.6 g(0.1 mol)二茂铁(2)、10 g(0.12 mol)氧化锌、60 mL二氯甲烷，开始缓慢滴加7.8 mL(0.11 mol)乙酰氯，加毕，室温下反应2 h后将反应液水洗，水层用50 mL二氯甲烷萃取两次，有机层，干燥、浓缩，向残留物中加入5.4 g(0.1 mol硼氢化钾， 25 mL甲醇，升温至60 ℃反应，TLC 跟踪反应原料消失即毕，减压回收甲醇，向残留物中加入14 mL(0.1 mol)醋酐、16 mL吡啶，室温搅拌反应，TLC跟踪反应原料消失即毕，减压回收醋酐及吡啶， 向剩余物中再加入40 mL甲醇和41 mL33%(0.3 mol)的二甲胺水溶液，室温搅拌反应4 h，反应体系用乙酸乙酯和水萃取，浓缩回收溶剂，残留物减压蒸馏收集110 ℃(0.07 kPa)馏分约20.5 g (6)，收率80%，GC分析含量约不低于99%.1H NMR(CDCl3)：δ4.08~4.03(m，9H), 354(q， J=6.9Hz，1H), 2.02(s，6H), 1.38(d，J=72 Hz，3H); 13C NMR(CDCl3)：δ87.5，69.8，69.0，67.8，67.6，67.3，591，41.0，16.5.
1.2.22N,N二甲胺乙基二茂铁（6）的拆分向250 mL单口烧瓶中加入51.4 g(0.2 mol)2N,N二甲胺基乙基二茂铁（6）、30.0 g(0.2 mol)L()酒石酸和100 mL甲醇，搅拌回流溶解，溶解完后开始每小时降温2 ℃，24 h后有固体析出，过滤得固体30 g.重复以上操作一次，得固体27 g.用100 mL水溶解，缓慢加入稀氢氧化钠水溶液调pH至8~9，加入乙酸乙酯萃取，合并有机层，浓缩回收溶剂，剩余物减压蒸馏得23.0 g2RN,N二甲胺乙基二茂铁（6），收率45%.GC分析含量不低于99%.［α］25D=+14.10(c=1.6，乙醇).(文献［10］值+14.2)（光学纯度99.3%）1H NMR(CDCl3)：δ4.084.03(m，9 H), 3.54(q，J=69 Hz，1 H), 202(s，6 H), 1.38(d，J=7.2 Hz，3 H); 13C NMR(CDCl3)：δ87.5， 69.8， 69.0，67.8，676，67.3，59.1，41.0，16.5.
1.2.31S二苯基膦2RN,N二甲胺基乙基二茂铁（7）的合成向100 mL反应瓶中加入36g(14 mmol)2RN,N二甲胺基乙基二茂铁（6）和15 mL无水乙醚，在氮气保护下，加入12.4 mL（1.4 mol/L）(17 mmol)的丁基锂.室温下反应2 h，然后加入6.2 g(28 mmol)的二苯基氯化膦(8)的10 mL乙醚溶液，然后回流反应4 h，冷却至0~5 ℃，用浓盐酸溶液调溶液至强酸性，溶液水层用乙醚萃取，水层用氢氧化钠溶液调至弱碱性，用苯萃取，有机层用无水硫酸钠干燥，浓缩，剩余物中加入甲醇，过滤，干燥得产物(7)2.8 g，收率45%. ［α］25D=-360.5 ° （c=0.6， CHCl3）(文献［6］值-361)（光学纯度999%）.1H NMR(CDCl3)：δ1.19(d， 3H，J=3 Hz)，1.77(s，6 H)，3.9(s，5 H)，3.56~4.39(m，4H)，688~7.71(cm，10 H).
1.2.41S二苯基膦2R二(3，5二甲基苯基)膦二茂铁（1）的合成在氮气保护下，将2 g(4.5 mmol)化合物（7）用1 mL冰醋酸溶解，加入2.2 g(8 mmol)化合物(9)，在60 ℃反应5 h后，减压回收溶剂，剩余物中加入甲醇得产品(1)2.6 g，收率为90%，HPLC分析其含量不低于97%. ［α］25D=-338.50 （c=0.6，CHCl3）(文献［11］值-339)（光学纯度99.9%）.1H NMR(CDCl3)：δ1.46(m，3 H),2.19(s， 6 H)，227(s， 6 H)，372(m， 1 H)，3.84(s，5 H)，4.03(m，2 H)，4.24(m，1 H)， 6.77(m，1 H)， 685~7.00(m，5 H),7.10~7.20(m，5 H)，735~745(m，3 H)，760~7.70(m，2 H).31P NMR (CDCl3)：δ25.2(d，J=19 Hz)，65(d，J=19 Hz).第5期申永存，等：1S二苯基膦2R二(3，5二甲基苯基)膦二茂铁的合成
武汉工程大学学报第32卷
2结果与讨论本实验以二茂铁为原料经付克酰化反应得到乙酰二茂铁，研究了氯化铝、氯化锌、三氟化硼的乙醚溶液等路易斯酸催化下的乙酰化反应，结果表明氧化锌最理想，付克酰化反应收率可达95%以上，而在其他路易斯酸催化下，容易产生二取代的杂质，其收率也仅为35%~80%.乙酰二茂铁经硼氢化钾还原、醋酐酯化、二甲胺氨解等反应合成化合物(6)，可在同一反应器中完成，无需经柱层析纯化，减少了操作步骤、提高了反应效率，收率达到80%左右.3结语本实验对手性双膦配体1S二苯基膦2R二(3，5二甲基苯基)膦二茂铁的合成工艺进行改进，简化了操作，保证了产品质量，为工业化生产提供了切实可行的技术支持，为除草剂在我国的规模化生产提供了保证.