本发明属于有机合成领域，具体涉及一种含c(sp2)-p键或c(sp3)-p键的有机膦化合物的制备方法。
背景技术：
1、c(sp2)-p键和c(sp3)-p键是有机膦化合物中两类重要的成键形式，分子中具有c(sp2)-p键或c(sp3)-p键的化合物作为两类重要的有机膦化合物，被广泛的应用于合成化学、药物化学、生物化学、材料科学等多个领域。例如，经典wittig反应中使用的磷叶立德(essman，j.z.；etal.j.am.chem.soc.2024,146,11,7165)；金属催化反应中常用的手性或非手性磷配体(xu,g.；et al.acc.chem.res.2019,52,1101)；替诺福韦艾拉酚胺(tenofovir alafenamide，taf)是一种有机膦高效抗乙肝病毒药物(gibson,a.k.；etal.ann.pharmacother.2016,11,942)；dopo型阻燃剂是一类阻燃性能优异的新型磷系阻燃剂(hirata,k.；etal.wo 2011099461 a1,2011)。
2、目前构建含有c(sp2)-p键的有机膦化合物主要是通过hirao-type反应和michaelis–arbuzov反应这两种经典有机反应。hirao-type反应是通过芳基卤代物或其类似物ar-x(x＝cl,br,i,otf,b(oh)2,opiv,ots,ariotf,et al.)在贵金属催化剂(pd,ni,cu,co,…的金属盐)、配体以及碱的共同作用下与磷试剂发生交叉偶联反应来构筑c(sp2)-p键(wlodarczyk,a.；etal.tetrahedron 2022,106-107,132550；mcerlain,h.；etal.j.org.chem.2021,86,17036)。该类方法需要使用pd,ni,cu,co,…等贵金属的盐作为催化剂，反应经济性低，后处理对环境污染严重，难以进行大规模工业化生产；此外，该类制备策略中所用ar-x类底物需要通过一步或多步反应提前进行预制备，增加了反应步骤的同时，增加了反应的成本。michaelis–arbuzov反应是通过芳基卤代物ar-x(x＝cl,br,i,…)与三价磷试剂p(or)3在pd,ni,cu等过渡金属盐以及碱的作用下反应来实现c(sp2)-p键的构筑(babu，b.h.；et al.curr.org.synth.2017,14,883)，该类反应中同样因为大量贵金属盐的使用，使其难以在工业生产上进行大规模应用；而且，该类反应中所使用的三价磷试剂p(or)3，有毒、不稳定，属于危险化学品(危险化学品目录，2022调整版)。目前构建含有c(sp3)-p键的有机膦化合物最主要的方法是磷试剂对烯烃类化合物的氢磷化反应(novas，b.t.；et al.chemcatchem 2022,14,e202200988)，该类反应需要使用pd,pt,ni,cu等贵金属的盐作为催化剂，而且反应中存在markovnikov加成或anti-markovnikov加成的区域选择性，导致反应产物可能为混合物，上述问题限制了该类制备策略在工业化生产上的推广和应用。
3、需要特别说明的是，在目前已发展的构建含有c(sp2)-p键和c(sp3)-p键的有机膦化合物的方法中，没有任何一个方法可以同时兼容二取代氧化磷以及二取代磷酸这两类磷试剂。因此，开发简单、经济、兼容性好的c(sp2)-p键和c(sp3)-p键的构筑方法，一直是有机膦化学领域面临的挑战和亟待解决的关键问题。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供一种含c(sp2)-p键或c(sp3)-p键的有机膦化合物的制备方法。
2、本发明的制备方法反应条件温和，起始原料廉价、易得，反应便于操作，而且具有广泛的磷试剂兼容性和底物适用性，通过“一锅法”操作可以合成多种含有c(sp2)-p键或c(sp3)-p键的有机膦化合物。
3、本发明的技术方案如下：
4、一种含c(sp2)-p键或c(sp3)-p键的有机膦化合物的制备方法，具体反应式(i)如下：
5、
6、一种含c(sp2)-p键或c(sp3)-p键的有机膦化合物的制备方法，所述的方法以二取代氧化磷或二取代磷酸为磷试剂，于惰性气体保护下，首先加入过量的溶剂甲苯和三氟甲烷磺酸酐(tf2o)，于反应温度t1下反应1.5小时后，再向其中加入格式试剂(rmgbr)和二甲基亚砜(dmso)，于反应温度t2下继续反应1小时，按摩尔比，所述磷试剂(二取代氧化磷或二取代磷酸)、三氟甲烷磺酸酐、格式试剂和二甲基亚砜的比例为1:1～2:3～5:0～3，所述磷试剂的浓度为0.67mol/l，制备得到具有结构通式(i)的化合物；
7、其中，所述磷试剂为二取代氧化磷或二取代磷酸，
8、所述磷试剂为二取代氧化磷时，其结构选自下列结构通式：
9、并且，r1、r2的选择采取以下方案：r1为苯基、4-甲基苯基、4-甲氧基苯基、4-氟苯基、4-叔丁基苯基、2-甲基苯基、3-甲基苯基、3,5-二甲基苯基、2-萘基、1萘基中的任意一种时，r2为苯基、4-甲基苯基、4-甲氧基苯基、4-氟苯基、4-三氟甲基苯基、4-叔丁基苯基、2-甲基苯基、3-甲基苯基、3,5-二甲基苯基、2-萘基中的任意一种；
10、其中，所述磷试剂为二取代磷酸时，其结构选自下列结构通式：
11、并且，r1、r2的选择采取以下方案：r1为苯基、4-甲基苯基、4-甲氧基苯基、4-氟苯基、4-叔丁基苯基、2-甲基苯基、3-甲基苯基、3,5-二甲基苯基、2-萘基、1萘基中的任意一种时，r2为苯基、4-甲基苯基、4-甲氧基苯基、4-氟苯基、4-三氟甲基苯基、4-叔丁基苯基、2-甲基苯基、3-甲基苯基、3,5-二甲基苯基、2-萘基中的任意一种；
12、其中，所述格式试剂选自下列结构通式：r-mgx
13、并且，r，x的选择采取以下方案，x为cl或者br时，r选自c1-c8烷基、环己基、苯乙基、苄基、4-氟苄基、烯丙基、炔丙基、苯基、4-氟苯基、4-三氟甲基苯基、4-甲基苯基、4-甲氧基苯基、4-叔丁基苯基、4-苯基苯基、2-甲基苯基、3-甲基苯基、3,5-二甲基苯基、2-萘基、1-萘基、4-(n,n-二甲基)苯基，2-呋喃、2-噻吩中的任意一种。
14、具体的，根据选用磷试剂种类不同，具体反应模式按以下两类反应式进行：
15、反应模式1如反应式(ii)所示：
16、
17、具体操作步骤如下：
18、以二取代氧化磷为磷试剂，于氮气保护下，首先加入溶剂甲苯和三氟甲烷磺酸酐(tf2o)，于室温下反应1.5小时后，再向其中加入格式试剂(r-mgbr)和二甲基亚砜(dmso)，于反应温度60℃下继续反应1小时，反应结束后，冷却至室温，加水淬灭反应，并用乙酸乙酯萃取三次(8ml×3),合并有机相，干燥后通过旋蒸除去溶剂，以体积比1：2的石油醚和乙酸乙酯混合液为洗脱剂，经柱层析得到有机膦化合物；
19、所述的二取代氧化磷选自二苯基氧化磷、双(4-甲基苯基)氧化磷、双(4-甲氧基苯基)氧化磷、双(4-氟苯基)氧化磷、双(4-三氟甲基苯基)氧化磷、双(4-叔丁基苯基)氧化磷、双(2-甲基苯基)氧化磷、双(3-甲基苯基)氧化磷、双(3，5-二甲基苯基)氧化磷、双(1-萘基)氧化磷、双(2-萘基)氧化磷中的任意一种；
20、所述格式试剂选自甲基溴化镁、乙基溴化镁、正丁基溴化镁、异丁基溴化镁、异丙基溴化镁、环己基溴化镁、苯乙基溴化镁、苄基溴化镁、4-氟苄基溴化镁、烯丙基溴化镁、炔丙基溴化镁、苯基溴化镁、4-氟苯基溴化镁、4-三氟甲基苯基溴化镁、4-甲基苯基溴化镁、4-甲氧基苯基溴化镁、4-叔丁基苯基溴化镁、4-苯基苯基溴化镁、2-甲基苯基溴化镁、3-甲基苯基溴化镁、3,5-二甲基苯基溴化镁、2-萘基溴化镁、1-萘基溴化镁、4-(n,n-二甲基)苯基溴化镁，2-呋喃溴化镁、2-噻吩溴化镁中的任意一种；
21、所述反应模式1中二取代氧化磷、三氟甲烷磺酸酐、格式试剂和二甲基亚砜的投料摩尔比为1:1～2:3～5:1～3，优选为1:1.5:4:2。
22、反应模式2如反应式(iii)所示：
23、
24、具体操作步骤如下：
25、以二取代磷酸为磷试剂，于氮气保护下，首先加入溶剂甲苯和三氟甲烷磺酸酐(tf2o)，于反应温度60℃反应1.5小时后，再向其中加入格式试剂(r-mgbr)，于反应温度60℃继续反应1小时，反应结束后，冷却至室温，加水淬灭反应，并用乙酸乙酯萃取三次(8ml×3),合并有机相，干燥后通过旋蒸除去溶剂，以体积比1：2的石油醚和乙酸乙酯混合液为洗脱剂，经柱层析得到有机膦化合物；
26、所述的二取代磷酸选自二苯基磷酸、双(4-甲基苯基)磷酸、双(4-甲氧基苯基)磷酸、双(4-氟苯基)磷酸、双(4-三氟甲基苯基)磷酸、双(4-叔丁基苯基)磷酸、双(2-甲基苯基)磷酸、双(3-甲基苯基)磷酸、双(3，5-甲基苯基)磷酸、双(2-萘基)磷酸、双(1-萘基)磷酸中的任意一种；
27、所述格式试剂选自甲基溴化镁、乙基溴化镁、正丁基溴化镁、异丁基溴化镁、异丙基溴化镁、环己基溴化镁、苯乙基溴化镁、苄基溴化镁、4-氟苄基溴化镁、烯丙基溴化镁、炔丙基溴化镁、苯基溴化镁、4-氟苯基溴化镁、4-三氟甲基苯基溴化镁、4-甲基苯基溴化镁、4-甲氧基苯基溴化镁、4-叔丁基苯基溴化镁、4-苯基苯基溴化镁、2-甲基苯基溴化镁、3-甲基苯基溴化镁、3,5-二甲基苯基溴化镁、2-萘基溴化镁、1-萘基溴化镁、4-(n,n-二甲基)苯基溴化镁，2-呋喃溴化镁、2-噻吩溴化镁中的任意一种；
28、所述反应模式2中二取代磷酸、三氟甲烷磺酸酐、格式试剂的投料摩尔比为1:1～2:3～5，优选为1:1.2:4；
29、与现有技术相比，本发明的有益效果：
30、1、本发明所用试剂价格低廉，避免了使用价格高昂的贵金属试剂(pd,ni,cu等金属盐)；本发明中所用的三氟甲烷磺酸酐(tf2o)、二甲基亚砜(dmso)等试剂不仅低毒，而且成本低廉(tf2o:99％,1kg,100元；dmso：99％,10l,380元；金属mg：1kg,20元)，这使得本发明绿色环保，经济性高，适合大规模工业化生产。
31、2、本发明中所用磷试剂既可以为二取代氧化磷，也可以为二取代磷酸，在目前已发展的构筑含有c-p键的有机膦化合物的方法中，没有任何一个反应体系可以同时兼容二取代氧化磷和二取代磷酸这两类磷试剂。因此，本发明反应兼容性好、所用磷试剂选择范围广泛。
32、3、本发明中所用格式试剂范围广泛，烷基、芳基、烯丙基等类型的格式试剂均能很好的兼容，这使得本发明提供的技术方案既可以构筑含有c(sp2)-p键的有机膦化合物，也能构筑含有c(sp3)-p键的有机膦化合物。因此，本发明底物适用范围和所得有机膦产物的类型十分广泛，极大的提升了其在实际生产中的应用价值和应用范围。
33、4、本发明中制得的部分含c(sp2)-p键或c(sp3)-p键的有机膦化合物为首次获得，可以用于磷配体，以及合成化学、药物化学、生物化学、材料科学等多个领域的应用。
1.一种含c(sp2)-p键或c(sp3)-p键的有机膦化合物的制备方法，其特征在于惰性气体保护下，以磷试剂为底物，首先加入过量的有机溶剂和三氟甲烷磺酸酐(tf2o)，于反应温度rt－90℃下反应1-3小时后，再向其中加入格式试剂(rmgx)和二甲基亚砜(dmso)，于反应温度rt－90℃下继续反应1-3小时，所述磷试剂、三氟甲烷磺酸酐、格式试剂和二甲基亚砜的摩尔比为1:1～4:2～5:0～3，然后通过加水淬灭、萃取、干燥后用旋蒸除去溶剂后，经柱层析即得到有机膦化合物；
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述有机溶剂选自甲苯、二甲苯、四氢呋喃(thf)、1,4-二氧六环中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述惰性气体为n2或者ar。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述二取代氧化磷选自二苯基氧化磷、双(4-甲基苯基)氧化磷、双(4-甲氧基苯基)氧化磷、双(4-氟苯基)氧化磷、双(4-叔丁基苯基)氧化磷、双(2-甲基苯基)氧化磷、双(3-甲基苯基)氧化磷、双(3，5-二甲基苯基)氧化磷、双(2-萘基)氧化磷中的任意一种。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述二取代磷酸选自二苯基磷酸、双(4-甲基苯基)磷酸、双(4-甲氧基苯基)磷酸、双(4-氟苯基)磷酸、双(4-叔丁基苯基)磷酸、双(2-甲基苯基)磷酸、双(3-甲基苯基)磷酸、双(3，5-甲基苯基)磷酸、双(2-萘基)磷酸中的任意一种。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述格式试剂选自甲基溴化镁、乙基溴化镁、正丁基溴化镁、异丁基溴化镁、异丙基溴化镁、环己基溴化镁、苯乙基溴化镁、苄基溴化镁、4-氟苄基溴化镁、烯丙基溴化镁、炔丙基溴化镁、苯基溴化镁、4-氟苯基溴化镁、4-三氟甲基苯基溴化镁、4-甲基苯基溴化镁、4-甲氧基苯基溴化镁、4-叔丁基苯基溴化镁、4-苯基苯基溴化镁、2-甲基苯基溴化镁、3-甲基苯基溴化镁、3,5-二甲基苯基溴化镁、2-萘基溴化镁、1-萘基溴化镁、4-(n,n-二甲基)苯基溴化镁，2-呋喃溴化镁、2-噻吩溴化镁中的任意一种。
