CN113321683B - 含有p–n键的化合物及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于化合物中间体合成领域，具体涉及一种制备含有P–N键的化合物的方法及制备的P–N化合物。本发明的合成方法为：以含膦化合物和3‑取代‑1,4,2‑二噁唑‑5‑酮为原料，在铁催化剂条件下反应，生成含有P–N键的式Ⅰ～式V化合物，具体包括酰胺基膦、亚胺基膦酰胺、膦酰胺及胺基膦化合物。本发明利用二级膦与3‑取代‑1,4,2‑二噁唑‑5‑酮作为反应试剂，底物简单易得，催化剂为廉价的卤代铁，通过调控不同的反应条件，可合成多种P–N键化合物，为磷/氮配体的合成提供了全新的合成策略。该方法避免使用具有潜在危险的叠氮化物或有毒的膦卤化物，具有潜在的合成应用。
Description
技术领域
本发明属于化学中间体技术领域，涉及铁催化的一种含有P–N键的化合物及制备方法。
背景技术
P–N键广泛存在于天然药物分子中，也广泛应用于配体的设计合成中，常用于不对称催化领域。传统的P–N键合成主要局限于施陶丁格反应或胺亲核试剂对膦卤化合物的亲核取代。尽管施陶丁格反应应用广泛，但其用到的叠氮化物具有潜在的***性，大量合成具有一定的局限性。胺亲核试剂对膦卤化合物的亲核取代方法虽然简单，但高毒性的膦卤化合物同样限制了其应用，因此发展较为温和的方法合成含有P–N键的化合物具有很重要的意义。
二噁唑酮是一类常用的胺化试剂(ACS Catal.2020,10,4751)，是一类绿色安全的酰基氮宾前体，早在1951年，Beck课题组首次合成了二噁唑酮底物(Chem.Ber.1951,84,688)，1968年，Sauer和Mayer课题组发现在加热或光照条件下，二噁唑酮可脱除二氧化碳分别与硫醚或亚砜发生胺化反应(Tetrahedron Lett.1968,9,319)。自此二噁唑酮并没有得到进一步的研究，直到2014年Bolm课题组将过渡金属Ru催化剂应用到二噁唑酮对硫醚或亚砜的胺化反应后，二噁唑酮才得到广泛关注。二噁唑酮形成金属氮宾后可实现多种类型的胺化反应，构筑一系列X–N键，如对硫醚或亚砜的胺化(ACIE,2014,53,5639)、C–H键胺化(Science,2018,359,1016)、N–H键胺化(Nature Chem.2021,13,378)等，是一种非常温和、高效的胺化策略。酰基叠氮化合物也可作为酰基氮宾前体，但其制备及保存均较为苛刻，有一定的危险性，酰基叠氮化合物本身较容易分解出氮气而变坏，相比于此，二噁唑酮安全稳定，且制备方便，目前已得到广泛利用。金属氮宾中间体一般具有较强的亲电性，开发新型亲核试剂捕捉金属氮宾中间体将会拓宽二噁唑酮的应用范围。
过渡金属催化的氮宾转移反应所使用的金属大多是贵金属，如Ir、Ru、Rh、Co等。可替代贵金属的铁催化剂是一类较为理想的催化剂，具有环境友好、毒性小、易降解、残留低、廉价易得等特点，其在氮宾化学中具有广泛应用，相比于贵金属，铁催化的氮宾转移反应更有潜力得到工业应用，这在很大程度上推进了其研究进程。
含有P–N键的化合物往往作为配体得到广泛应用。如酰胺基膦、胺基膦中的磷原子具有较强的配位性而应用于配体设计，膦酰胺中的氮也可作为配体参与金属催化反应；亚胺基膦酰胺可与金属形成独特的四元环金属配合物而参与催化反应。开发从易得底物出发，简单易行的合成方法对上述化合物进行高效合成具有较高的应用价值。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供了一种含有P–N键的化合物及制备方法。本发明的合成策略即是利用二级/三级膦作为亲核试剂，与亲电性的金属氮宾反应从而构筑P–N键，通过改变不同的反应条件合成了多样化的P–N键化合物，这一策略简单有效，合成多样化的P–N化合物，包括酰胺基膦、亚胺基磷酰胺、磷酰胺以及胺基膦化合物。该方法在铁催化剂下，两底物在简单温和的条件下即可得到P–N化合物，原子利用率高，高收率得到产物。
为实现以上目的，本发明的技术方案为：
本发明的目的之一是提供含有P–N键的化合物的制备方法，以含膦化合物和3-取代-1,4,2-二噁唑-5-酮为原料，在铁催化剂条件下反应，生成式I含有P–N键的化合物，该化合物柱层析不稳定，通过加入硼烷络合物得到式II或式III化合物，式II、式III化合物空气、柱层析稳定。
所述3-取代-1,4,2-二噁唑-5-酮的结构式为：
其中R1选自烷基，或被卤素、烯基或杂原子取代的烷基，环烃或芳基；
所述含膦化合物的结构式为：
其中，R2、R3相同或不同，独立选自选自烷基、环烃或芳基中的至少一种。
优选的，
所述R1可选自以下基团中的任意一种：
所述
选自以下基团中的任意一种：
优选的，所述铁催化剂为卤化铁，优选为:氯化亚铁、四水合氯化亚铁、氯化铁、六水合氯化铁、溴化亚铁、溴化铁、碘化亚铁、氟化亚铁或氟化铁中的一种以上；铁盐的阴离子为卤素时反应高效，其他铁盐反应也可进行，如硫酸亚铁、乙酰丙酮亚铁、二茂铁等，也能得到相应产物，但效率较低。这可能是卤化铁中的卤素与二级膦底物/二噁唑酮之间有一定的相互作用的原因。
该反应所用溶剂为1,2-二氯乙烷、二氯甲烷、三氯甲烷、1,1,2,2,-四氯乙烷、甲苯、氯苯、四氢呋喃、乙腈、***或乙酸乙酯中的一种以上；
反应温度为室温，反应时间为10分钟～10小时。
优选的，所述3-取代-1,4,2-二噁唑-5-酮的浓度为0.4～4mol/L；所述含膦化合物与3-取代-1,4,2-二噁唑-5-酮的摩尔比为1～2：1；铁催化剂与3-取代-1,4,2-二噁唑-5-酮的摩尔比为0.1％～5％:1。
向所述式Ⅰ化合物中加入硼烷络合物，室温反应1-3小时，对应得到式Ⅱ化合物或式Ⅳ化合物；所述硼烷络合物为硼烷四氢呋喃络合物，硼烷二甲硫醚络合物中的一种；用量为1-5当量。优选的，由所述式Ⅰ化合物制备式Ⅱ化合物时，硼烷络合物相对于3-取代-1,4,2-二噁唑-5-酮制用量为1-2当量；当式Ⅰ化合物制备式Ⅳ化合物时，硼烷络合物相对于3-取代-1,4,2-二噁唑-5-酮用量为3-5当量。本文中的当量指的是摩尔比。
本发明的目的之二是提供本发明的目的之一的制备方法制备的含有P–N键的化合物，具有以下结构通式：
式Ⅰ化合物，优选为：
本发明的目的之二是提供本发明的目的之一的制备方法制备的含有P–N键的酰胺基膦或胺基膦化合物，具有以下结构通式：
其中，R1、R2、R3与3-取代-1,4,2-二噁唑-5-酮、含膦化合物中的R1、R2、R3对应相同。此时。
优选的，所述式II化合物为：
优选的，所述式Ⅳ化合物为：
本发明的目的之三是提供本发明的目的之二中硼烷配位的P–N化合物脱去R3P-BH3中硼烷的方法及对应得到的含有P–N的化合物。
反应步骤如下：式II化合物或式IV化合物加入到反应瓶中，氩气下加入二氯甲烷或1,2-二氯乙烷，随后加入10当量三乙胺，55摄氏度反应1小时，真空旋干溶剂，得到脱去硼烷的式I化合物或式III化合物(含磷化合物脱去硼烷的是一种简单且成熟的方法(Synlett,2017,28,221)，但适用于本发明中的底物的方法未有报道，本发明提供一种额外可行的脱硼烷方法)。
优选的，化合物P1在上述条件下以95％收率得到脱去硼烷的产物P1’。
通过上述方法制备的式Ⅲ化合物，具有以下结构通式：
式Ⅲ化合物中，优选的：
本发明的目的之四是提供本发明的目的之一的制备方法制备的含有P–N及P＝N键的化合物，具有以下结构通式：
其中R1优选为以下基团中的任意一种：
式Ⅴ化合物，具体优选为：
本发明的目的之五是提供一种制备膦酰胺的方法，向式I化合物中加入10当量，浓度为30％的H2O2水溶液，反应10分钟，可得到酰胺基膦被氧化的产物，即膦酰胺VI。
优选的，当R2＝R3＝苯基，R1＝甲基时，以95％收率得到相应膦酰胺产物P34。
有益效果
该反应使用简单易得的铁催化剂，廉价环保且高效，利用简单的二取代膦与3-取代-1,4,2-二噁唑-5-酮为反应底物，简单改变条件即可得到多种功能化磷分子，如酰胺基膦I或II、胺基膦III或IV、膦酰胺VI、亚胺基膦酰胺V，操作及处理简单，底物官能团容忍性好，含磷化合物在催化剂及配体领域有较大的应用价值，此方法合成了一系列具有应用价值的配体或催化剂。
本发明通过调整反应原料中含膦化合物与3-取代-1,4,2-二噁唑-5-酮的摩尔比，即可以制备含有P–N键的化合物，还可以制备含有P–N键及P＝N键的化合物，该方法的适用范围非常广泛。
本发明在室温下反应即可，无需光照等其他反应条件，反应条件非常温和，操作非常简便。
本发明避免使用具有潜在危险的叠氮化物或有毒的膦卤化物，具有潜在的合成应用。
本发明采用二取代膦取代三取代膦，二取代膦与三取代膦的不同在于，首先，二取代膦不仅具有较强的配位性，P-H还具有较强的还原性，反应更不易控制。第二、表观上二噁唑酮是与二级膦的P-H键发生***反应得到酰胺基膦或胺基膦，但反应产物仍然具有孤对电子，可继续与另外一分子二噁唑酮反应形成双胺化产物亚胺基膦酰胺，酰胺基膦或胺基膦，可选择性控制氧化为P＝O化合物，由此可见，从二级膦出发可控制反应条件得到丰富的P-N化合物，而三级膦只能通过孤对电子与二噁唑酮反应得到单一化合物；从反应性上讲，三级膦可通过其他反应转化为P＝N产物，如经典的施陶丁格反应代替，这种方法无法应用到二级膦底物上；从反应产物上讲三取代膦反应产物为五价膦，磷已达到饱和结构，不能作为配体得到应用，而二级膦产物为三价膦，产物是很好的配体，应用范围更为广泛。
本发明的铁催化剂与3-取代-1,4,2-二噁唑-5-酮的摩尔比为0.1％～5％：1，铁催化剂加入量少，反应高效；本发明采用二级膦反应时间短、温度低。
本发明采用的是二级膦底物，由于产物的配位性所致，式I、式III、式V化合物均可作为配体对铁催化剂配位，与二级膦底物形成竞争关系，进而降低其收率。
具体实施方式
下面结合具体实例，进一步阐述本发明。
一种含有P–N键的酰胺基膦化合物式I化合物以及式Ⅱ化合物的合成方法，具有如下反应通式：
R1为烷基或芳基，可选自以下基团中的任意一种：
R2、R3为烷基或芳基，PR2R3可选自以下基团中的任意一种：
P1的制备：将四水合氯化亚铁(0.1mol％,2mg)加入到100mL反应瓶中，加入1,2-二氯乙烷(25mL)，二苯基膦(2当量,21.14mmol，3.93g)，3-甲基-1,4,2-二噁唑-5-酮(10.57mmol，1.067g)，室温反应10小时，得化合物P1’，该化合物柱层析不稳定，容易被氧化，加入硼烷四氢呋喃(1.1当量)，反应30分钟，旋干溶剂，柱层析得到化合物P1(95％收率，2.58g)。P1的检测数据如下：白色固体(Rf＝0.35,石油醚：乙酸乙酯＝5:1)1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.84–7.73(m,4H),7.59–7.50(m,2H),7.50–7.40(m,4H),6.43(d,J＝17.4Hz,1H),2.12(s,3H),1.39–0.54(m,3H).13C NMR(101MHz,CDCl3)δ171.73,171.64,132.95,132.83,132.11,132.08,128.69,128.58,128.21,127.54,24.86,24.83.31P NMR(162MHz,CDCl3)δ50.39(d,J＝88.4Hz).11B NMR(128MHz,CDCl3)δ-37.34.HRMS(ESI)m/z Calcd forC14H17BNNaOP+[M+Na]+:280.1033,found:280.1032.
从上述核磁数据中可以明显看到P1的存在，以及本领域技术人员均能从P1的核磁数据中看到P1’的存在；另外，我们通过气相色谱-质谱(GC-MS)、反应体系粗核磁等其他手段验证了反应体系P1’的存在，因为P1’柱层析不稳定，分离过程部分氧化，硼烷保护三取代膦在本领域较为成熟(Synlett,2017,28,221)，因此通过P1’来制备P1，且通过对P1脱除硼烷的方式得到了P1’(已有核磁数据验证，见P1’的制备)。因此，本领域技术人员能通过与P1结构确定P1’的存在，基于此，在本领域技术人员也能合理预期通过式I结构能确定式II化合物的存在，在此的情况下，故不在提供式II的核磁数据；以下的化合物P2’-P22’也基于同样原因不再提供。
P2的制备：将无水氯化亚铁(5mol％,1.3mg)加入到100mL反应瓶中，加入1,2-二氯乙烷(0.4mL)，二苯基膦(2当量，74.4mg)，3-(5-溴戊基)-1,4,2-二噁唑-5-酮(0.2mmol,47mg)，室温反应1小时，得化合物P2’，该化合物柱层析不稳定，容易被氧化，加入硼烷二甲硫醚(1当量)，反应40分钟，旋干溶剂，柱层析得到化合物P2(73％收率，57.1mg)。P2是未知化合物，检测数据如下：白色固体(Rf＝0.52,石油醚：乙酸乙酯＝5:1)1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.84–7.71(m,4H),7.60–7.50(m,2H),7.50–7.40(m,4H),6.42(d,J＝17.4Hz,1H),3.36(t,J＝6.6Hz,2H),2.36(t,J＝7.4Hz,2H),1.82(p,J＝6.9Hz,2H),1.67–1.53(m,2H),1.47–1.36(m,2H),1.24–0.53(m,3H).13C NMR(101MHz,CDCl3)δ174.16,174.08,132.94,132.92,132.81,132.13,132.10,128.72,128.61,128.18,127.52,37.32,37.29,33.56,32.37,27.56,24.11.31P NMR(162MHz,CDCl3)δ50.16(d,J＝60.4Hz).11B NMR(128MHz,CDCl3)δ-37.27.HRMS(ESI)m/z Calcd for C18H24BBrNNaOP+[M+Na]+:414.0764,found:414.0766.
P3的制备：将无水溴化亚铁(5mol％,2.2mg)加入到8mL反应瓶中，加入二氯甲烷(0.5mL)，二苯基膦(2当量，74.4mg)，3-(4-戊炔基)-1,4,2-二噁唑-5-酮(0.2mmol,30.6mg)，室温反应30分钟，得化合物P3’，该化合物柱层析不稳定，容易被氧化，加入硼烷四氢呋喃(1当量)，反应40分钟，旋干溶剂，柱层析得到化合物P3(51％收率，31.5mg)。P3的检测数据如下：白色固体(Rf＝0.52,石油醚：乙酸乙酯＝5:1)1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.85–7.69(m,4H),7.59–7.50(m,2H),7.50–7.37(m,4H),6.42(d,J＝17.4Hz,1H),2.50(t,J＝7.3Hz,2H),2.20(td,J＝6.8,2.7Hz,2H),1.97(t,J＝2.6Hz,1H),1.80(p,J＝7.1Hz,2H),1.32–0.47(m,3H).13C NMR(101MHz,CDCl3)δ173.75,173.67,132.94,132.82,132.13,132.11,128.72,128.60,128.15,127.49,83.02,69.82,35.89,35.86,23.33,17.65.31P NMR(162MHz,CDCl3)δ50.57(d,J＝82.2Hz).11B NMR(128MHz,CDCl3)δ-37.19.HRMS(ESI)m/zCalcd for C18H21BNNaOP+[M+Na]+:332.1346,found:332.1342.
P4的制备：将无水碘化亚铁(5mol％,3.1mg)加入到8mL反应瓶中，加入氯仿(0.5mL)，二苯基膦(2当量，74.4mg)，3-(邻苯二甲酰亚胺)-1,4,2-二噁唑-5-酮(0.2mmol,54.8mg)，室温反应1小时，得化合物P4’，该化合物柱层析不稳定，容易被氧化，加入硼烷四氢呋喃(1当量)，反应20分钟，旋干溶剂，柱层析得到化合物P4(95％收率，79.8mg)。P4的检测数据如下：白色固体(Rf＝0.24,石油醚：乙酸乙酯＝5:1)1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.79(dd,J＝5.4,3.1Hz,2H),7.77–7.66(m,4H),7.60–7.45(m,3H),7.45–7.36(m,2H),7.36–7.28(m,1H),7.14(td,J＝7.8,2.8Hz,2H),6.56(d,J＝17.3Hz,1H),4.84–4.69(m,1H),3.30(dd,J＝15.3,9.6Hz,1H),2.85(dd,J＝15.3,6.1Hz,1H),1.42(d,J＝6.9Hz,3H),1.22–0.40(m,3H).13C NMR(101MHz,CDCl3)δ171.55,171.47,168.18,134.12,134.09,132.98,132.86,132.61,132.49,132.06,132.03,131.85,131.80,131.77,128.62,128.51,128.39,128.28,128.05,127.98,127.39,127.32,123.45,44.00,41.27,41.24,18.95.31P NMR(162MHz,CDCl3)δ50.98(d,J＝50.3Hz).11B NMR(128MHz,CDCl3)δ-37.32.HRMS(ESI)m/z Calcd forC24H24BN2NaO3P+[M+Na]+:453.1510,found:453.1509.
P5的制备：将六水合氯化铁(5mol％,2.7mg)加入到8mL反应瓶中，加入1,2-二氯乙烷(0.5mL)，二苯基膦(2当量，74.4mg)，3-(苯乙烯基)-1,4,2-二噁唑-5-酮(0.2mmol,37.8mg)，室温反应20分钟，得化合物P5’，该化合物柱层析不稳定，容易被氧化，加入硼烷四氢呋喃(1当量)，反应15分钟，旋干溶剂，柱层析得到化合物P5(65％收率，44.9mg)。P5的检测数据如下：白色固体(Rf＝0.59,石油醚：乙酸乙酯＝5:1)1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.84(dd,J＝12.2,7.5Hz,4H),7.63(d,J＝15.6Hz,1H),7.58–7.52(m,2H),7.51–7.43(m,6H),7.42–7.33(m,3H),6.64–6.47(m,2H),1.56–0.53(m,3H).13C NMR(101MHz,CDCl3)δ166.55,145.14,134.00,133.07,132.95,132.17,132.14,130.84,129.14,128.76,128.65,128.38,128.24,127.57,119.26,119.21.31P NMR(162MHz,CDCl3)δ51.04(d,J＝69.4Hz).11B NMR(128MHz,CDCl3)δ-37.09.HRMS(ESI)m/z Calcd for C21H21BNNaOP+[M+Na]+:368.1346,found:368.1342.
P6的制备：将氟化铁(5mol％,1.1mg)加入到8mL反应瓶中，加入1,2-二氯乙烷(0.5mL)，二苯基膦(2当量，74.4mg)，3-(环戊基甲基)-1,4,2-二噁唑-5-酮(0.2mmol,33.8mg)，室温反应30分钟，得化合物P6’，该化合物柱层析不稳定，容易被氧化，加入硼烷四氢呋喃(1当量)，反应1小时，旋干溶剂，柱层析得到化合物P6(71％收率，46.2mg)。P6是未知化合物，检测数据如下：白色固体(Rf＝0.66,石油醚：乙酸乙酯＝5:1)1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.78(dd,J＝12.2,7.6Hz,4H),7.56–7.49(m,2H),7.49–7.37(m,4H),6.37(d,J＝17.7Hz,1H),2.33(d,J＝7.4Hz,2H),2.25–2.10(m,1H),1.84–1.71(m,2H),1.67–1.45(m,4H),1.18–1.05(m,2H),1.04–0.33(m,3H).13C NMR(101MHz,CDCl3)δ174.21,174.12,132.97,132.85,132.03,132.01,128.65,128.54,128.40,127.74,43.97,43.95,36.88,32.50,25.06.31P NMR(162MHz,CDCl3)δ50.10(d,J＝83.7Hz).11B NMR(128MHz,CDCl3)δ-37.16.HRMS(ESI)m/z Calcd for C19H25BNNaOP+[M+Na]+:348.1659,found:348.1658.
P7的制备：将四水合氯化亚铁(5mol％,2.0mg)加入到8mL反应瓶中，加入1,2-二氯乙烷(0.5mL)，二苯基膦(2当量，74.4mg)，3-(环己基)-1,4,2-二噁唑-5-酮(0.2mmol,33.8mg)，室温反应1小时，得化合物P7’，该化合物柱层析不稳定，容易被氧化，加入硼烷四氢呋喃(1当量)，反应30分钟，旋干溶剂，柱层析得到化合物P7(68％收率，44.2mg)。P7是未知化合物，检测数据如下：白色固体(Rf＝0.72,石油醚：乙酸乙酯＝5:1)1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.76(dd,J＝12.2,7.7Hz,4H),7.52(t,J＝7.4Hz,2H),7.48–7.39(m,,4H),6.29(d,J＝17.7Hz,1H),2.25(t,J＝11.5Hz,1H),1.93–1.82(m,2H),1.82–1.71(m,2H),1.70–1.62(m,1H),1.45–1.19(m,5H),0.86(m,3H).13C NMR(101MHz,CDCl3)δ177.30,132.89,132.77,131.99,131.97,128.66,128.55,128.38,127.71,46.21,46.18,29.39,25.61,25.54,25.47.31P NMR(162MHz,CDCl3)δ49.70(d,J＝82.5Hz).11B NMR(128MHz,CDCl3)δ-37.13.HRMS(ESI)m/z Calcd for C19H25BNNaOP+[M+Na]+:348.1659,found:348.1655.
P8的制备：将无水溴化铁(5mol％,3mg)加入到8mL反应瓶中，加入乙腈(0.5mL)，二苯基膦(2当量，74.4mg)，3-(4-碘苯基)-1,4,2-二噁唑-5-酮(0.2mmol,57.8mg)，室温反应1小时，得化合物P8’，该化合物柱层析不稳定，容易被氧化，加入硼烷四氢呋喃(1当量)，反应40分钟，旋干溶剂，柱层析得到化合物P8(85％收率，75.7mg)。P8是未知化合物，检测数据如下：白色固体(Rf＝0.72,石油醚：乙酸乙酯＝5:1)1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.91–7.76(m,6H),7.59–7.51(m,4H),7.51–7.42(m,4H),6.88(d,J＝16.7Hz,1H),1.53–0.59(m,3H).13CNMR(101MHz,CDCl3)δ167.17,167.09,138.31,133.10,132.97,132.31,132.29,132.10,129.24,128.82,128.70,127.83,127.17,100.78.31P NMR(162MHz,CDCl3)δ52.62(d,J＝77.2Hz).11B NMR(128MHz,CDCl3)δ-37.17.HRMS(ESI)m/z Calcd for C19H18BINNaOP+[M+Na]+:468.0156,found:468.0156.
P9的制备：将四水合氯化亚铁(5mol％,2.0mg)加入到8mL反应瓶中，加入甲苯(0.5mL)，二-(3，5-二甲基苯基)膦(2当量,96.8mg)，3-甲基-1,4,2-二噁唑-5-酮(0.2mmol,20.2mg)，室温反应0.5小时，得化合物P9’，该化合物柱层析不稳定，容易被氧化，加入硼烷四氢呋喃(1当量)，反应20分钟，旋干溶剂，柱层析得到化合物P9(80％收率，50mg)。P9是未知化合物，检测数据如下：白色固体(Rf＝0.4,石油醚：乙酸乙酯＝5:1)1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.45–7.36(m,4H),7.18(s,2H),6.43(d,J＝16.3Hz,1H),2.36(s,12H),2.15(d,J＝1.1Hz,3H),1.24–0.55(m,3H).13C NMR(101MHz,CDCl3)δ171.61,138.33,138.21,133.96,133.93,133.39,130.36,130.24,128.46,128.34,128.02,127.37,24.92,24.89,21.48,21.41.31P NMR(162MHz,CDCl3)δ50.25.11B NMR(128MHz,CDCl3)δ-36.80.HRMS(ESI)m/zCalcd for C18H25BNNaOP+[M+Na]+:336.1659,found:336.1655.
P10的制备：将氟化亚铁(5mol％,0.9mg)加入到8mL反应瓶中，加入1,2-二氯乙烷(0.5mL)，异丙基苯基膦(2当量,60.8mg)，3-甲基-1,4,2-二噁唑-5-酮(0.2mmol,20.2mg)，室温反应1小时，得化合物P10’，该化合物柱层析不稳定，容易被氧化，加入硼烷四氢呋喃(1当量)，反应10分钟，旋干溶剂，柱层析得到化合物P10(82％收率，44.1mg)。P10是未知化合物，检测数据如下：白色固体(Rf＝0.48,石油醚：乙酸乙酯＝5:1)。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.11–7.98(m,2H),7.58–7.49(m,1H),7.45(t,J＝7.6Hz,2H),6.15(d,J＝15.3Hz,1H),3.62–3.32(m,1H),2.07(s,3H),1.35–1.19(m,3H),1.06–0.92(m,3H),0.95–0.17(m,3H).13CNMR(101MHz,CDCl3)δ172.67,133.27,133.16,132.39,132.37,128.64,128.54,128.28,127.70,24.83,24.79,22.04,21.62,16.11,15.98,15.90.31P NMR(162MHz,CDCl3)δ62.92(d,J＝87.8Hz).11B NMR(128MHz,CDCl3)δ-42.80.HRMS(ESI)m/z Calcd for C14H29BNNaOP+[M+Na]+:292.1972,found:292.1971.
P11的制备：将无水氟化铁(5mol％,1.1mg)加入到8mL反应瓶中，加入四氯乙烷(0.5mL)，二环己基膦(2当量,79.2mg)，3-甲基-1,4,2-二噁唑-5-酮(0.2mmol,20.2mg)，室温反应1小时，得化合物P11’，该化合物柱层析不稳定，容易被氧化，加入硼烷四氢呋喃(1当量)，反应30分钟，旋干溶剂，柱层析得到化合物P11(66％收率，29.4mg)。P11是未知化合物，检测数据如下：白色固体(Rf＝0.52,石油醚：乙酸乙酯＝5:1)。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ5.73(d,J＝13.7Hz,1H),2.54–2.38(m,2H),2.11(s,3H),1.91–1.76(m,6H),1.76–1.65(m,4H),1.57–1.44(m,2H),1.42–1.18(m,8H),0.78–0.01(m,3H).13C NMR(101MHz,CDCl3)δ172.87,172.78,32.94,32.59,26.95,26.92,26.65,26.59,26.54,26.51,26.48,26.44,25.89,25.88,24.66,24.63.31P NMR(162MHz,CDCl3)δ70.85(d,J＝88.3Hz).11B NMR(128MHz,CDCl3)δ-42.98.HRMS(ESI)m/z Calcd for C11H19BNNaOP+[M+Na]+:246.1190,found:246.1187.
P12的制备：将无水溴化亚铁(5mol％,2.2mg)加入到8mL反应瓶中，加入1,2-二氯乙烷(1mL)，二叔丁基膦(2当量,58.4mg)，3-甲基-1,4,2-二噁唑-5-酮(0.2mmol,20.2mg)，室温反应1小时，得化合物P12’，该化合物柱层析不稳定，容易被氧化，加入硼烷四氢呋喃(1当量)，反应1小时，旋干溶剂，柱层析得到化合物P12(51％收率，22.1mg)。P12是未知化合物，检测数据如下：白色固体(Rf＝0.6,石油醚：乙酸乙酯＝5:1)。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ5.77(d,J＝10.8Hz,1H),2.14(s,3H),1.38(d,J＝14.5Hz,18H),0.94–0.07(m,3H).13C NMR(101MHz,CDCl3)δ172.67,35.85,35.59,28.09,28.06,24.97,24.94.31P NMR(162MHz,CDCl3)δ89.20(d,J＝105.3Hz).11B NMR(128MHz,CDCl3)δ-39.33.HRMS(ESI)m/z Calcd forC10H25BNNaOP+[M+Na]+:240.1659,found:240.1658.
一种含有P–N键的化合物中式I化合物以及式Ⅳ化合物的合成方法，具有如下反应通式：
其中R1为烷基或芳基，可选自以下基团中的任意一种：
R2、R3为烷基或芳基，PR2R3可选自以下基团中的任意一种：
P13的制备：将无水氯化亚铁(5mol％,2.6mg)加入到8mL反应瓶中，加入1,2-二氯乙烷(1mL)，二苯基膦(2当量，128.8mg)，3-甲基-1,4,2-二噁唑-5-酮(0.4mmol,40.4mg)，室温反应1小时，得化合物P1’，加入硼烷四氢呋喃(3当量)，反应3小时，旋干溶剂，柱层析得到化合物P13(81％收率，78.7mg)。P13是未知化合物，检测数据如下：白色固体(Rf＝0.48,石油醚：乙酸乙酯＝20:1)。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.71–7.59(m,4H),7.53–7.38(m,6H),2.93(q,J＝6.8Hz,2H),2.16–2.00(m,1H),1.15–1.45(m,1H),1.10(t,J＝7.1Hz,3H),1.41–0.46(m,2H).13C NMR(101MHz,CDCl3)δ132.06,131.95,131.30,131.27,128.69,128.59,37.92,37.88,17.64,17.58.31P NMR(162MHz,CDCl3)δ56.96–52.72(m).11B NMR(128MHz,CDCl3)δ-37.92.HRMS(ESI)m/z Calcd for C14H19BNNaP+[M+Na]+:266.1240,found:266.1237.
上述标准条件是上述p13制备中的文字部分描述的条件。
P14的制备：将无水氯化亚铁(5mol％,1.3mg)加入到8mL反应瓶中，加入1,2-二氯乙烷(0.5mL)，二苯基膦(2当量，74.4mg)，3-(5-溴戊基)-1,4,2-二噁唑-5-酮(0.2mmol,47mg)，室温反应1小时，得化合物P2’，加入硼烷四氢呋喃(5当量)，反应3小时，旋干溶剂，柱层析得到化合物P14(60％收率，45.2mg)。P14是未知化合物，检测数据如下：白色固体(Rf＝0.45,石油醚：乙酸乙酯＝20:1)。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.70–7.59(m,4H),7.54–7.40(m,6H),3.35(t,J＝6.8Hz,2H),2.90(p,J＝7.1Hz,2H),2.11(q,J＝7.1Hz,1H),1.86–1.72(m,2H),1.51–1.40(m,2H),1.40–1.31(m,2H),1.31–1.23(m,2H),1.17–0.43(m,3H).13C NMR(101MHz,CDCl3)δ132.06,132.02,131.95,131.40,131.36,131.34,128.72,128.62,42.89,42.86,33.88,32.63,31.94,31.88,27.80,25.83.31P NMR(162MHz,CDCl3)δ55.30(d,J＝94.0Hz).11B NMR(128MHz,CDCl3)δ-38.02.HRMS(ESI)m/z Calcd for C18H26BBrNNaP+[M+Na]+:400.0972,found:400.0970.
P15的制备：将无水碘化亚铁(5mol％,3.1mg)加入到8mL反应瓶中，加入氯仿(0.5mL)，二苯基膦(2当量，74.4mg)3-(2-邻苯二甲酰亚胺基丙基)-1,4,2-二噁唑-5-酮(0.2mmol，54.8mg)，室温反应1小时，得化合物P4’，加入硼烷四氢呋喃(3当量)，反应3小时，旋干溶剂，柱层析得到化合物P15(60％收率，50mg)。P15是未知化合物，检测数据如下：白色固体(Rf＝0.14,石油醚：乙酸乙酯＝20:1)。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.84–7.77(m,2H),7.75–7.68(m,2H),7.68–7.55(m,4H),7.51–7.34(m,6H),4.49–4.31(m,1H),3.10–2.76(m,2H),2.53–2.38(m,1H),2.24–2.10(m,1H),1.89–1.74(m,1H),1.41(d,J＝7.0Hz,3H),1.17–0.46(m,3H).13C NMR(101MHz,CDCl3)δ168.68,134.14,131.93,131.92,131.83,131.81,131.37,131.34,131.31,128.77,128.73,128.67,128.63,123.32,44.60,40.09,35.97,35.92,18.71.31P NMR(162MHz,CDCl3)δ56.15(d,J＝93.6Hz).11B NMR(128MHz,CDCl3)δ-38.77.HRMS(ESI)m/z Calcd for C24H26BN2NaO2P+[M+Na]+:439.1717,found:439.1719.
P16的制备：将无水氟化亚铁(5mol％,0.9mg)加入到8mL反应瓶中，加入1,2-二氯乙烷(0.5mL)，二苯基膦(2当量，74.4mg)，3-(环戊基甲基)-1,4,2-二噁唑-5-酮(0.2mmol，33.8mg)，室温反应1小时，得化合物P6’，加入硼烷四氢呋喃(5当量)，反应3小时，旋干溶剂，柱层析得到化合物P16(70％收率，43.5mg)。P16是未知化合物，检测数据如下：白色固体(Rf＝0.59,石油醚：乙酸乙酯＝20:1)。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.72–7.60(m,4H),7.54–7.39(m,6H),2.89(p,J＝6.9Hz,2H),2.09(s,1H),1.81–1.61(m,3H),1.58–1.51(m,2H),1.50–1.41(m,2H),4H),1.04–0.93(m,2H),0.92–0.51(m,3H).13C NMR(101MHz,CDCl3)δ132.20,132.12,132.02,131.57,131.29,131.27,128.70,128.60,42.48,42.44,38.67,38.62,37.46,32.66,25.14.31P NMR(162MHz,CDCl3)δ55.25(d,J＝95.0Hz).11B NMR(128MHz,CDCl3)δ-38.05.HRMS(ESI)m/z Calcd for C19H27BNNaP+[M+Na]+:334.1866,found:334.1862.
P17的制备：将四水合氯化亚铁(5mol％,2.0mg)加入到8mL反应瓶中，加入1,2-二氯乙烷(0.5mL)，二苯基膦(2当量，74.4mg)，3-(环己基)-1,4,2-二噁唑-5-酮(0.2mmol，33.8mg)，室温反应1小时，得化合物P7’，加入硼烷四氢呋喃(5当量)，反应3小时，旋干溶剂，柱层析得到化合物P17(55％收率，34.2mg)。P17是未知化合物，检测数据如下：白色固体(Rf＝0.62,石油醚：乙酸乙酯＝20:1)。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.72–7.58(m,4H),7.54–7.39(m,6H),2.71(t,J＝6.7Hz,2H),2.13(s,1H),1.75–1.58(m,4H),1.35–1.26(m,1H),1.24–1.04(m,4H),0.89–0.75(m,2H).13C NMR(101MHz,CDCl3)δ132.18,132.11,132.07,131.48,131.32,131.29,128.70,128.60,49.41,49.37,39.81,39.75,30.82,26.54,25.95.31P NMR(162MHz,CDCl3)δ55.27(d,J＝100.8Hz).11B NMR(128MHz,CDCl3)δ-38.13.HRMS(ESI)m/zCalcd for C19H27BNNaP+[M+Na]+:334.1866,found:334.1862.
P18的制备：将无水溴化亚铁(5mol％,2.2mg)加入到8mL反应瓶中，加入乙腈(0.5mL)，二苯基膦(2当量，74.4mg)，3-(4-碘苯基)-1,4,2-二噁唑-5-酮(0.2mmol，57.8mg)，室温反应1小时，得化合物P8’，加入硼烷四氢呋喃(5当量)，反应3小时，旋干溶剂，柱层析得到化合物P18(66％收率，56.9mg)。P18是未知化合物，检测数据如下：白色固体(Rf＝0.45,石油醚：乙酸乙酯＝20:1)。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.72–7.62(m,4H),7.62–7.55(m,2H),7.54–7.47(m,2H),7.47–7.39(m,4H),7.03–6.89(m,2H),4.05(t,J＝7.1Hz,2H),2.44(q,J＝6.7Hz,1H),1.46–0.52(m,3H).13C NMR(101MHz,CDCl3)δ139.38,137.72,132.03,131.92,131.75,131.58,131.55,131.13,128.86,92.92,46.50,46.48.31P NMR(162MHz,CDCl3)δ57.17(d,J＝91.1Hz).11B NMR(128MHz,CDCl3)δ-38.24.HRMS(ESI)m/zCalcd for C19H20BINNaP+[M+Na]+:454.0363,found:454.0360.
P19的制备：将四水合氯化亚铁(5mol％,2.0mg)加入到8mL反应瓶中，加入甲苯(0.5mL)，二-(3，5-二甲基苯基)膦(2当量，96.8mg)，3-甲基-1,4,2-二噁唑-5-酮(0.2mmol,20.2mg)，室温反应1小时，得化合物P9’，加入硼烷四氢呋喃(5当量)，反应3小时，旋干溶剂，柱层析得到化合物P19(66％收率，39.5mg)。P19是未知化合物，检测数据如下：白色固体(Rf＝0.66,石油醚：乙酸乙酯＝20:1)。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.25(d,J＝11.2,4H),7.11(s,2H),2.93(p,J＝7.1Hz,2H),2.33(s,12H),1.97(s,1H),1.11(t,J＝7.1Hz,3H),1.30–0.39(m,3H).13C NMR(101MHz,CDCl3)δ138.26,138.16,133.04,133.01,131.92,131.30,129.55,37.88,37.85,21.48,17.69,17.63.31P NMR(162MHz,CDCl3)δ54.51(d,J＝101.6Hz).11B NMR(128MHz,CDCl3)δ-37.88.HRMS(ESI)m/z Calcd for C18H27BNNaP+[M+Na]+:322.1866,found:322.1864.
P20的制备：将无水氟化亚铁(5mol％,0.9mg)加入到8mL反应瓶中，加入1,2-二氯乙烷(0.5mL)，异丙基苯基膦(2当量，60.8mg)，3-甲基-1,4,2-二噁唑-5-酮(0.2mmol,20.2mg)，室温反应1小时，得化合物P10’，加入硼烷四氢呋喃(5当量)，反应3小时，旋干溶剂，柱层析得到化合物P20(72％收率，36.7mg)。P20是未知化合物，检测数据如下：白色固体(Rf＝0.58,石油醚：乙酸乙酯＝20:1)。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.76–7.63(m,2H),7.56–7.34(m,3H),3.05–2.83(m,2H),2.37–2.19(m,1H),1.74(s,1H),1.23–0.98(m,9H),0.91–0.22(m,3H).13C NMR(101MHz,CDCl3)δ132.11,131.59,131.25,131.16,131.05,131.02,128.66,128.56,37.44,25.82,25.38,17.99,17.93,16.32,16.28,16.16.31P NMR(162MHz,CDCl3)δ63.94(dd,J＝140.7,63.7Hz).11B NMR(128MHz,CDCl3)δ-41.77.HRMS(ESI)m/zCalcd for C14H31BNNaP+[M+Na]+:278.2179,found:278.2179.
P21的制备：将四水合氯化亚铁(5mol％,2.0mg)加入到8mL反应瓶中，加入1,2-二氯乙烷(0.5mL)，二环己基膦(2当量,79.2mg)，3-甲基-1,4,2-二噁唑-5-酮(0.2mmol,20.2mg)，室温反应1小时，得化合物P11’，加入硼烷四氢呋喃(5当量)，反应1小时，旋干溶剂，柱层析得到化合物P21(54％收率，22.7mg)。P21是未知化合物，检测数据如下：白色固体(Rf＝0.85,石油醚：乙酸乙酯＝20:1)。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ2.95(p,J＝7.1Hz,2H),1.91–1.61(m,12H),1.47–1.13(m,11H),1.09(t,J＝7.1Hz,3H),0.81–0.01(m,3H).13C NMR(101MHz,CDCl3)δ38.18,34.14,33.76,26.99,26.89,26.77,26.48,26.25,25.93,25.90,18.46.31P NMR(162MHz,CDCl3)δ67.92(dd,J＝146.1,57.0Hz).11B NMR(128MHz,CDCl3)δ-43.23.HRMS(ESI)m/z Calcd for C11H22BNP+[M+H]+:210.1577,found:210.1576.
P22的制备：将无水溴化亚铁(5mol％,2.2mg)加入到8mL反应瓶中，加入1,2-二氯乙烷(0.5mL)，二叔丁基膦(0.2mmol,58.4mg)，3-甲基-1,4,2-二噁唑-5-酮(0.5mmol,50.5mg)，室温反应1小时，得化合物P12’，加入硼烷四氢呋喃(5当量)，反应1小时，旋干溶剂，柱层析得到化合物P22(45％收率，18.3mg)。P22是未知化合物，检测数据如下：白色固体(Rf＝0.65,石油醚：乙酸乙酯＝20:1)。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ3.11(p,J＝7.0Hz,2H),1.34(s,1H),1.23(d,J＝12.9Hz,18H),1.16–1.09(m,3H),0.89–0.02(m,3H).13C NMR(101MHz,CDCl3)δ39.51,35.14,34.82,27.31,27.29,18.67,18.62.31P NMR(162MHz,CDCl3)δ82.91(dd,J＝141.8,68.0Hz).11B NMR(128MHz,CDCl3)δ-43.31(qd,J＝95.3,71.8Hz).HRMS(ESI)m/z Calcd for C10H27BNNaP+[M+Na]+:226.1866,found:226.1866.
本发明的产物P13-P22，也可以按照上述同样的步骤来制备，区别仅在于，硼烷化合物分两次添加，比如先通过向式I化合物这一中间体中加入1-2的硼烷，制得式II，然后在向式II中进一步加入1-4当量的硼烷，制得式Ⅳ化合物；通过如下所述的脱去R3P-BH3中硼烷的方法，可以得到式Ⅳ化合物。因此，通过本发明的式I、式II和式Ⅳ化合物均可以制备得到式III化合物。
一种脱去R3P-BH3中硼烷的方法，具有如下通式：
反应步骤如下：式II化合物或式IV化合物加入到反应瓶中，氩气下加入二氯甲烷或1,2-二氯乙烷，随后加入10当量三乙胺，55摄氏度反应1小时，真空旋干溶剂，得到脱去硼烷的式I化合物或式II化合物(含磷化合物脱去硼烷的是一种简单且成熟的方法(Synlett,2017,28,221)，但适用于本发明中的底物的方法未有报道，本发明提供一种额外可行的脱硼烷方法)。
通过上述方法制备的式Ⅲ化合物，具有以下结构通式：
式Ⅲ化合物中，优选的：
式I或式III不稳定的原因式柱层析分离过程容易氧化，空气氧化相对缓慢；上述脱除硼烷的方法无需纯化，反应体系旋干即可，会有少量Et3N-BH3残留，无影响，也可经过重结晶除去，所以这种方法可以得到纯的式I或式III化合物。
优选的，化合物P1在上述条件下以95％收率得到脱去硼烷的产物P1’。
优选的，当R2＝R3＝苯基，R1＝甲基时，以95％收率得到相应脱除硼烷的酰胺基膦化合物P1’(上述脱去R3P-BH3中硼烷的方法属于本领域常用的方法，本领域技术人员可以预见式Ⅱ中的化合物可以有效脱除硼烷，得到式Ⅰ中的化合物；同样本领域技术人员可以预见式Ⅳ中的化合物可以有效脱除硼烷，得到式Ⅲ中的化合物)。
P1’的制备(硼烷的脱除)：手套箱中，化合物P1(0.2mmol，51.4mg)加入到8mL反应瓶中，依次加入1，2-二氯乙烷(0.5mL)，三乙胺(10当量，202mg)，反应加热至55摄氏度，反应1小时，旋干溶剂得到化合物P1’(95％收率，46.2mg)。重结晶可出去少量残余三乙胺。P1’监测数据如下。白色固体(Rf＝0.2,石油醚：乙酸乙酯＝5:1)。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.50–7.30(m,10H),6.00(brs,1H),2.31and 2.13(2×s,3H).13C NMR(101MHz,CDCl3)δ175.74,175.51,173.51,173.39,138.25,131.83,131.62,131.38,131.17,129.96,129.72,128.93,128.83,128.76,24.70,21.75,21.60.31P NMR(162MHz,CDCl3)δ30.87,22.43.
一种含有P–N及P＝N键的亚胺基膦酰胺化合物V及其合成方法，具有如下反应通式：
此时，反应原料中含膦化合物与3-取代-1,4,2-二噁唑-5-酮的摩尔比为1：2.5。
式V类化合物可作为N-N双齿配体，与金属形成四元环配合物，可潜在应用于转移氢化反应(Dalton Trans.2020,49,1473.)或偶联反应(Russ.Chem.Bull.,2014,63,2305)
以下为每个具体实例的制备过程：
P23的制备：手套箱中，将无水溴化亚铁(0.5mol％,6.0mg)加入到100mL反应瓶中，此时铁催化剂以含膦化合物为基准；依次加入1,2-二氯乙烷(15mL)，3-甲基-1,4,2-二噁唑-5-酮(15mmol,1.5g,2.5当量)，二苯基膦(6mmol，1.12g)，室温反应3小时，旋干溶剂，柱层析得到化合物P23(94％收率，1.7g)。P23是未知化合物，检测数据如下：白色固体(Rf＝0.18,100％乙酸乙酯)。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ9.84(brs,1H),7.90–7.81(m,4H),7.62–7.54(m,2H),7.52–7.42(m,4H),2.14(d,J＝2.2Hz,6H).13C NMR(101MHz,CDCl3)δ178.12,178.04,132.94,132.91,132.52,132.40,128.58,128.58,128.44,127.59,126.35,26.53,26.40.31P NMR(162MHz,CDCl3)δ23.03.HRMS(ESI)m/z Calcd for C16H18N2O2P+[M+H]+:301.1100,found:301.1099.
P24的制备：手套箱中，将无水碘化亚铁(5mol％,2.2mg)加入到8mL反应瓶中，依次加入***(0.5mL)，3-(5-溴戊基)-1,4,2-二噁唑-5-酮(0.5mmol，2.5当量，117.5mg)，二苯基膦(0.2mmol，37.2mg)，室温反应1小时，旋干溶剂，柱层析得到化合物P24(74％收率，84.2mg)。P24是未知化合物，检测数据如下：白色固体(Rf＝0.18,石油醚：乙酸乙酯＝2:1)。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ9.98(brs,1H),7.91–7.79(m,4H),7.63–7.54(m,2H),7.53–7.44(m,7.91–7.79(m,4H),3.36(t,J＝6.8Hz,4H),2.41(t,J＝7.4Hz,4H),1.84(p,J＝7.0Hz,4H),1.66(p,J＝7.5Hz,4H),1.50–1.36(m,4H).13C NMR(101MHz,CDCl3)δ180.42,132.98,132.95,132.43,132.32,128.60,128.46,127.68,126.44,39.10,38.97,33.65,32.42,27.66,24.67.31P NMR(162MHz,CDCl3)δ23.58.HRMS(ESI)m/z Calcd for C24H32Br2N2O2P+[M+H]+:569.0563,found:569.0561.
P25的制备：手套箱中，将无水氯化亚铁(5mol％,1.6mg)加入到8mL反应瓶中，依次加入四氢呋喃(0.5mL)，3-(4-戊炔基)-1,4,2-二噁唑-5-酮(0.5mmol，2.5当量，76.5mg)，二苯基膦(0.2mmol，37.2mg)，室温反应1小时，旋干溶剂，柱层析得到化合物P25(41％收率，33.2mg)。P25是未知化合物，检测数据如下：白色固体(Rf＝0.45,100％乙酸乙酯)。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.89–7.79(m,4H),7.59(td,J＝7.3,1.6Hz,2H),7.52–7.44(m,4H),2.53(t,J＝7.4Hz,4H),2.21(td,J＝7.0,2.7Hz,4H),1.94(t,J＝2.6Hz,2H),1.84(p,J＝7.2Hz,4H).13C NMR(101MHz,CDCl3)δ179.93,133.16,133.13,132.60,132.49,131.92,131.80,128.77,128.63,127.80,126.55,83.74,69.13,38.07,37.94,24.30,17.98.31P NMR(162MHz,CDCl3)δ23.51.HRMS(ESI)m/z Calcd for C24H26N2O2P+[M+H]+:405.1726,found:405.1723.
P26的制备：手套箱中，将四水合氯化亚铁(5mol％,2.0mg)加入到8mL反应瓶中，依次加入甲苯(0.5mL)，3-(环戊基甲基)-1,4,2-二噁唑-5-酮(0.5mmol，2.5当量，84.5mg)，二苯基膦(0.2mmol，37.2mg)，室温反应1小时，旋干溶剂，柱层析得到化合物P26(57％收率，49.8mg)。P26是未知化合物，检测数据如下：白色固体(Rf＝0.36,100％乙酸乙酯)。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.85(dd,J＝13.8,7.1Hz,4H),7.63–7.55(m,2H),7.53–7.45(m,4H),2.40(dd,J＝7.5,1.7Hz,4H),2.26(p,J＝7.7Hz,2H),1.84–1.73(m,4H),1.64–1.56(m,4H),1.55–1.46(m,4H),1.21–1.09(m,4H).13C NMR(101MHz,CDCl3)δ180.71,133.09,133.06,132.63,132.52,128.69,128.55,127.89,126.65,45.92,45.80,37.26,32.55,25.15.31PNMR(162MHz,CDCl3)δ24.39.HRMS(ESI)m/z Calcd for C26H34N2O2P+[M+H]+:437.2352,found:437.2348.
P27的制备：手套箱中，将四水合氯化亚铁(5mol％,2.0mg)加入到8mL反应瓶中，依次加入氯仿(0.5mL)，3-(苯乙烯基)-1,4,2-二噁唑-5-酮(0.5mmol，2.5当量，94.5mg)，二苯基膦(0.2mmol，37.2mg)，室温反应1小时，旋干溶剂，柱层析得到化合物P27(52％收率，49.6mg)。P27是未知化合物，检测数据如下：白色固体(Rf＝0.36,100％乙酸乙酯)。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ10.59(brs,1H),7.98(dd,J＝13.7,7.6Hz,4H),7.63(d,J＝15.6Hz,2H),7.59–7.51(m,2H),7.50–7.40(m,8H),7.37–7.29(m,6H),6.77(d,J＝15.7Hz,2H).13C NMR(101MHz,CDCl3)δ172.70,142.65,142.63,134.89,132.97,132.94,132.79,132.67,129.84,128.80,128.66,128.52,128.18,127.68,126.45,123.87,123.72.31P NMR(162MHz,CDCl3)δ25.51.HRMS(ESI)m/z Calcd for C30H26N2O2P+[M+H]+:477.1726,found:477.1725.
P28的制备：手套箱中，将六水合氯化铁(5mol％,2.7mg)加入到8mL反应瓶中，依次加入二氯甲烷(0.5mL)，3-(2-邻苯二甲酰亚胺基丙基)-1,4,2-二噁唑-5-酮(0.5mmol，2.5当量，137mg)，二苯基膦(0.2mmol，37.2mg)，室温反应1小时，旋干溶剂，柱层析得到化合物P28(95％收率，130mg)。P28是未知化合物，检测数据如下：白色固体(Rf＝0.67,100％乙酸乙酯)。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ9.29(brs,1H),7.80–7.72(m,4H),7.70–7.55(m,8H),7.42(t,J＝3.9Hz,2H),7.26–7.17(m,4H),4.81(q,J＝7.1Hz,2H),3.21(dd,J＝15.5,9.1Hz,2H),2.84(dd,J＝15.5,5.7Hz,2H),1.45(d,J＝6.9Hz,6H).13C NMR(101MHz,CDCl3)δ167.97,133.76,133.55,132.39,132.36,132.14,132.03,131.80,131.77,128.12,127.98,127.03,125.80,122.97,122.88,44.26,42.39,18.70,18.62.31P NMR(162MHz,CDCl3)δ23.09.HRMS(ESI)m/z Calcd for C36H32N4O6P+[M+H]+:647.2054,found:647.2057.
P29的制备：手套箱中，将四水合氯化亚铁(5mol％,2.0mg)加入到8mL反应瓶中，依次加入1,2-二氯乙烷(0.5mL)，3-环己基-1,4,2-二噁唑-5-酮(0.5mmol，2.5当量，84.5mg)，二苯基膦(0.2mmol，37.2mg)，室温反应1小时，旋干溶剂，柱层析得到化合物P29(46％收率，40.2mg)。P29是未知化合物，检测数据如下：白色固体(Rf＝0.64,石油醚：乙酸乙酯＝2:1)。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ10.21(brs,1H),7.92–7.75(m,4H),7.63–7.53(m,2H),7.52–7.43(m,4H),2.32(tt,J＝11.7,3.7Hz,2H),2.03–1.90(m,4H),1.76(dt,J＝12.3,3.3Hz,4H),1.68–1.59(m,2H),1.48–1.36(m,4H),1.34–1.18(m,6H).13C NMR(101MHz,CDCl3)δ183.82,132.98,132.95,132.53,132.42,128.68,128.55,127.22,47.90,47.77,29.86,25.95,25.88,25.83,25.79.31P NMR(162MHz,CDCl3)δ23.93.HRMS(ESI)m/z Calcd for C26H34N2O2P+[M+H]+:437.2352,found:437.2354.
P30的制备：手套箱中，将碘化亚铁(5mol％,3.1mg)加入到8mL反应瓶中，依次加入1,2-二氯乙烷(0.5mL)，3-(4-碘苯基)-1,4,2-二噁唑-5-酮(0.5mmol，2.5当量，144.5mg)，二苯基膦(0.2mmol，37.2mg)，室温反应2小时，旋干溶剂，柱层析得到化合物P30(83％收率，112.2mg)。P30是未知化合物，检测数据如下：白色固体(Rf＝0.5,石油醚：乙酸乙酯＝5:1)。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ11.69(brs,1H),7.96(dd,J＝14.0,7.7Hz,4H),7.90–7.73(m,8H),7.64(dd,J＝8.4,6.4Hz,2H),7.59–7.48(m,4H).13C NMR(101MHz,CDCl3)δ172.53,137.74,133.48,133.45,132.79,132.68,130.51,128.90,128.76,127.81,126.53,100.01.31P NMR(162MHz,CDCl3)δ27.29.HRMS(ESI)m/z Calcd for C26H20I2N2O2P+[M+H]+:676.9346,found:676.9349.
P31的制备：手套箱中，将四水合氯化亚铁(5mol％,2.0mg)加入到8mL反应瓶中，依次加入四氯乙烷(0.5mL)，3-甲基-1,4,2-二噁唑-5-酮(0.5mmol，2.5当量，50.5mg)，二-(3，5-二甲基苯基)膦(0.2mmol，48.4mg)，室温反应1小时，旋干溶剂，柱层析得到化合物P31(82％收率，58.5mg)。P31是未知化合物，检测数据如下：白色固体(Rf＝0.2,100％乙酸乙酯)。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.42(d,J＝14.1Hz,4H),7.20(s,2H),2.34(s,12H),2.16(d,J＝2.1Hz,6H).13C NMR(101MHz,CDCl3)δ177.99,138.49,138.34,135.04,135.01,130.05,129.94,127.42,126.19,26.87,26.74,21.50,21.43.31P NMR(162MHz,CDCl3)δ23.86.HRMS(ESI)m/z Calcd for C20H26N2O2P+[M+H]+:357.1726,found:357.1727.
P32的制备：手套箱中，将氟化亚铁(5mol％,0.9mg)加入到8mL反应瓶中，依次加入1,2-二氯乙烷(0.5mL)，3-甲基-1,4,2-二噁唑-5-酮(0.5mmol，2.5当量，50.5mg)，异丙基苯基膦(0.2mmol，30.4mg)，室温反应2小时，旋干溶剂，柱层析得到化合物P32(81％收率，50.7mg)。P32是未知化合物，检测数据如下：白色固体(Rf＝0.3,100％乙酸乙酯)。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ9.85(brs,1H),7.96–7.85(m,2H),7.61–7.52(m,1H),7.52–7.41(m,2H),3.23–3.09(m,1H),2.14(d,J＝1.9Hz,6H),1.15(dd,J＝18.8,7.1Hz,6H).13C NMR(101MHz,CDCl3)δ178.60,132.93,132.90,131.91,131.81,128.74,128.61,127.60,126.51,26.75,26.62,25.01,24.16,14.66,14.63.31P NMR(162MHz,CDCl3)δ38.09.HRMS(ESI)m/z Calcdfor C16H30N2O2P+[M+H]+:313.2039,found:313.2039.
P33的制备：手套箱中，将氟化铁(5mol％,1.1mg)加入到8mL反应瓶中，依次加入二氯甲烷(0.5mL)，3-甲基-1,4,2-二噁唑-5-酮(0.5mmol，2.5当量，50.5mg)，二环己基膦(0.2mmol，39.6mg)，室温反应1小时，旋干溶剂，柱层析得到化合物P33(67％收率，35.8mg)。P33是未知化合物，检测数据如下：白色固体(Rf＝0.15,石油醚：乙酸乙酯＝2:1)。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ9.88(brs,1H),2.46–2.31(m,2H),2.10(d,J＝1.8Hz,6H),1.90–1.78(m,8H),1.76–1.66(m,2H),1.58–1.41(m,4H),1.36–1.19(m,6H).13C NMR(101MHz,CDCl3)δ178.27,35.10,34.35,26.75,26.62,26.18,26.04,25.67,25.66,24.99,24.95.31P NMR(162MHz,CDCl3)δ50.86.HRMS(ESI)m/z Calcd for C13H20N2O2P+[M+H]+:267.1257,found:267.1257.
一种制备膦酰胺的方法，具有以下反应通式：
优选的，当R2＝R3＝苯基，R1＝甲基时，以95％收率得到相应膦酰胺产物P34。
对于本发明式Ⅰ化合物中的其他化合物也可以按照上述方法制备膦酰胺，本领域技术人员可以预测。
P34的制备：将四水合氯化亚铁(5mol％,4.0mg)加入到8mL反应瓶中，加入1,2-二氯乙烷(1mL)，二苯基膦(2当量，148.8mg)，3-甲基-1,4,2-二噁唑-5-酮(0.4mmol，40.4mg)，室温反应1小时，加入浓度为30％H2O2的水溶液(10当量)，反应10分钟，旋干溶剂，柱层析得到化合物P34(95％收率，98.4mg)。化合物P34是未知化合物，监测数据如下。白色固体(Rf＝0.17,100％乙酸乙酯)。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ9.39(s,1H),7.89–7.44(m,4H),7.56(td,J＝7.3,1.6Hz,2H),7.51–7.39(m,4H),2.13(s,3H).13C NMR(101MHz,CDCl3)δ173.40,132.67,132.64,131.97,131.86,131.52,130.25,128.65,128.51,24.55,24.50.31P NMR(162MHz,CDCl3)δ27.06.HRMS(ESI)m/z Calcd for C14H14NNaO2P+[M+Na]+:282.0654,found:282.0655.
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种制备含有P–N键的化合物的方法，其特征在于，以含膦化合物和3-取代-1,4,2-二噁唑-5-酮为原料，在铁催化剂条件下反应，生成含有P–N键的式Ⅰ化合物；
所述3-取代-1,4,2-二噁唑-5-酮的结构式为：
其中R1选自烷基，或被卤素、烯基或杂原子取代的烷基、环烃或芳基、
所述含膦化合物的结构式为：
其中，R2、R3相同或不同，独立选自烷基、环烃或芳基中的至少一种；或者
选自
所述式Ⅰ化合物具有以下结构通式：
所述铁催化剂为卤化铁催化剂、氯化亚铁或四水合氯化亚铁中的一种以上；
所述3-取代-1,4,2-二噁唑-5-酮的浓度为0.4～4mol/L；所述含膦化合物与3-取代-1,4,2-二噁唑-5-酮的摩尔比为1～2：1；铁催化剂与3-取代-1,4,2-二噁唑-5-酮的摩尔比为0.1％～5％:1。
2.根据权利要求1所述的制备含有P–N键的化合物的方法，其特征在于，
所述R1可选自以下基团中的任意一种：
3.根据权利要求1所述的制备含有P–N键的化合物的方法，其特征在于，所述铁催化剂为：氯化铁、六水合氯化铁、溴化亚铁、溴化铁、碘化亚铁、氟化亚铁或氟化铁中的一种以上；
该反应所用溶剂为1,2-二氯乙烷、二氯甲烷、三氯甲烷、1,1,2,2,-四氯乙烷、甲苯、氯苯、四氢呋喃、乙腈、***或乙酸乙酯中的一种以上；
反应温度为室温，反应时间为10分钟～10小时。
4.根据权利要求1所述的制备含有P–N键的化合物的方法，其特征在于，向所述式Ⅰ化合物中加入硼烷络合物反应，对应得到式Ⅱ化合物和/或式Ⅳ化合物；
式Ⅱ化合物、式Ⅳ化合物具有以下结构通式：
所述硼烷络合物为硼烷四氢呋喃络合物、硼烷二甲硫醚络合物中的一种；所述硼烷络合物与3-取代-1,4,2-二噁唑-5-酮的摩尔比为3～5：1时，对应得到式Ⅳ化合物，所述硼烷络合物与3-取代-1,4,2-二噁唑-5-酮的摩尔比为1～2：1时，对应得到式Ⅱ化合物。
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