專利名稱：制備二苯基膦鋰的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在溶劑如二乙氧基甲烷中的二苯基膦鋰(LDPP)溶液，該溶液比以四 氫呋喃為溶劑時(shí)更加穩(wěn)定，還涉及制備二苯基膦鋰溶液的方法。
背景技術(shù)：
商業(yè)上，二苯基膦鋰常被用于在有機(jī)和無機(jī)化學(xué)合成中去除羥基，或被用作有機(jī) 金屬催化中的配體。通常，二苯基膦鋰是以四氫呋喃作為溶劑的溶液形式提供的。這種市 售的二苯基膦鋰溶液易于獲取，但非常不穩(wěn)定，很難在商業(yè)上應(yīng)用。因此需要提供一種新的 更為穩(wěn)定的二苯基磷化物制劑。專利號(hào)為5，866，720的美國專利公開了一種堿金屬二芳基磷化物，其通過下述方 法合成在氫分子存在下，將三芳基膦與在無水有機(jī)液體稀釋液中的一種或多種堿金屬的 兩相混合物，優(yōu)選鈉鉀的混合物或合金混合或者將三芳基膦引入其中；為合成環(huán)烷基二芳 基膦，將至少一部分上述反應(yīng)的混合物(或者從中回收的堿金屬二芳基膦化物)，與環(huán)烷基 甲磺酸鹽或者甲苯磺酸鹽混合在一起，并置于合適的反應(yīng)條件下。后續(xù)反應(yīng)由第一步反應(yīng) 中剩余的鈉驅(qū)動(dòng)。在氫氣氛下進(jìn)行的反應(yīng)抑制了第二步化學(xué)反應(yīng)中的不良副反應(yīng)。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的本發(fā)明的目的在于提供穩(wěn)定的二苯基膦化物溶液，該溶液要比以四氫呋喃(THF) 為溶劑的溶液更為穩(wěn)定。同時(shí)，制備和使用上述溶液的方法也在本發(fā)明的考慮范圍之內(nèi)。優(yōu) 選的溶劑包括醚類，更為優(yōu)選的是氧原子周圍立體阻力最小(如C1-C5)的醚類。另一種優(yōu) 選的溶劑是2-甲基四氫呋喃(2MeTHF)，與THF相比，其也能提高穩(wěn)定性。發(fā)明概述本發(fā)明一方面涉及一種包含二苯基膦鋰和溶劑的溶液，該溶劑產(chǎn)生的溶液要比以 四氫呋喃為溶劑的溶液更為穩(wěn)定。在受控氣氛下，在通有惰性正壓氬氣的保溫箱中，分別在 20°C和35°C溫度下測(cè)試1 4周，優(yōu)選4周，結(jié)果顯示本發(fā)明提供的二苯基膦鋰溶液與四氫 呋喃制劑相比，穩(wěn)定性得到明顯提高。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，溶劑含有有機(jī)溶劑或者就是有 機(jī)溶劑，優(yōu)選的溶劑是含有1 5個(gè)碳原子的有機(jī)物，其優(yōu)選至少含有一個(gè)氧原子。優(yōu)選的 溶劑包括2-甲基四氫呋喃或醚類，如乙醚、二甲氧基甲烷和原甲酸三乙酯。上述溶劑的混 合物也在本發(fā)明的考慮范圍之內(nèi)。優(yōu)選制備本發(fā)明所述的組合物的方法包括將二苯基氯化膦和金屬鋰一起添加到 如上所述的溶劑中，反應(yīng)后生成二苯基膦鋰的所述溶劑的溶液。與用等摩爾量的四氫呋喃作為溶劑相比，所述溶劑生成的二苯基膦鋰的溶液更為穩(wěn)定。然而，任何含量的THF都會(huì)降 低產(chǎn)物的穩(wěn)定性。所述反應(yīng)在30 80°C下進(jìn)行。優(yōu)選實(shí)施方案是將引發(fā)劑添加到溶液中促進(jìn)二苯基膦化物的生成，優(yōu)選的引發(fā)劑 為1，2-二溴乙烷。發(fā)明詳述本發(fā)明提供的二苯基磷化物的溶液與以THF為溶劑的溶液相比，穩(wěn)定性得到了提 高。更令人驚訝地是，以2-甲基四氫呋喃為溶劑的溶液，穩(wěn)定性得到了提高。但是，大體來 說，任何可改善穩(wěn)定性的有機(jī)溶劑均可應(yīng)用。優(yōu)選的溶劑是Cl C5的化合物，更為優(yōu)選的是所述化合物含有一個(gè)氧原子或者 其中氧原子替代了至少一個(gè)碳原子。當(dāng)氧原子替代了例如醚的一個(gè)碳原子時(shí)，優(yōu)選至少存 在兩個(gè)碳原子(如為二甲乙醚)。醚類和呋喃都是一組優(yōu)選的溶劑。優(yōu)選的醚包含1個(gè)或 2個(gè)醚單元，更為優(yōu)選的是其以直鏈形式存在。具體而言，優(yōu)選的是乙醚、甲乙醚、和二丙醚， 因此，6碳化合物也是優(yōu)選的。優(yōu)選的呋喃是2-甲基呋喃，同未甲基化的四氫呋喃相比，由它制備的溶液更為穩(wěn)定。優(yōu)選的金屬鋰是含極少量或不含雜質(zhì)的純鋰，但是，更切合實(shí)際的是其含有質(zhì)量 分?jǐn)?shù)為0. 001 2%的鈉，優(yōu)選1. 0 1. 5%。金屬鋰可以以各種形式提供，但具體而言， 優(yōu)選的是金屬鋰的顆粒，通常是在有機(jī)液體中的分散體形式提供。鋰粒的平均粒徑為1 150 μ m,優(yōu)選的是20 30 μ m。如果鋰是在分散劑中，如庚烷中，以分散體的形式提供，則分 散劑將被去除，如用制備二苯基膦鋰(LDPP)的溶劑清洗。引發(fā)劑可以是能增加起始原料對(duì)二苯基氯化膦和鋰生成二苯基膦鋰這一反應(yīng)的 初始速率的任何引發(fā)劑，優(yōu)選的引發(fā)劑為1，2_ 二溴乙烷。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，將鋰、溶劑和對(duì)二苯基氯化膦混合在一起，在30°C 80°C的溫度下進(jìn)行反應(yīng)，優(yōu)選的溫度為30°C 40°C，或者40°C以上 80°C。優(yōu)選的溫度低 于50°C，因?yàn)樵诖笥诨虻扔诖藴囟认拢a(chǎn)物有可能會(huì)分解。反應(yīng)物可以以任何順序進(jìn)行混合，優(yōu)選的是先將金屬鋰添加到溶劑中，再添加對(duì)
二苯基氯化膦。反應(yīng)應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)臅r(shí)間以完成反應(yīng)，優(yōu)選的反應(yīng)時(shí)間是Imin 10h，更為優(yōu)選的 是 20min 5h。反應(yīng)生成物二苯基膦鋰可以通過任何方法進(jìn)行回收，如通過過濾。較低的溫度能 縮短過濾所需時(shí)間。本發(fā)明的產(chǎn)物及其制備方法的優(yōu)選實(shí)施方案將在下述的實(shí)施例中進(jìn)行描述。


圖1表示根據(jù)實(shí)施例38，二乙氧基甲烷(DEM)中的LDPP的差示掃描量熱圖(DSC)。圖2-12表示多個(gè)實(shí)施例的核磁共振譜圖。圖13-36表示二苯基膦鋰穩(wěn)定性樣品的照片。圖37表示對(duì)實(shí)施例制備的樣品進(jìn)行滴定的儀器。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1試劑將儲(chǔ)存于庚烷中的鋰(工業(yè)級(jí)，購自凱梅塔爾富特公司，新約翰遜維爾，(金屬中 含約1 %的雜質(zhì)鈉，平均粒徑為20 30 μ m)，用己烷重新分散和沖洗，并用氬氣干燥。干燥 過的分散鋰和礦物油按質(zhì)量比1 0.5混勻，并儲(chǔ)存于手套箱中。將礦物油加入到鋰的分 散體中以避免干燥的鋰在手套箱內(nèi)散布。除了在鋰中含有少量鈉外，不再添加鈉到所述金 屬中。對(duì)二苯基氯化膦可從Aldrich (St. Louis,MO) (cat#C39601,98% )購得，按收到的
原樣使用。試驗(yàn)溶劑包括四氫呋喃(作為對(duì)照)、乙醚和2-甲基四氫呋喃。在使用前，使用金 屬鈉蒸餾所述溶劑以使其干燥。其它溶劑用分子篩干燥或者在使用前測(cè)定其濕度。溶劑使 用前不進(jìn)行純化。儀器除特別注明，所有反應(yīng)都是在玻璃圓底燒瓶中進(jìn)行的并用特氟隆涂覆的攪拌棒攪 拌。通過礦物油鼓泡器維持持續(xù)正壓供給氬氣，使所有的反應(yīng)都是氬氣下完成的。對(duì)于小規(guī) 模的反應(yīng)(70mL)，通過帶有一根長不銹鋼金屬針的注射器往燒瓶里面添加二苯基氯化膦。 通過注射器泵控制添加速度。對(duì)于大規(guī)模的反應(yīng)(700mL)，對(duì)二苯基氯化膦通過均壓加樣漏斗添加，并且通過改 變加樣的速度來保持正確的反應(yīng)溫度。將反應(yīng)液冷卻到40°C或者40°C以下，有必要的話，可以用玻璃溫度計(jì)測(cè)量溫度。 小規(guī)模的反應(yīng)液通過25 50 μ m的玻璃過濾器進(jìn)行過濾，大規(guī)模的反應(yīng)液用一個(gè)套有聚 丙烯過濾布的不銹鋼金屬濾器(直徑為3”)進(jìn)行過濾。兩種過濾器均使用Eagle-Picher Celatom FW-12助濾器作為濾床。使用核磁共振儀Varian 400MR,以氘化苯為溶劑，進(jìn)行質(zhì)譜測(cè)定，質(zhì)譜以四甲基硅 烷為基準(zhǔn)物質(zhì)。磷的譜圖不進(jìn)行校正(即沒有設(shè)定PPm量級(jí)的內(nèi)標(biāo))。在DEM中的反應(yīng)實(shí)施例實(shí)驗(yàn)中各組分的量 鋰9. 57g(l. 38mol)二苯基氯化膦 126. 22g (0. 572mol) 二乙氧基甲烷489. 12g將鋰(如前所述，與礦物油的比例為1 0.5)投入到裝配有攪拌棒的IL燒瓶中,燒瓶配備有一個(gè)溫度計(jì)和一個(gè)加樣漏斗。加入DEM后，攪拌棒開始攪拌。先添加大約10%(IOmL)的起始原料到燒瓶中。3小時(shí)以后，溫度升至21°C時(shí)，開始加樣。有必要的話，可以 通過制冷將溫度維持在30°C 士2°C。加樣持續(xù)80min。一個(gè)半小時(shí)以后，核磁共振譜圖顯示 反應(yīng)沒有完成，因此將溶液攪拌過夜，至第二天早上，反應(yīng)結(jié)束。將溶液過濾，回收二苯基膦 鋰溶液，濾餅用16.442g DEM沖洗。收集的澄清棕色溶液有601. 96g，取適量樣品進(jìn)行分析 (活性為17. 91%，產(chǎn)率為98. 09% ) ο表1 (如下)所列為試驗(yàn)中所用到的溶劑和所得產(chǎn)率。制備二苯基膦鋰的反應(yīng)溫 度在30 80°C。數(shù)據(jù)表明反應(yīng)溫度< 40°C能提高產(chǎn)率、縮短過濾的時(shí)間，因此這是本發(fā)明 優(yōu)選的實(shí)施方案。較高的反應(yīng)溫度會(huì)導(dǎo)致過濾所用時(shí)間接近3個(gè)小時(shí)，而在30 40°C的反 應(yīng)溫度下，過濾所用時(shí)間僅為30 60min。從差示掃描量熱圖的曲線(圖1)中可以看出， 產(chǎn)物在大約50°C時(shí)開始分解。小規(guī)模反應(yīng)(70mL)的引發(fā)需要10 20min，而大規(guī)模反應(yīng)(700mL)的引發(fā)需要將 近3個(gè)小時(shí)。添加少量二苯基膦鋰的溶液到燒瓶中可以使反應(yīng)較快啟動(dòng)，而這并不是實(shí)施本發(fā) 明所必須的，只是一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案。在實(shí)施例37中，還添加了 4. 2gm的1，2_ 二溴乙烷，表明能將大規(guī)模反應(yīng)(700mL) 所需的起始反應(yīng)時(shí)間降低到約1個(gè)小時(shí)。反應(yīng)進(jìn)展是通過溫度和核磁共振共同監(jiān)控。啟動(dòng)反應(yīng)以后，隨著溫度上升，溶液顏 色變成綠色表明反應(yīng)已經(jīng)開始。通過比較核磁共振譜圖中的芳環(huán)區(qū)的峰值來監(jiān)測(cè)反應(yīng)進(jìn)展 (圖 10 禾口 11)。產(chǎn)物的穩(wěn)定性測(cè)試是在20°C和35°C的控溫保溫箱中進(jìn)行的，保溫箱中持續(xù)通入 正壓氬氣(參見表2-9)。將樣品置于2盎司的帶有特氟隆蓋子的玻璃瓶中，于上述溫度下 放置4周。在反應(yīng)結(jié)束后，實(shí)施例28的溶液中殘留的起始原料的量最大(產(chǎn)物與起始原料 的比值為4 1，而通常的比值為4 0.3)。在4周的穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)以后，實(shí)施例28的樣品 在玻璃瓶的壁上形成一層薄膜，而其它實(shí)施例的樣品并沒有這種現(xiàn)象。表1實(shí)施例1 42的數(shù)據(jù)
權(quán)利要求
一種包含二苯基膦鋰和溶劑的溶液，所述溶劑產(chǎn)生的溶液比以四氫呋喃為溶劑的溶液更為穩(wěn)定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溶液，其中，所述溶劑包含有機(jī)溶劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的溶液，其中，所述的有機(jī)溶劑至少包含甲基四氫呋喃或者一 種醚中的一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的溶液，其中，所述溶劑包含1 5個(gè)碳原子。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溶液，其中，所述溶劑至少包含乙醚、2-甲基四氫呋喃或者二 甲氧基甲烷中的一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溶液，其中，所述溶劑包含二乙氧基甲烷。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溶液，還包括引發(fā)劑。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溶液，其中，所述的引發(fā)劑是1，2_二溴乙烷。
9.一種包含步驟將二苯基氯化膦與鋰一起添加到溶劑中，并在溶劑的溶液中反應(yīng)形成 二苯基膦鋰的方法，其中與采用等摩爾量的四氫呋喃為溶劑相比，采用所述溶劑能制備出 更穩(wěn)定的溶液。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述反應(yīng)是在30°C 80°C下進(jìn)行的。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，還包括添加引發(fā)劑。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述的引發(fā)劑是1，2-二溴乙烷。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溶液，其中，所述溶劑是含有1個(gè)或2個(gè)醚單元的醚類。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溶液，其中，所述溶劑是直鏈醚。
15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述溶劑是含有1個(gè)或2個(gè)醚單元的醚類。
16.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述溶劑是直鏈醚。
全文摘要
二苯基膦鋰在溶劑中，如二乙氧基甲烷(DEM)中的溶液，比以四氫呋喃為溶劑的溶液更加穩(wěn)定。本發(fā)明還公開了制備二苯基膦鋰的方法。
文檔編號(hào)C07F9/02GK101952299SQ200980104738
公開日2011年1月19日 申請(qǐng)日期2009年2月13日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月15日
發(fā)明者杰弗里·艾倫·麥考, 馬克·J.·辛茨 申請(qǐng)人:凱米濤弗特公司