第1章绪论1.1前言随着社会的不断发展，虎穴对社会的重要性日渐提升，人们的生产生活各方面均需要应用到化合物，尤其是有机磷化合物，不论是在农业方面、医药学方面乃至工业方面，有机磷化合物均起到重要的作用。在“创新型”时代下，有机磷化合物在各种新材料中也有几位重要的作用。有机磷的作用极大，故而针对有机磷，国内外学者有较多的研究，针对有机磷的研究已然形成一个全新的领域，研究人员对有机磷的探究内容包括其本身的性质，也包括其合成过程中可能出现的问题，关于有机磷合成问题也有极多的方法，本文便对此进行探究。从有机磷化合物合成的历史角度来看，其有着较长的发展时间，随着工业的不断发展，有机磷化合物在历史的长河中，伴随着工业的不断发展有机磷化合物在金属萃取剂、金属辅助配体到阻燃剂、农药、药品中都起到了至关重要的作用。除此之外，有机磷化合物还被广泛应用于传统有机合成中的关键中间体以及组成成分。由此可见，有机磷化学已然成为了一门区域成熟的科研领域。磷是化学学科中的一项非常基础但也无比重要的基本元素，无论是在材料化学或者是无机化学中。更加关键的是，在所有的一直生命体中磷都是关键的组成部分。它也是动植物生长中不可或缺的微量元素，以其为原料的磷酸盐肥料在农业生产中有着不可或缺的重要地位，同时也带来了巨大的经济效益。每年高达上百亿吨的产量，可以毫不夸张的说如果没有了它，要解决世界人口不断增长所带来的巨大压力是极其困难的。在农业化学品领域也同样的，在现代食品工业中磷酸化合物也是同样的不可或缺。当然，也有许多的有机化合物比有机磷化合物有着更大的工业生产量，但是却极少有元素可以像磷一样对我们的生产生活产生如此重要的影响。1.2有机磷化合物的合成1.2.1末端炔烃与磷-氢化合物绿色合成炔基膦化合物炔基膦化合物是一类重要的有机合成中间体，传统的构建该类化合物的方法主要是通过有机金属试剂与磷卤试剂反应，反应底物均较活泼,反应条件相对苛刻,底物兼容性较差。通过对简单底物的C—H键活化来构建C—C、C—Z键，具有原子经济性高,步骤经济性高以及对环境友好等优点。因此，直接从简单易得的末端炔烃出发，与磷-氢化合物通过C—H/P—H交叉偶联反应构建炔基膦化合物具有重要的研究价值。2009年完成了首例铜催化磷-氢化合物与末端炔烃需氧氧化交叉偶联合成炔基膦酸酯的新方法(Eq.1)。该方法的反应条件非常简单温和,在干燥空气气氛下，以二甲基亚砜(DMSO)为溶剂，10mol%的CuI作催化剂，催化量的K2CO3作碱，末端炔烃与磷-氢化合物55℃反应过夜,即可得到相应的氧化偶联产物。该反应底物官能团耐受性好，一系列官能团,如羟基、烷氧基、羧基、羰基、氰基、氯、氨基、氨甲酰基和磺酰胺基都能在该反应体系中兼容。特别是含有端炔基团的具有特殊生物活性的大分子核苷酸类似物也可作为反应底物，高选择性地与磷-氢化合物交叉偶联,表明该方法能够合成高度官能团化的有机化合物。此外，不同种类的亚磷酸酯类化合物均在该体系中取得很好的反应效果。遗憾的是,在相似的反应条件下，二苯基膦氧化物[Ph2P(O)H]在该反应体系中易被氧化成二苯基膦酸[Ph2P(O)OH]而不能得到相应的偶联产物。针对上述问题，利用钯催化实现了末端炔烃与二级膦氧化物的脱氢偶联反应(Eq.2),并对其反应机理进行了研究。在5mol%Pd(OAc)2和2equiv.AgBF4作用下,以四氢呋喃(THF)为溶剂,等量的苯乙炔与二苯基膦氧化物在60℃下反应可得到几乎定量的炔基膦氧类化合物,且在反应中没有检测到二苯基膦氧化物与苯乙炔的加成副产物。此外，该反应的底物适用范围较广，芳香族和脂肪族的末端炔烃均可在该体系中取得较好的反应效果。一系列官能团，如氟、氯、三氟甲基、酯基、羰基、羧基等均能在该体系中兼容。且含有较活泼碳-溴键的4-溴苯乙炔也能在该体系中发生交叉脱氢偶联反应得到溴原子保留的目标产物。另外，通过向体系中加入适量三乙胺并升高反应温度，亚磷(膦)酸酯类化合物也能与苯乙炔顺利发生交叉脱氢偶联反应。接着,我们对该反应的机理进行了探索,研究了反应过程的立体化学,并分离得到反应的活性中间体。计量反应结果表明,磷-氢化合物与Pd(OAc)2在三乙基膦作配体时,在室温下即可迅速地发生配体交换反应得到活性中间体4(Eq.3)。且不同种类的磷-氢化合物,如具有RP构型的[(－)MenO]BnP(O)H、亚磷酸二乙酯、环状亚磷酸酯、苯基膦酸乙酯以及二苯基膦氧化物均能与醋酸钯发生配体交换反应得到几乎定量的活性中间体4;另外，活性中间体4可与苯乙炔在室温下进行第二次配体交换反应得到中间体5(Eq.4)。通过磷谱监测反应过程以及对中间体4a和5a的单晶结构解析确认，这两步配体交换反应中磷原子的绝对构型均是保持的。最后，分离得到的中间体5a可在80℃