制备6-氯二苯并d,f 1,3,2-二氧杂磷杂环庚二烯的方法

摘要

本发明主题是一种制备6-氯二苯并[d,f][1,3,2]-二氧杂磷杂环庚二烯（式1）的方法，其包括以下步骤：a)在惰性气体和搅拌下，将液体2,2'-二羟基联苯加入到反应器中的过量三氯化磷中；b)从反应混合物中导出并中和所产生的气体；c)分离过量的三氯化磷；d)获得6-氯二苯并[d,f][1,3,2]-二氧杂磷杂环庚二烯。

说明书

本发明涉及一种制备6-氯二苯并[d,f] [1,3,2]-二氧杂磷杂环庚二烯即化合物1的方法,

。

化合物1是尤其在配体合成中起重要作用的结构部分。

这种配体例如是化合物2,即6,6'-[(3,3'-二-叔丁基-5,5'-二甲氧基-1,1'-联苯基-2,2'-二基)双(氧基)]双(二苯并[d,f][1,3,2]二氧杂磷杂环庚二烯)，缩写为Biphephos，其广泛应用于过渡金属催化的反应中,

。

化合物2例如用于对烯烃的过渡金属催化的氢氨基甲基化(E. Petricci， A. Mann， J. Salvadori， M. Taddei， Tetrahedron Letters 2007，48，8501-8504)，氢氰化(US 5,449,807)，加氢甲酰化(US 4,769,498，CN1986055)，异构化(US 5,440,067)和环烃基化(US 5,962,744)。

化合物2的制备通常是在3个合成步骤中由可商购的起始材料制得：为制备骨架，使3-叔丁基-4-羟基茴香醚氧化反应成二芳基化合物3,3'-叔丁基-2,2'-二羟基-5,5'-二甲氧基联苯。为制备侧链，使三氯化磷与2,2'-二羟基联苯进行反应，从而形成化合物1。最后，所提到的两个步骤的反应产物在碱存在下相互缩合成化合物2，即Biphephos。

目前已知的所有制备化合物1 (6-氯二苯并[d,f][1,3,2]-二氧杂磷杂环庚二烯)的方法都导致形成不希望的副产物，因而产率降低或者需要高的能量消耗或时间损耗。

因此在US 4,769,498中将三氯化磷滴加到2,2'-二羟基联苯中，在此情况下形成了亚磷酸酯类副产物，只有通过数小时的高能量的热平衡才能尽可能抑制该副产物(参见L. Anschütz， W. Marquardt， Chem. Ber. 1956， 89，1119-1123)或/和必须对产物进行麻烦的真空蒸馏，这需要很高的温度(同上以及在L. V. Vehzhnikov和P. A. Kirpichnkov， Zh. Obshch. Khim.， 1967， 37， 1355)，或者需要工业上难以实现的130 Pa和更小的真空(EP 0 730 574以及V. N. Tsarev，A. A. Kabro， S. K. Moiseev， V. N. Kalinin， O. G. Bondarev， V. A. Davankov， K. N. Gavrilov， Russ. Chem. Bull.， Int. Ed. Vol 53， 2004， 814-818)。

与之相反，在CN 1986055中，先装入过量的三氯化磷，并加入2,2’-二羟基联苯。但没有更详细说明相对于三氯化磷而言的这种高反应性化合物如2,2'-二羟基联苯的添加方式和方法以及反应过程。为了从反应混合物中分离化合物1和其进一步纯化，采用真空蒸馏，在此同样没有更详细的说明，例如压力范围和温度范围。1的产率为71 %。没有公开化合物1的更详细表征。

在FR 2873696提供的类似方法中，为了获得足够的选择性，需要将反应混合物高能量地冷却到0℃，以及为了捕获所形成的氯化氢气体，需要加入胺，其后果是形成胺盐酸盐，后者必须被过滤掉。不过由于全部的反应混合物是高腐蚀性的，因此需要昂贵的不易腐蚀的过滤设备，例如由DIN 2.4610合金制的过滤设备。此外还必须将所形成的胺盐酸盐残渣麻烦地清除或者循环利用。

作者还发现，对于由A. van Rooy， P. C. J. Kamer， P. W. N. M. van Leeuwen， K. Goubitz， J. Fraanje， N. Veldman和A. L. Spek在Organometallics 1996， 15， 835-847中提出的在四氢呋喃中的方法，其中描述的加碱是不允许的，因为否则会形成因四氢呋喃酸式裂解而产生的最高达10%的副产物。不过，必须加入的胺又需要麻烦的过滤和/或真空蒸馏。

另外，除了产品产率以及纯度方面外，对于安全实施本发明方法，尤其是考虑到转化为工业方法，决定性的是以使得该缩合反应的散热可控地进行的方式加入2,2'-二羟基联苯。

在Zh. Obshch. Khim.， 1967， 37，1355中，L. V. Verizhnikov和P. A. Kirpichnkov描述了一种方法变体，在该变体中，反应物三氯化磷和2,2'-二羟基联苯在室温混合，加热至沸，接下来通过高真空蒸馏分离产物。

由于其中两种高反应性的化合物直接混合，因此在对应较大配料情况下不再能保证可控地散热的标准。该反应的热效应为-54 kJ/mol，因此是强放热的。不过出于安全原因，可控地散热在工业规模上是绝对需要的。否则，当直接混合两种高反应性的化合物时，会突然释放所有的热量。对于小的实验室配料而言，该热量可以尚无危险地排放，但对于工业规模的反应而言则存在相当大的危险趋势。

因此本发明的目的是开发一种方法，其由2,2'-二羟基联苯和三氯化磷以高产率和纯度提供化合物1，不用依靠高能量的平衡过程或冷却过程，并且不用蒸馏产物、加碱或使用四氢呋喃。理想情况下，该方法没有溶剂，并且在大工业规模上安全地操作。

已发现该目的可以这样实现，即，将2,2'-二羟基联苯以液体形式，优选作为熔体，通过可加热的反应物容器、可加热的泵以及管线，计量加入到三氯化磷中。尤其是在惰性气体下进行该添加。合适的惰性气体例如是氮气和所有稀有气体(氦、氖、氩、氪、氙、氡)，优选使用氮气。特别优选2,2'-二羟基联苯的添加在温度范围为110至130℃，压力范围为0.07至0.12 MPa下进行。通过控制液体2,2'-二羟基联苯到三氯化磷的流速，确保了安全排放反应热。可以省略使用碱来捕获所形成的氯化氢。所产生的氯化氢气体代之以通过蒸气管线例如导入到装填有氢氧化钠液的废气洗涤器中。进行反应后，分离出过量的三氯化磷，优选蒸馏分离，接着就以定量产率和大于等于98%的纯度获得了化合物1。将分离的三氯化磷循环，并用于新的反应中。

因此，本发明是一种制备6-氯二苯并[d,f] [1,3,2]-二氧杂磷杂环庚二烯的方法，其包括以下步骤：

a) 在惰性气体和搅拌下，将液体2,2'-二羟基联苯加入反应器中的过量三氯化磷中；

b) 从反应混合物中导出并中和所产生的气体；

c) 分离过量的三氯化磷，优选在反应结束后进行分离；

d) 获得6-氯二苯并[d,f] [1,3,2]-二氧杂磷杂环庚二烯。

尤其是存在2倍至25倍，优选10倍至15倍过量的三氯化磷，基于摩尔比例计。

即使没有其他阐述，也可认为技术人员可以最大范围来利用上述描述内容。因此，优选的实施方式和实施例只是描述性的，决不能以任何方式理解为对公开内容的限制。以下借助实施例更详细地解释本发明。以类似方式可得到本发明可选的实施方式。

实施例

在用氮气惰性化并可加热的1000 ml反应物容器中装入177.65 g (0.96 mol)的2,2'-二羟基联苯，在压力范围为0.08至0.12 MPa压力下，加热到温度范围为110至130℃，并使其成为熔体。在用氮气惰性化并可恒温的6000 ml反应器中装入1574 g (11.46 mol)的三氯化磷。将该反应器恒温在20℃，搅拌，并通过装填有氢氧化钠液的废气洗涤器连接隔膜泵。调节工作压力为0.07至0.09 MPa，从而使所产生的气体安全地通过废气洗涤器导出。在2.5 h内，用可加热的泵将所述反应物容器的内含物泵送到所述反应器中。添加完成后，在20℃下继续搅拌15 min，在反应器中获得澄清、浅黄色溶液。接下来将该反应器抽真空直至0.02 MPa，并恒温在50℃。在氮气保护气氛下蒸馏出过量的三氯化磷。蒸馏过程中，将温度逐步升高到91℃。1.5 h后，结束蒸馏，剩下无色、高粘度的液体。

产率：> 99 %的理论值。纯度：98%；由GC/MS和³¹P-NMR-测量求得(500 MHz高场测量，用85 %正磷酸作为外标准，1溶于d8-甲苯中)，位移为δ = 185.21 ppm。