三苯基膦在有機化學中應用十分廣泛,反應途中它會生成副產物三苯氧磷(TPPO),但由于其在大部分有機溶劑中具有一定的溶解性,很難處理完全。近日一項研究發(fā)現溴化鈣在THF和甲苯中可以有效除去大部分的TPPO[1]。
研究背景
在有機化學中,多個經典反應需要用到三苯基膦,如Corey-Fuchs炔合成反應、Appel鹵代反應、Staudinger反應、Mistunobu反應等,但這些反應都會產生共用的副產物-三苯氧磷(TPPO),在小量合成時可以通過色譜的方法進行純化,但在大量合成時,很難將其處理完全。
目前,解決TPPO難以處理的方式主要有以下幾種方式:
a.采用更容易分離的有機膦試劑或替代試劑,如Tsunoda試劑、磷酸酯類Wittig試等,可通過萃取操作除去;
b.采用催化量的三苯基膦(TPP);
c.通過添加劑與三苯氧磷絡合,經過濾除去。
方法a以及方法b由于底物適應性以及經濟性問題等問題,應用場景有限,對于一些比較復雜底物,三苯基膦仍然是首選的膦試劑。方法c目前有一些相關的報道和應用案例,如通過氯化鎂與三苯氧磷在乙酸乙酯、甲苯或乙酸乙酯與四氫呋喃的混合溶劑中形成絡合物,然后經過濾除去,可除去90%以上的TPPO。然后,三苯基膦參與的反應大多在醚類溶劑中,氯化鎂/THF的TPPO清除率80%不到,仍然會有較多的三苯氧磷殘留。
研究進展
作者通過對不同金屬鹽與溶劑組合的篩選,發(fā)現溴化鈣在THF和PhMe中可以有效除去大部分的TPPO,尤其是甲苯中,TPPO處理率可以達到100%,考慮到大多數產生三苯氧磷的反應在THF中反應,通過該方法可以直接在反應液中加入溴化鈣除去TPPO,而無需冗長的溶劑調整操作。
在獲得最優(yōu)金屬鹽溴化鈣后,作者對相關的反應參數進行了優(yōu)化篩選。溴化鈣/TPPO的當量比大于2后,清除率基本不變。反應的濃度應不高于5g/mL,較高的反應濃度TPPO清除率會明顯下降。反應時間應不少于3小時,反應時間較短,仍然會有TPPO的殘留。對添加物的篩選顯示,加入硅藻土后TPPO的清除效率不受影響,硅藻土在該反應最大的作用是加快過濾效率。
參考文獻
[1] Easy Removal of Triphenylphosphine Oxide from Reaction Mixtures by Precipitation with CaBr2. Org. Process Res. Dev. 2022, 26, 6, 1845–1853.