*P4-t-Bu是一种中性、全烷基化的空間位阻的聚氨基磷腈,是極強的鹼,但親核性非常弱。 P4-t-Bu可以看成基本结构为(H2N)3P=NH的三氨基亚氨基正膦的四聚体。表示P1至P7聚氨基的同系物的通式[(R^1_2N)_3P=N-]_\mathit{x}-(R^1_2N)_{3\!-\mathit{x}}P=NR2,倾向于选择甲基为R1,甲基或叔丁基為0和6之間的偶數x (P4-t-Bu: R1 = Me, R2 = t*-Bu und x = 3 )由 Reinhard Schwesinger 開發。因此,所得的磷腈鹼也稱為Schwesinger超鹼。
制备
P4-t-Bu的合成通过五氯化磷(1),並在 [] 中通過非分離的氯 (二甲氨基) 氯化鏻(2) (4){{NumBlk2|:|{{NumBlk2||\begin{matrix}{}\\
\underbrace\ce{PCl5}_{(1)}\ \ce{->[\ce{Me2NH}]}
\underbrace{\left[ \ce{(Me2N)3\overset{\oplus}P-Cl . \overset{\ominus}Cl} \right]}_{(2)}\ \ce{->[1.\ \ce{NH3}][2.\ \ce{NaBF4}]}\
\underbrace\ce{(Me2N)3\overset{\oplus}P-NH2 . \overset{\ominus}BF4}_{(3)}
\\{}\end{matrix}|A1|FmtN=[%l]|RawN=y}}
{{NumBlk2||
\underbrace\ce{(Me2N)3\overset{\oplus}P-NH2 . \overset{\ominus}BF4}_{(3)}\ \ce{->[\ce{KOMe}]}\
\underbrace\ce{(Me2N)3P=NH}_{(4)}
|A2|FmtN=[%l]|RawN=y}}|A|FmtN=[%l]|RawN=y}}并在支路 [] 中與五氯化磷和叔丁基氯化銨合成叔丁基磷酰亞胺三氯化物 (5){{NumBlk2|:|\underbrace\ce{PCl5}_{(1)}\ \ce{->[t\text{-}\ce{Bu-\overset{\oplus}{NH3}.\overset{\ominus}{Cl}}]}\ \underbrace{t\text{-}\ce{Bu-N=PCl3}}_{(5)}|B|FmtN=[%l]|RawN=y}}过量(4)与(5)反应[]得到目标产物P4-t-Bu(6)的盐酸盐,收率93%{{NumBlk2|:|\scriptstyle\begin{matrix}{}\\
\underbrace\ce{7(Me2N)3P=NH}_{(4)}\ +\ \underbrace{t\text{-}\ce{Bu-N=PCl3}}_{(5)}\ \ce{->}\
\underbrace{\ce{[(Me2N)3P=N]3P=N\overset{\oplus}H-}t\text{-}\ce{Bu . \overset{\ominus}{Cl}}}_{(6)}\ \ce{->[\ce{NaBF4}]}\
\underbrace{\ce{[(Me2N)3P=N]3P=N\overset{\oplus}H-}t\text{-}\ce{Bu . \overset{\ominus}BF4}}_{(7)}\ \ce{->[\ce{KOMe / NaNH2}]}\
\underbrace{\ce{[(Me2N)3P=N]3P=N\overset{\oplus}H-}t\text{-}\ce{Bu}}_{(8)}
\\{}\end{matrix}|C|FmtN=[%l]|RawN=y}}它也可以转化为四氟硼酸盐 (7),可以用甲醇钾/氨基钠将吸湿性和易溶于水的盐酸盐和液体游离碱转移到难溶于水的四氟硼酸盐中,极大地促进了物质的处理。相对简单的合成、易于获得的反应物和非常好的中间体产率使 P4-t-Bu成为一种有吸引力的的磷腈超碱。
特性
P4-t-Bu是最强的中性含氮碱的外推pKa值為42.1,與pKa值為24.3的強鹼DBU相比,碱性强18个数量级。。
应用
如果中性超强碱P4-t-Bu对氧化或副反应(如酰化)敏感,则它们会导致溶解度问题或路易斯酸催化的副反应(如醛醇反应、环氧开环等)。
它可以与正烷基溴化物脱卤产生烯烃,例如 1-溴辛烷与P4-t-Bu的反应在温和条件下几乎定量 (96%)产生1-辛烯,叔丁醇钾/18-冠-6系统收率仅为75%。
弱酸性亚甲基上的烷基化(例如在羧酸酯或腈的情况下)以高产率和选择性进行。例如,在P4-t-Bu存在下,通过8-苯基甲基苯基乙酸酯与碘乙烷的反应,可以以95%的产率获得Z构型的单乙基衍生物。
丁二腈与碘乙烷在 P4-t-Bu存在下以 98% 的产率反应生成四乙基衍生物,而无需经历索普-齐格勒反应以形成环状α-酮腈。
在没有金属催化剂的温和条件下,在 P4-t-Bu 存在下,邻炔基苯基醚的分子内环化取代苯并呋喃。
由于它的极端碱性,早期有人建议P4-t-Bu适合作为阴离子聚合的引发剂。使用乙酸乙酯/P4-t-Bu引发剂体系,可以在THF中获得多分散性窄、摩尔质量高达40,000 g·mol-1的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。
环状硅氧烷(如六甲基環三矽氧烷或十甲基環五矽氧烷)也可以在良好的分子量控制下,以催化量的P4-t-Bu和水或矽烷醇作為引髮劑,聚合成分解溫度>450 °C的熱非常穩定的聚矽氧烷。由于P4-t-Bu具有極高的鹼性,它會急切地吸收水和二氧化碳,這兩者都會抑制陰離子聚合。加熱到溫度 >100 °C時去除 CO2和水並恢復陰離子聚合。磷腈鹼P4-t-Bu作為一種物質和在溶液中的極端吸湿性要求在儲存和處理方面付出巨大努力,並阻礙其更廣泛的使用。
参考
评论 (0)