炔硒醚的磷氫化反應

喻愛和+邱仁華+許新華

摘要：在催化劑氫氧化銫存在下，DMF做溶劑，室溫、空氣氛圍中亞磷酸二乙酯與炔硒醚不是發(fā)生預期的加成反應，而是還原斷裂SeCsP鍵，得到相應的端炔和磷酸硒酯，收率89%～95%.考察了與炔及硒相連的取代基對反應的影響，結果表明，取代基的電性對反應沒有明顯的影響.反應機理為氫氧化銫與亞磷酸二乙酯反應生成的（EtO）2P-（O）Cs+親核進攻炔硒醚中的Se生成磷酸硒酯和RC≡C-Cs+，RC≡C-Cs+隨后水解得到RC≡CH，同時形成催化劑氫氧化銫.本方法為斷裂SeCsP提供了一條新的簡便且有效的路徑.

關鍵詞：氫氧化銫；炔硒醚；亞磷酸二乙酯；磷酸硒酯；合成

中圖分類號：O621.3 文獻標識碼：A

硒原子具有空的4d軌道，對碳負離子有很好的穩(wěn)定作用，芳硒基基團在有機合成中常作為保護基團.例如，用witting反應制備炔烴是一種重要的合成方法（Scheme 1） ＼[1＼].然而為了形成穩(wěn)定的磷葉立德中間體， R1必須是吸電子基如酯基，氰基等.而且這種方法具有局限性，不能制備端炔.

關于炔硒醚脫保護，已經(jīng)有一些文獻報道，如使用正丁基鋰或者間氯過氧苯甲酸脫保護＼[2＼]；使用Cp2TiCl2/itBuMgBr體系脫保護＼[3＼]；使用三丁基錫烷與偶氮二異丁氰使炔硒醚脫保護等＼[4＼].這些方法使用的正丁基鋰及格式試劑對水十分敏感，需要嚴格的無水操作；間氯過氧苯甲酸及偶氮二異丁氰是易爆的危險物質.因此，發(fā)展簡便的去硒化方法，對于端炔的制備具有很大意義.

炔硒醚是合成轉化的重要中間體＼[5-17＼].通過與親電試劑或親核試劑加成，可以得到雙官能團烯烴.氫氧化銫是無機超強堿，它能與弱酸性物質反應形成強親核性的陰離子＼[18-19＼].P-H鍵是極性鍵，氫表現(xiàn)出一定酸性，它應能與氫氧化銫反應形成親核性磷負離子.因此，設想氫氧化銫催化O，O二烷基亞膦酸酯與炔硒醚進行加成，以期制備含磷和硒的新型的雙官能團烯烴.但是，實驗表明，氫氧化銫催化下，亞磷酸酯并不能對炔硒醚進行加成，而是發(fā)生炔硒醚的去硒化反應.本文報道這一研究結果.

1實驗部分

1.1儀器與試劑

31P NMR （TMS為內(nèi)標），1H NMR （TMS為內(nèi)標），13C NMR（以TMS 為內(nèi)標）用 INOVA400 型儀測定，質譜由HP5989A 測定.溶劑 DMF未經(jīng)除水處理，硅膠為青島海洋化工廠產(chǎn)品，氫氧化銫從 Aldrich 公司購買.

1.2實驗方法

在室溫及氮氣下，將1.0 mmol的亞磷酸二乙酯與0.2 mmol 氫氧化銫加入到5.0 mL DMF中攪拌0.5 h，然后加入1.0 mmol 炔硒醚繼續(xù)攪拌，TLC追蹤反應進程，待炔硒醚消耗完，停止反應，加入20 mL水，用乙酸乙酯（15 mL×3）萃取，合并有機相，有機相用水洗 （20 mL×2），無水硫酸鈉干燥.柱層析純化，先用純石油醚做洗脫機將端炔沖下來，再用石油醚/乙酸乙酯（V∶V=1∶1）做洗脫機將磷酸硒酯分離出來，即得產(chǎn)物2a～2f及3a～3d.

2結果與討論

以3苯氧丙炔基苯硒醚與亞磷酸二乙酯的反應為模型 （Scheme 3）.在室溫及氮氣下，將1.0 mmol亞磷酸二乙酯與0.2 mmol 氫氧化銫加入到5.0 mL DMF中攪拌0.5 h，然后加入1.0 mmol的3苯氧丙炔基苯基硒醚繼續(xù)攪拌，TLC追蹤反應進程，發(fā)現(xiàn)兩個新點，分離并對反產(chǎn)物進行表征，產(chǎn)物為3苯氧丙炔和O，O二乙基Se苯基磷酸酯.這一結果表明，氫氧化銫催化下，亞磷酸二乙酯并不能對炔硒醚進行加成，而是發(fā)生炔硒醚的去硒化反應.

采用上述投料比，空氣氛圍中，室溫下，以3苯氧丙炔基苯基硒醚與亞磷酸二乙酯的反應為模型，考察溶劑與時間對反應的影響.結果見表1.

96 反應條件： 反應物均為1.0 mmol， CsOH 0.2 mmol， 在室溫下反應.

從表1知，用二氯甲烷、甲苯作溶劑，在室溫幾乎不反應，延長反應時間，產(chǎn)率有所提高，但不顯著.以乙醇或THF作溶劑，在室溫反應效果比二氯甲烷、甲苯好，但不及DMF與DMSO.由于DMSO毒性大，所以用DMF作溶劑是一種較佳選擇.

氫氧化銫在DMF與DMSO中活性大，是因為DMF與DMSO是偶極非質子溶劑，偶極的負端對銫離子有強的靜電力，導致與之鍵合的陰離子（EtO）2P- （O）之間距離增大，使（EtO）2P（O）表現(xiàn)出強的親核性.

隨后以DMF做溶劑，采用上述投料比，空氣氛圍中，室溫下反應6 h，以3苯氧丙炔基苯基硒醚與亞磷酸二乙酯為模型，考察催化劑用量對反應的影響.結果見表2.

95 反應條件：反應物均為1.0mmol， 堿用量0.2mmol， DMF做溶劑，在室溫下反應6 h.

由表3可知，在相同條件下，CsOH表現(xiàn)出最好的催化效果.

CsOH的堿性比表3中其他堿金屬氫氧化物強，是因為銫離子體積最大，與陰離子OH-之間靜電力小，使OH-表現(xiàn)出更大活性；同樣與Cs+鍵合的磷負離子 （EtO）2P-（O）也表現(xiàn)出強的親核性.

在上述實驗基礎上，系統(tǒng)考察不同的炔硒醚與亞磷酸二乙酯的反應（Scheme 4）， 結果見表

89反應條件：反應物均為1.0mmol， CsOH用量0.2mmol， DMF做溶劑，在室溫下反應.

表4表明，以DMF作溶劑，在20 mol% CsOH存在下，不同的炔硒醚與亞磷酸二乙酯均能反應，炔硒醚中芳基電負性上取代基對收率影響不大.

氫氧化銫催化炔硒醚與亞磷酸二乙酯反應可能機理表示如下（Scheme 5）：

在上述催化循環(huán)中，氫氧化銫與亞磷酸二乙酯反應生成的（EtO）2P-（O）Cs+親核進攻炔硒醚中的Se生成磷酸硒酯和RC≡C-Cs+，RC≡C-Cs+隨后水解得到RC≡CH，同時形成催化劑氫氧化銫.

以無水DMF和含水量0.5%的DMF作溶劑，結果表明，在含水溶劑中，反應速度較快.

3結論

氫氧化銫催化下，亞磷酸二乙酯并不能對炔硒醚進行加成，而是親核進攻炔硒醚中的硒，生成端炔和磷酸硒酯.本研究的這種意外發(fā)現(xiàn)，為硒醚的脫保護提供了一條簡便有效的新途徑.與文獻報道的炔硒醚脫保護方法相比，本方法不使用活潑、不便于操作的試劑，不需要使用易爆的過氧化物，溶劑也無需進行除水處理，僅使用催化劑氫氧化銫，且具有反應條件溫和，收率高等優(yōu)點.

參考文獻

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