专利名称：制备二苯基膦锂的方法
技术领域：
本发明涉及在溶剂如二乙氧基甲烷中的二苯基膦锂(LDPP)溶液，该溶液比以四 氢呋喃为溶剂时更加稳定，还涉及制备二苯基膦锂溶液的方法。
背景技术：
商业上，二苯基膦锂常被用于在有机和无机化学合成中去除羟基，或被用作有机 金属催化中的配体。通常，二苯基膦锂是以四氢呋喃作为溶剂的溶液形式提供的。这种市 售的二苯基膦锂溶液易于获取，但非常不稳定，很难在商业上应用。因此需要提供一种新的 更为稳定的二苯基磷化物制剂。专利号为5，866，720的美国专利公开了一种碱金属二芳基磷化物，其通过下述方 法合成在氢分子存在下，将三芳基膦与在无水有机液体稀释液中的一种或多种碱金属的 两相混合物，优选钠钾的混合物或合金混合或者将三芳基膦引入其中；为合成环烷基二芳 基膦，将至少一部分上述反应的混合物(或者从中回收的碱金属二芳基膦化物)，与环烷基 甲磺酸盐或者甲苯磺酸盐混合在一起，并置于合适的反应条件下。后续反应由第一步反应 中剩余的钠驱动。在氢气氛下进行的反应抑制了第二步化学反应中的不良副反应。
发明内容
发明目的本发明的目的在于提供稳定的二苯基膦化物溶液，该溶液要比以四氢呋喃(THF) 为溶剂的溶液更为稳定。同时，制备和使用上述溶液的方法也在本发明的考虑范围之内。优 选的溶剂包括醚类，更为优选的是氧原子周围立体阻力最小(如C1-C5)的醚类。另一种优 选的溶剂是2-甲基四氢呋喃(2MeTHF)，与THF相比，其也能提高稳定性。发明概述本发明一方面涉及一种包含二苯基膦锂和溶剂的溶液，该溶剂产生的溶液要比以 四氢呋喃为溶剂的溶液更为稳定。在受控气氛下，在通有惰性正压氩气的保温箱中，分别在 20°C和35°C温度下测试1 4周，优选4周，结果显示本发明提供的二苯基膦锂溶液与四氢 呋喃制剂相比，稳定性得到明显提高。在优选的实施方案中，溶剂含有有机溶剂或者就是有 机溶剂，优选的溶剂是含有1 5个碳原子的有机物，其优选至少含有一个氧原子。优选的 溶剂包括2-甲基四氢呋喃或醚类，如乙醚、二甲氧基甲烷和原甲酸三乙酯。上述溶剂的混 合物也在本发明的考虑范围之内。优选制备本发明所述的组合物的方法包括将二苯基氯化膦和金属锂一起添加到 如上所述的溶剂中，反应后生成二苯基膦锂的所述溶剂的溶液。与用等摩尔量的四氢呋喃作为溶剂相比，所述溶剂生成的二苯基膦锂的溶液更为稳定。然而，任何含量的THF都会降 低产物的稳定性。所述反应在30 80°C下进行。优选实施方案是将引发剂添加到溶液中促进二苯基膦化物的生成，优选的引发剂 为1，2-二溴乙烷。发明详述本发明提供的二苯基磷化物的溶液与以THF为溶剂的溶液相比，稳定性得到了提 高。更令人惊讶地是，以2-甲基四氢呋喃为溶剂的溶液，稳定性得到了提高。但是，大体来 说，任何可改善稳定性的有机溶剂均可应用。优选的溶剂是Cl C5的化合物，更为优选的是所述化合物含有一个氧原子或者 其中氧原子替代了至少一个碳原子。当氧原子替代了例如醚的一个碳原子时，优选至少存 在两个碳原子(如为二甲乙醚)。醚类和呋喃都是一组优选的溶剂。优选的醚包含1个或 2个醚单元，更为优选的是其以直链形式存在。具体而言，优选的是乙醚、甲乙醚、和二丙醚， 因此，6碳化合物也是优选的。优选的呋喃是2-甲基呋喃，同未甲基化的四氢呋喃相比，由它制备的溶液更为稳定。优选的金属锂是含极少量或不含杂质的纯锂，但是，更切合实际的是其含有质量 分数为0. 001 2%的钠，优选1. 0 1. 5%。金属锂可以以各种形式提供，但具体而言， 优选的是金属锂的颗粒，通常是在有机液体中的分散体形式提供。锂粒的平均粒径为1 150 μ m,优选的是20 30 μ m。如果锂是在分散剂中，如庚烷中，以分散体的形式提供，则分 散剂将被去除，如用制备二苯基膦锂(LDPP)的溶剂清洗。引发剂可以是能增加起始原料对二苯基氯化膦和锂生成二苯基膦锂这一反应的 初始速率的任何引发剂，优选的引发剂为1，2_ 二溴乙烷。在一个优选的实施方案中，将锂、溶剂和对二苯基氯化膦混合在一起，在30°C 80°C的温度下进行反应，优选的温度为30°C 40°C，或者40°C以上 80°C。优选的温度低 于50°C，因为在大于或等于此温度下，产物有可能会分解。反应物可以以任何顺序进行混合，优选的是先将金属锂添加到溶剂中，再添加对
二苯基氯化膦。反应应进行适当的时间以完成反应，优选的反应时间是Imin 10h，更为优选的 是 20min 5h。反应生成物二苯基膦锂可以通过任何方法进行回收，如通过过滤。较低的温度能 缩短过滤所需时间。本发明的产物及其制备方法的优选实施方案将在下述的实施例中进行描述。
图1表示根据实施例38，二乙氧基甲烷(DEM)中的LDPP的差示扫描量热图(DSC)。图2-12表示多个实施例的核磁共振谱图。图13-36表示二苯基膦锂稳定性样品的照片。图37表示对实施例制备的样品进行滴定的仪器。
具体实施例方式实施例1试剂将储存于庚烷中的锂(工业级，购自凯梅塔尔富特公司，新约翰逊维尔，(金属中 含约1 %的杂质钠，平均粒径为20 30 μ m)，用己烷重新分散和冲洗，并用氩气干燥。干燥 过的分散锂和矿物油按质量比1 0.5混勻，并储存于手套箱中。将矿物油加入到锂的分 散体中以避免干燥的锂在手套箱内散布。除了在锂中含有少量钠外，不再添加钠到所述金 属中。对二苯基氯化膦可从Aldrich (St. Louis,MO) (cat#C39601,98% )购得，按收到的
原样使用。试验溶剂包括四氢呋喃(作为对照)、乙醚和2-甲基四氢呋喃。在使用前，使用金 属钠蒸馏所述溶剂以使其干燥。其它溶剂用分子筛干燥或者在使用前测定其湿度。溶剂使 用前不进行纯化。仪器除特别注明，所有反应都是在玻璃圆底烧瓶中进行的并用特氟隆涂覆的搅拌棒搅 拌。通过矿物油鼓泡器维持持续正压供给氩气，使所有的反应都是氩气下完成的。对于小规 模的反应(70mL)，通过带有一根长不锈钢金属针的注射器往烧瓶里面添加二苯基氯化膦。 通过注射器泵控制添加速度。对于大规模的反应(700mL)，对二苯基氯化膦通过均压加样漏斗添加，并且通过改 变加样的速度来保持正确的反应温度。将反应液冷却到40°C或者40°C以下，有必要的话，可以用玻璃温度计测量温度。 小规模的反应液通过25 50 μ m的玻璃过滤器进行过滤，大规模的反应液用一个套有聚 丙烯过滤布的不锈钢金属滤器(直径为3”)进行过滤。两种过滤器均使用Eagle-Picher Celatom FW-12助滤器作为滤床。使用核磁共振仪Varian 400MR,以氘化苯为溶剂，进行质谱测定，质谱以四甲基硅 烷为基准物质。磷的谱图不进行校正(即没有设定PPm量级的内标)。在DEM中的反应实施例实验中各组分的量 锂9. 57g(l. 38mol)二苯基氯化膦 126. 22g (0. 572mol) 二乙氧基甲烷489. 12g将锂(如前所述，与矿物油的比例为1 0.5)投入到装配有搅拌棒的IL烧瓶中,烧瓶配备有一个温度计和一个加样漏斗。加入DEM后，搅拌棒开始搅拌。先添加大约10%(IOmL)的起始原料到烧瓶中。3小时以后，温度升至21°C时，开始加样。有必要的话，可以 通过制冷将温度维持在30°C 士2°C。加样持续80min。一个半小时以后，核磁共振谱图显示 反应没有完成，因此将溶液搅拌过夜，至第二天早上，反应结束。将溶液过滤，回收二苯基膦 锂溶液，滤饼用16.442g DEM冲洗。收集的澄清棕色溶液有601. 96g，取适量样品进行分析 (活性为17. 91%，产率为98. 09% ) ο表1 (如下)所列为试验中所用到的溶剂和所得产率。制备二苯基膦锂的反应温 度在30 80°C。数据表明反应温度< 40°C能提高产率、缩短过滤的时间，因此这是本发明 优选的实施方案。较高的反应温度会导致过滤所用时间接近3个小时，而在30 40°C的反 应温度下，过滤所用时间仅为30 60min。从差示扫描量热图的曲线(图1)中可以看出， 产物在大约50°C时开始分解。小规模反应(70mL)的引发需要10 20min，而大规模反应(700mL)的引发需要将 近3个小时。添加少量二苯基膦锂的溶液到烧瓶中可以使反应较快启动，而这并不是实施本发 明所必须的，只是一个优选的实施方案。在实施例37中，还添加了 4. 2gm的1，2_ 二溴乙烷，表明能将大规模反应(700mL) 所需的起始反应时间降低到约1个小时。反应进展是通过温度和核磁共振共同监控。启动反应以后，随着温度上升，溶液颜 色变成绿色表明反应已经开始。通过比较核磁共振谱图中的芳环区的峰值来监测反应进展 (图 10 禾口 11)。产物的稳定性测试是在20°C和35°C的控温保温箱中进行的，保温箱中持续通入 正压氩气(参见表2-9)。将样品置于2盎司的带有特氟隆盖子的玻璃瓶中，于上述温度下 放置4周。在反应结束后，实施例28的溶液中残留的起始原料的量最大(产物与起始原料 的比值为4 1，而通常的比值为4 0.3)。在4周的稳定性实验以后，实施例28的样品 在玻璃瓶的壁上形成一层薄膜，而其它实施例的样品并没有这种现象。表1实施例1 42的数据
权利要求
一种包含二苯基膦锂和溶剂的溶液，所述溶剂产生的溶液比以四氢呋喃为溶剂的溶液更为稳定。
2.根据权利要求1所述的溶液，其中，所述溶剂包含有机溶剂。
3.根据权利要求2所述的溶液，其中，所述的有机溶剂至少包含甲基四氢呋喃或者一 种醚中的一种。
4.根据权利要求2所述的溶液，其中，所述溶剂包含1 5个碳原子。
5.根据权利要求1所述的溶液，其中，所述溶剂至少包含乙醚、2-甲基四氢呋喃或者二 甲氧基甲烷中的一种。
6.根据权利要求1所述的溶液，其中，所述溶剂包含二乙氧基甲烷。
7.根据权利要求1所述的溶液，还包括引发剂。
8.根据权利要求1所述的溶液，其中，所述的引发剂是1，2_二溴乙烷。
9.一种包含步骤将二苯基氯化膦与锂一起添加到溶剂中，并在溶剂的溶液中反应形成 二苯基膦锂的方法，其中与采用等摩尔量的四氢呋喃为溶剂相比，采用所述溶剂能制备出 更稳定的溶液。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述反应是在30°C 80°C下进行的。
11.根据权利要求9所述的方法，还包括添加引发剂。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述的引发剂是1，2-二溴乙烷。
13.根据权利要求1所述的溶液，其中，所述溶剂是含有1个或2个醚单元的醚类。
14.根据权利要求1所述的溶液，其中，所述溶剂是直链醚。
15.根据权利要求9所述的方法，其中，所述溶剂是含有1个或2个醚单元的醚类。
16.根据权利要求9所述的方法，其中，所述溶剂是直链醚。
全文摘要
二苯基膦锂在溶剂中，如二乙氧基甲烷(DEM)中的溶液，比以四氢呋喃为溶剂的溶液更加稳定。本发明还公开了制备二苯基膦锂的方法。
文档编号C07F9/02GK101952299SQ200980104738
公开日2011年1月19日 申请日期2009年2月13日 优先权日2008年2月15日
发明者杰弗里·艾伦·麦考, 马克·J.·辛茨 申请人:凯米涛弗特公司