如何制备手性膦配体DIOP

2023-06-15 历史故事版权反馈

【摘要】：2， 3-O-异丙叉酒石酸二乙酯沸点118～124℃/533 Pa。控制滴加速度，保持反应液正常回流，滴加完毕回流3 h。滴加10.5 mL EtOAc，冷却至0～5℃，依次加入9 mL水、9 mL 4 mol/L NaOH溶液和27 mL水。在0℃放置4 h，抽滤，依次用水、95%乙醇洗涤。用100 mL 95% 乙醇重结晶，得白色固体，晾干，称量并计算收率，测熔点。DIOP熔点89～91.5℃。故应密封保存，使用时注意安全。

【反应式】

【仪器与试剂】

仪器：索氏提取装置1套、回流装置1套、蒸馏装置1套、抽滤装置1套、减压蒸馏装置1套、三颈瓶、精馏柱、分液漏斗、玻璃温度计、锥形瓶、量筒、烧杯。

试剂：丙酮29.7 g（510 mmol）、原甲酸三乙酯87.8 g（585 mmol）、LiAlH4 57.0 g（1500 mmol）、Ph3P、（+）-酒石酸75.0 g、TsCl 32.3 g（170 mmol）、TsOH、吡啶、碳酸钾、乙醇钠、无水THF、浓硫酸、乙醚、无水MgSO4、无水Na2SO4、无水乙醇、乙酸乙酯。

【实验步骤】

1. 2， 2-二乙氧基丙烷的合成

在500 mL三颈瓶中，依次加入丙酮29.7 g（510 mmol）、原甲酸三乙酯87.8 g（585 mmol）、TsOH 0.12 g和150 mL无水乙醇，回流50 min，趁热加入CH3CH2ONa，使反应液呈碱性（pH = 8）。冷却至室温，转入1000 mL烧杯中，加入600 mL水稀释，分去水层，有机层用水洗涤（40 mL×2），然后用无水Na2SO4干燥，蒸馏，得产物，称量，计算收率。2， 2-二乙氧基丙烷沸点113～115℃。

2. 酒石酸二乙酯的合成

在装有分水器的500 mL三颈瓶中加入75.0 g酒石酸、185 mL无水乙醇、22.5 mL甲苯和1.5 mL浓硫酸，回流至计算量的水分逸出为止。用K2CO3中和反应液，滤去残液，蒸去乙醇和甲苯后，减压蒸馏，收集142℃/1066 Pa馏分，称量，计算收率。

3. 2， 3-O-异丙叉酒石酸二乙酯的合成

在500 mL圆底烧瓶中，依次加入酒石酸二乙酯39.8 g（193.2 mmol）、2， 2-二乙氧基丙烷20.5 g（230 mmol）、TsOH 0.09 g和75 mL甲苯，摇匀，回流30 min。用精馏柱分馏甲苯-乙醇共沸物（共沸点76.7℃）。待温度上升，不再有馏液馏出，停止加热。冷却至室温，用K2CO3中和反应液，滤去残渣，减压蒸馏，除去甲苯和未反应的2， 2-二乙氧基丙烷，产物为无色透明液体，称量，计算收率。2， 3-O-异丙叉酒石酸二乙酯沸点118～124℃/533 Pa。

4. 2， 3-O-异丙叉-2， 3-二羟基-1， 4-丁二醇的合成

在500 mL三颈瓶中，加入85 mL无水THF和LiAlH4 57.0 g（1500.0 mmol），回流并剧烈搅拌30 min，移去热源，滴加2， 3-O-异丙叉-O-酒石酸二乙酯26.0 g（约1055.0 mmol）溶于105 mL无水THF的溶液。控制滴加速度，保持反应液正常回流，滴加完毕回流3 h。滴加10.5 mL EtOAc，冷却至0～5℃，依次加入9 mL水、9 mL 4 mol/L NaOH溶液和27 mL水。抽滤，固体用乙醚在索氏提取器中提取，合并滤液和提取液，用无水MgSO4干燥。过滤，减压蒸馏，得无色黏稠液体，室温慢慢结晶成针状晶体，称量，计算收率。2， 3-O-异丙叉-2， 3-二羟基-1， 4-丁二醇沸点114～116℃/267 Pa，熔点49～51℃。

5. 2， 3-O-异丙叉-2， 3-二羟基-1， 4-双（对甲苯磺酸）丁酯的合成

通风橱中，将2， 3-O-异丙叉-2， 3-二羟基-1， 4-丁二醇12.8 g（795.0 mmol）加入盛有7.5 mL干燥吡啶的250 mL圆底烧瓶中，装上直形冷凝管和氯化钙干燥管，摇荡使其溶解。冷却至-10℃。加入TsCl 32.3 g（170.0 mmol），磁力搅拌至固体溶解，反应呈橙黄色透明液，继续搅拌，析出沉淀。0℃下放置10 h，冰水浴搅拌下滴加185 mL水，沉淀析出。在0℃放置4 h，抽滤，依次用水、95%乙醇洗涤。晾干，用95%乙醇重结晶，得白色针状晶体，称量并计算收率。2， 3-O-异丙叉-2， 3-二羟基-1， 4-双（对甲苯磺酸）丁酯熔点89.5～91.5℃。

6. DIOP的合成

将Ph3P 35.3 g（135 mmol）和干燥的115 mL THF加到装有冷凝管和滴液漏斗的250 mL二颈瓶中。氮气保护下，搅拌使Ph3P溶解，然后加入2.6 g金属锂，几分钟后反应液逐渐变红，并伴随着热量放出。搅拌3 h后，反应结束。滴加15 mL（CH3）3Li。冰水浴冷却，滤去未反应的锂，滴加30.0 g（64.5 mmol）溶于75 mL THF双（对甲苯磺酸）酯，室温搅拌2 h。减压蒸去溶剂，加入60 mL水，分出有机层，水层用甲苯萃取（25 mL×3）。合并有机相，减压蒸去溶剂，得黄色胶状物。加90 mL 95% EtOH搅拌，冰水浴冷却，析出沉淀，抽滤，得白色糊状物。用100 mL 95% 乙醇重结晶，得白色固体，晾干，称量并计算收率，测熔点。DIOP熔点89～91.5℃。

【注释】

[1]LiAlH4在干燥的室温下较稳定，在潮湿空气中易分解，易跟水和醇反应放出氢气，且加热至130℃易分解。故应密封保存，使用时注意安全。

[2]Ph3P易氧化，需重结晶后再使用。

【思考题】

（1）本实验为什么需要用无水乙醇作为反应溶剂？

（2）使用金属锂的注意事项有哪些？

如何制备手性膦配体DIOP

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