炔硒醚的磷氢化反应＊

喻爱和，邱仁华，许新华†

（1．湖南大学 化学化工学院，湖南 长沙 410082；2．湖南机电职业技术学院，湖南 长沙 410151）

硒原子具有空的4d轨道，对碳负离子有很好的稳定作用，芳硒基基团在有机合成中常作为保护基团．例如，用witting反应制备炔烃是一种重要的合成方法（Scheme 1）［1］．然而为了形成稳定的磷叶立德中间体，R1必须是吸电子基如酯基，氰基等．而且这种方法具有局限性，不能制备端炔．

为了扩大这一方法的适用范围，改进的方法就是在与磷相连的碳原子上引进芳硒基，通过消除生成炔硒醚，炔硒醚脱去芳硒基就可以得到端炔（Scheme 2）［1］：

关于炔硒醚脱保护，已经有一些文献报道，如使用正丁基锂或者间氯过氧苯甲酸脱保护［2］；使用Cp2TiCl2／i－tBuMgBr体系脱保护［3］；使用三丁基锡烷与偶氮二异丁氰使炔硒醚脱保护等［4］．这些方法使用的正丁基锂及格式试剂对水十分敏感，需要严格的无水操作；间氯过氧苯甲酸及偶氮二异丁氰是易爆的危险物质．因此，发展简便的去硒化方法，对于端炔的制备具有很大意义．

炔硒醚是合成转化的重要中间体［5－17］．通过与亲电试剂或亲核试剂加成，可以得到双官能团烯烃．氢氧化铯是无机超强碱，它能与弱酸性物质反应形成强亲核性的阴离子［18－19］．P－H 键是极性键，氢表现出一定酸性，它应能与氢氧化铯反应形成亲核性磷负离子．因此，设想氢氧化铯催化O，O－二烷基亚膦酸酯与炔硒醚进行加成，以期制备含磷和硒的新型的双官能团烯烃．但是，实验表明，氢氧化铯催化下，亚磷酸酯并不能对炔硒醚进行加成，而是发生炔硒醚的去硒化反应．本文报道这一研究结果．

1 实验部分

1．1 仪器与试剂

31P NMR（TMS为内标），1H NMR（TMS为内标），13C NMR（以TMS 为内标）用INOVA－400型仪测定，质谱由HP5989A 测定．溶剂DMF 未经除水处理，硅胶为青岛海洋化工厂产品，氢氧化铯从Aldrich 公司购买．

1．2 实验方法

在室温及氮气下，将1．0 mmol的亚磷酸二乙酯与0．2mmol氢氧化铯加入到5．0mL DMF中搅拌0．5h，然后加入1．0 mmol 炔硒醚继续搅拌，TLC追踪反应进程，待炔硒醚消耗完，停止反应，加入20mL水，用乙酸乙酯（15mL×3）萃取，合并有机相，有机相用水洗（20mL×2），无水硫酸钠干燥．柱层析纯化，先用纯石油醚做洗脱机将端炔冲下来，再用石油醚／乙酸乙酯（V∶V＝1∶1）做洗脱机将磷酸硒酯分离出来，即得产物2a～2f及3a～3d．

乙酰氧基丙炔（2a）［20］：Oil；1H NMR（400MHz，CDCl3）4．63（s，2H），2．45（s，1H），2．12（s，3H）；13C NMR （400 MHz，CDCl3）170．0，78．2，76．5，55．6，19．5；Ms（m／z）：98（M＋）．

苯氧基丙炔（2b）［21］：Oil；1H NMR （400 MHz，CDCl3）7．33－7．29（t，J＝3．1Hz，2H），7．00－6．98（m，3H），4．70（d，J＝2．3 Hz，2H），2．53－2．52 （t，J＝2．4 Hz，1H）；13C NMR（400 MHz，CDCl3）157．7，129．1，121．3，114．8，78．5，76．1，56．4；Ms（m／z）：132（M＋）．

β－萘氧基丙炔（2c）［22］：白色固体（m．p．＝63℃）；1H NMR（400MHz，CDCl3）7．78－7．74（m，3H），7．45（t，J＝7．2 Hz，1H），7．35（t，J＝7．2Hz，1H），7．23（d，J＝2．9 Hz，1H），7．20－7．19（dd，J＝8．8，2．5 Hz，1H），4．80（d，J＝2．4Hz，2H），2．55（t，J＝2．4Hz，1H）；13C NMR （400 MHz，CDCl3）155．42，134．24，129．56，129．28，127．64，126．90，126．45，123．99，118．70，107．39，78．45，75．63，55．80；Ms（m／z）：182（M＋）．

苯乙 炔（2d）［23］：Oil；1H NMR （400 MHz，CDCl3）7．45－7．41（m，2H），7．26－7．21（m，3H），3．04（s，1H）；13C NMR（400MHz，CDCl3）132．22，128．74，128．29，122．12，83．75，77．28；Ms（m／z）：102（M＋）．

对甲苯乙炔（2e）［24］：Oil；1H NMR（400MHz，CDCl3）7．35（d，J＝8．2 Hz，2H），7．08（d，J＝8．2Hz，2H），3．02（s，1H），2．33（s，3H）；13C NMR （400 MHz，CDCl3）138．75，131．83，129．15，119．19，83．77，76．48，21．35；Ms（m／z）：116（M＋）．

1－辛 炔（2f）［25］：Oil；1H NMR （400MHz，CDCl3）2．17－2．19（m，2H），1．96（t，J＝2．4 Hz，1H），1．34－1．56（m，12H），0．87（t，J＝6．4Hz，3H）；13C NMR（400 MHz，CDCl3）84．58，67．95，31．52，29．18，29．15，28．47，22．56，18．34，14．35；Ms（m／z）：109（M＋）．

O，O－二乙基－Se－苯基磷酸酯（3a）［26］：Oil；31P NMR（400 MHz，CDCl3）1H NMR （400 MHz，CDCl3）7．66－7．63（m，2H），7．35－7．31（m，3H），4．23－4．15（m，4H），1．33－1．29（t，J7．00Hz，6H）；13C NMR（400MHz，CDCl3）135．2，129．4，128．3，123．7，68．9，15．9；Ms（m／z）：294（M＋）．

O，O－二乙基－Se－对甲苯基磷酸酯（3b）［26］：Oil；

31P NMR（400MHz，CDCl3）1H NMR（400MHz，CDCl3）7．52－7．48（dd，J＝8．23Hz，J＝1．90 Hz，2H），7．16－7．12（d，J＝8．27Hz，2H），4．25－4．19（m，4H），2．36（s，3H），1．34－1．30（t，J7．12 Hz，6H）；13C NMR （400 MHz，CDCl3）135．4，129．8，128．4，123．8，68．5，21．5，15．1；Ms（m／z）：308（M＋）．

O，O－二乙基－Se－对氯苯基磷酸酯（3c）［26］：Oil；31P NMR（400MHz，CDCl3）1H NMR（400MHz，CDCl3）7．57－7．54（dd，J8．57Hz，J1．81Hz，2H），7．30－7．27（d，J6．45Hz，2H），4．24－4．17（m，4H），1．36－1．32（t，J7．03 Hz，6H）；13C NMR（400 MHz，CDCl3）136．7，130．1，129．4，124．6，67．4，15．5；Ms（m／z）：328（M＋）．

O，O－二乙基－Se－对甲氧苯基磷酸酯（3d［27］：Oil；31P NMR （400MHz，CDCl3）1H NMR（400MHz，CDCl3）7．40－7．36（dd，J＝8．20 Hz，J＝1．88 Hz，2H），7．05－7．01（d，J＝8．27Hz，2H），4．31－4．25（m，4H），3．76（s，3H），1．31－1．27（t，J7．16Hz，6H）；13C NMR（400 MHz，CDCl3）155．3，133．9，128．4，119．4，67．8，55．7，15．1；Ms（m／z）：324（M＋）．

2 结果与讨论

以3－苯氧丙炔基苯硒醚与亚磷酸二乙酯的反应为模型（Scheme 3）．在室温及氮气下，将1．0 mmol亚磷酸二乙酯与0．2 mmol氢氧化铯加入到5．0mL DMF中搅拌0．5h，然后加入1．0mmol的3－苯氧丙炔基苯基硒醚继续搅拌，TLC 追踪反应进程，发现两个新点，分离并对反产物进行表征，产物为3－苯氧丙炔和O，O－二乙基－Se－苯基磷酸酯．这一结果表明，氢氧化铯催化下，亚磷酸二乙酯并不能对炔硒醚进行加成，而是发生炔硒醚的去硒化反应．

采用上述投料比，空气氛围中，室温下，以3－苯氧丙炔基苯基硒醚与亚磷酸二乙酯的反应为模型，考察溶剂与时间对反应的影响．结果见表1．

表1 溶剂和时间对3－苯氧丙炔基苯基硒醚与亚磷酸二乙酯反应的影响Tab．1 The influence of solvents and time on the reaction for O，O－diethyl phosphonate with alkynyl selenides

从表1知，用二氯甲烷、甲苯作溶剂，在室温几乎不反应，延长反应时间，产率有所提高，但不显著．以乙醇或THF 作溶剂，在室温反应效果比二氯甲烷、甲苯好，但不及DMF与DMSO．由于DMSO 毒性大，所以用DMF作溶剂是一种较佳选择．

氢氧化铯在DMF 与DMSO 中活性大，是因为DMF与DMSO 是偶极非质子溶剂，偶极的负端对铯离子有强的静电力，导致与之键合的阴离子（EtO）2P－（O）之间距离增大，使（EtO）2P－（O）表现出强的亲核性．

随后以DMF做溶剂，采用上述投料比，空气氛围中，室温下反应6h，以3－苯氧丙炔基苯基硒醚与亚磷酸二乙酯为模型，考察催化剂用量对反应的影响．结果见表2．

表2 催化剂用量对3－苯氧丙炔基苯基硒醚与亚磷酸二乙酯反应的影响Tab．2 The influence of catalyst amount on the reaction for O，O－diethyl phosphonate with alkynyl selenides

表2表明CsOH 用量为20mol%是较佳选择．

以3－苯氧丙炔基苯基硒醚与亚磷酸二乙酯反应为模型，空气氛围中，室温下，碱的用量为20 mol%，DMF为溶剂，反应6h，探讨不同碱对反应的影响，结果见表3．

表3 不同碱催化下对反应产率的影响Tab．3 Influence of various alkalis on the reaction yields

由表3可知，在相同条件下，CsOH 表现出最好的催化效果．

CsOH 的碱性比表3 中其他碱金属氢氧化物强，是因为铯离子体积最大，与阴离子OH－之间静电力小，使OH－表现出更大活性；同样与Cs＋键合的磷负离子（EtO）2P－（O）也表现出强的亲核性．

在上述实验基础上，系统考察不同的炔硒醚与亚磷酸二乙酯的反应（Scheme 4），结果见表4．

表4 端炔和O，O－二烷基－Se－芳基磷酸酯的产率Tab．4 Yields of terminal alkynes and Se－aryl phosphoroselenoates

表4表明，以DMF作溶剂，在20mol% CsOH存在下，不同的炔硒醚与亚磷酸二乙酯均能反应，炔硒醚中芳基电负性上取代基对收率影响不大．

氢氧化铯催化炔硒醚与亚磷酸二乙酯反应可能机理表示如下（Scheme 5）：

在上述催化循环中，氢氧化铯与亚磷酸二乙酯反应生成的（EtO）2P－（O）Cs＋亲核进攻炔硒醚中的Se生成磷酸硒酯和RC≡C－Cs＋，RC≡C－Cs＋随后水解得到RC≡CH，同时形成催化剂氢氧化铯．

以无水DMF和含水量0．5%的DMF 作溶剂，结果表明，在含水溶剂中，反应速度较快．

3 结 论

氢氧化铯催化下，亚磷酸二乙酯并不能对炔硒醚进行加成，而是亲核进攻炔硒醚中的硒，生成端炔和磷酸硒酯．本研究的这种意外发现，为硒醚的脱保护提供了一条简便有效的新途径．与文献报道的炔硒醚脱保护方法相比，本方法不使用活泼、不便于操作的试剂，不需要使用易爆的过氧化物，溶剂也无需进行除水处理，仅使用催化剂氢氧化铯，且具有反应条件温和，收率高等优点．

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