專利名稱：一種氧化制備2-氯-2-氧合-1,3,2-二氧磷雜環(huán)戊烷或其同系物的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及從2-氯-1，3，2- 二氧磷雜環(huán)戊烷(OTP)及其同系物的無溶劑綠色氧化制備相應(yīng)的2-氯-2-氧合-I, 3, 2-二氧憐雜環(huán)戍燒(COP)及其同系物的方法。
背景技術(shù)：
2-氯_2_氧合-I, 3, 2_ 二氧憐雜環(huán)戍燒(COP)是合成抗凝血材料、血液相容材料、生物相容材料、藥物控釋系統(tǒng)、磷酸膽堿類藥物、高端化妝品、生物友好表面活性劑以及抗生物粘污材料等生物構(gòu)象友好界面材料的重要中間體。合成COP最簡捷的途徑是從2-氯-1，3，2- 二氧磷雜環(huán)戊烷(⑶P)的氧化。從⑶P氧化制備COP的途徑有用氯磺酸進行氧化(Gross,美國專利4，371，509)、用四氧化二氮進行氧化(JACS 80, 5441，1958)， 以及用氧氣為氧化劑、苯為溶劑，在苯的廻流溫度下進行氧化(Lerourneur, et al.，美國專利 4，950，712 ;Straford, et al.,美國專利 5，591，882 ;Leong，et al.,美國專利 6，805,876 ；Driver, Michael John, et al. , wo/1992/007885; Bowers, et al.,美國專利 5,648,442 ;5, 705, 583 ;6, 225,431 以及 Edmundson et al. , Chem Ind, London, 1828,1962)。從綠色環(huán)保的要求出發(fā)，使用氯磺酸、四氧化二氮，以及其他用于氧化三價有機磷的氧化劑，如N20、Hg0、C102及有機過氧化物等都是不可取的；用苯為溶劑的氧氣氧化，則由于有機溶劑的使用，不僅增加設(shè)備投資、能耗、安全隱患和成本，而且還污染了環(huán)境生態(tài)；特別是有致癌作用(血液癌、皮膚癌)和致畸作用、嚴重破壞環(huán)境生態(tài)的苯溶劑(Kirk-OthmerEncyclopedia of Chemical Technology, Fifth Edition, 2004, vol.3, 615-619 頁)的大量使用，更有背于當今低V0C、少污染、無污染的綠色化學潮流。因此，CDP的綠色氧化對于COP的規(guī)?；a(chǎn)來說具有十分重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種從⑶P制備COP的綠色氧化方法。從以上的背景技術(shù)可以看出，CDP的綠色氧化，既要考慮氧化劑本身的毒性與污染，還要排除有機溶劑的使用，特別是苯溶劑的使用。在氧化CDP的上述幾種氧化劑中，首選的固然是氧氣，但是直到現(xiàn)在，使用氧氣來氧化CDP都是用苯為溶劑。之所以使用苯為溶齊U，主要原因是苯本身的氧化惰性，不參與反應(yīng)；因此，利用它來稀釋CDP，使放熱的CDP氧化反應(yīng)能在其回流溫度下平穩(wěn)進行，有利于氧化反應(yīng)的調(diào)控。通過對⑶P氧化的深入研究，我們發(fā)現(xiàn)⑶P的氧化活性高，且具有較寬的氧化溫度范圍。因此，借助于反應(yīng)溫度的調(diào)節(jié)與控制，不僅可以在無溶劑的條件下，安全而有效地調(diào)控反應(yīng)的進行，而且還能在更廣的反應(yīng)溫度范圍內(nèi)優(yōu)化氧化反應(yīng)的進行，達到從CDP綠色、安全氧化制備COP的目的。在這基礎(chǔ)上，我們進一步發(fā)展出CDP及其同系物的分子氧、空氣及臭氧等三種無溶劑氧化方法。在它們的實施過程中，只要在攪拌下把氧氣、空氣或臭氧通入沒有任何溶劑的CDP液體中，使氧化反應(yīng)在預(yù)定的溫度下進行就可以制得2-氯-2-氧合-1，3，2- 二氧磷雜環(huán)戊烷。本發(fā)明的技術(shù)方案如下
一種2-氯-2-氧合-1，3, 2- 二氧憐雜環(huán)戍燒或其同系物的無溶劑制備方法，它是將2-氯-1，3，2-二氧磷雜環(huán)戊烷或其同系物在隔絕水汽、配有回流裝置的容器中，在攪拌下通入干燥的空氣、氧氣或臭氧，在沒有任何溶劑存在下，使2-氯-1，3，2- 二氧磷雜環(huán)戊烷或其同系物氧化為2-氯-2-氧合-I, 3，2- 二氧磷雜環(huán)戊烷或其同系物,使用空氣氧化的反應(yīng)溫度為20-110°C,使用氧氣的氧化溫度為10-90°C,使用臭氧氧化的溫度為-10-60°C。上述的2-氯-2-氧合-1，3，2- 二氧磷雜環(huán)戊烷或其同系物的無溶劑制備方法，所述的2-氯-2-氧合-1，3, 2- 二氧憐雜環(huán)戍燒同系物是4-甲基-2-氯-2-氧合-1，3, 2- 二氧憐雜環(huán)戍燒；所述的2-氯-I, 3, 2- 二氧憐雜環(huán)戍燒同系物是4-甲基-2-氯-I, 3, 2- 二 氧磷雜戊烷。上述的2-氯-2-氧合-1，3，2- 二氧磷雜環(huán)戊烷或其同系物的無溶劑制備方法，所述的相應(yīng)的反應(yīng)溫度可以用反應(yīng)器外的溫浴幫助控制。有益效果
本發(fā)明的2-氯-2-氧合-1，3，2- 二氧磷雜環(huán)戊烷的制備方法，具有如下的有益效
果
(I)環(huán)境友好、節(jié)能、減排、無污染。(2)制備方法安全.⑶P及COP都是高沸類有機物，蒸汽壓極低，因此在氧化制備過程中可以完全消除苯溶劑存在的安全隱患。(3)降低成本.由于有了上述諸優(yōu)點，本綠色氧化方法不僅可以減少設(shè)備投資、能耗和原料消耗，而且有利于提高生產(chǎn)效率，從而使規(guī)?；a(chǎn)的成本進一步降低。
具體實施例方式下面通過具體的實施方法對本發(fā)明作進一步說明。實施例一
在裝有回流冷凝管(出口接氯化鈣干燥管)、溫度計、氣體導(dǎo)入管及磁攪拌仔的250毫升反應(yīng)瓶中，加入126. 5克(1.0 mol)CDP。通入氧氣(流速，600-610毫升/分)；用冰/水浴冷卻，使反應(yīng)在25± I°C進行。15小時后，減壓蒸餾，得COP 111. 8克，產(chǎn)率78. 5 %，bp 99 - IOO0C /25pa0 圖譜分析FTIR譜，出現(xiàn)P=O的特征吸吸峰，1311(^1 ^H-NMR譜(300 MHz，CDCl3，delta, ppm) , 4.53 - 4.59 (m, 2H, -CH2)，4. 60 - 4. 68 (m, 2H,-CH2),同時，原來CDP 的 H原子化學位移4. 11 (s，2H, -CH2)及4. 20 - 4. 26 (b, 2H,-CH2)全部消失。實施例二
儀器裝置及實驗步驟同實例一。在126. 5克(I. Omol)⑶P中通入氧氣(流速，600-610毫升/分)，用冰/水浴冷卻，使反應(yīng)在10土 rc進行，10小時后，減壓蒸餾得COP39. 9 克(產(chǎn)率 28 %) ;bp 105-106°C/35pa ;其 FTIR 及1H -NMR 譜同實例一。實施例三
儀器裝置及實驗步驟同實例一。在126. 5克(I. Omol)⑶P中，通入氧氣(流速，600-610毫升/分)，用水浴冷卻，使反應(yīng)在90± I°C進行，5小時后，減壓蒸餾得COP 54.0克(產(chǎn)率 38%);bp 103-104°C/33pa ;其 FTIR 及1H -NMR 譜同實例一。實施例四
儀器裝置及實驗步驟同實例一。在126. 5克(I. Omol)⑶P中，通入干燥空氣(流速，800-810毫升/分)，用水浴調(diào)控，使反應(yīng)在90±1°C進行20小時后，減壓蒸餾得COP101. 2 克(產(chǎn)率 71 %) ；bp 102-103°C/31pa ;其 FTIR 及1H -NMR 譜同實例一。實施例五
儀器裝置及實驗步驟同實例一。在126. 5克(I. Omol)⑶P中，通入干燥空氣(流速，800-810毫升/分)，用冰/水冷卻，使反應(yīng)在20± 1°C進行15小時；減壓蒸餾得COP 29. 9 克(產(chǎn)率 21 %) ；bp 103-104°C/32pa ;其 FTIR 及1H -NMR 譜同實例一。實施例六
儀器裝置及實驗步驟同實例一。在126. 5克(I. Omol)⑶P中，通入干燥空氣(流速，800-810毫升/分)，調(diào)節(jié)油浴溫度，使反應(yīng)在110±1°C進行10小時；減壓蒸餾得COP47. 0 克(產(chǎn)率 33 %) ;bp 105-106°C/36pa ;其 FTIR 及1H -NMR 譜同實例一。實施例七
儀器裝置及實驗步驟同實例一。在126. 5克(I. Omol)⑶P中，通入含2 % O3的臭氧/空氣混合氣體，(流速，1000-1010毫升/分)用乙醇冷凍液冷卻，使反應(yīng)在-10 土 1°C進行10小時后，減壓蒸餾得COP 42. 7克(產(chǎn)率30 %) ；bp 95-96°C/22pa ;其FTIR及1H-NMR譜同實例一。實施例八
儀器裝置及實驗步驟同實例一。在126. 5克(I. Omol)⑶P中，通入含2 % O3的臭氧/空氣混合氣體(流速，1000-1010 毫升/分)，用水浴控制，使反應(yīng)在60 土 TC進行5小時.減壓蒸餾得COP 31. 4克(產(chǎn)率22 %)；bp 92-93°C/20pa ;其FTIR及1H -NMR譜同
實例一。實施例九
儀器裝置、實驗步驟、投料、及反應(yīng)條件同實例四，反應(yīng)結(jié)束后再從導(dǎo)氣管中通入含2% O3的O3/空氣混合氣體(流速，1000-1010毫升/分)，用乙醇冷凍液冷卻，使反應(yīng)在_5± I °C反應(yīng)4小時后，減壓蒸餾，得COP 114. I克(產(chǎn)率80. I %) ； bp101-102°C /27pa ；其 FTIR 及 1H-NMR 譜同實例一。實施例十
儀器裝置及實驗步驟同實例一。在140. 5克(I. Omol) 4-甲基-2-氯-1，3，2-二氧磷雜戊烷中，通入干燥氧氣，用冰/水冷卻，使反應(yīng)在25°C反應(yīng)15小時后，得4-甲基-2-氯-2-氧合-I，3，2-二氧磷雜環(huán)戊烷108. 0克(產(chǎn)率69 %)，bp 99 - 101°C/20p ;其FTIR 的 p=0 特微峰在 1309CHT1; 1H-NMR 譜，4.41 - 4. 48 (m, 2H, -CH2)，4. 31 - 4. 37(m, I H，-CH), 3. 21 - 3. 29 (m, 3H, CH3)。
權(quán)利要求
1.一種2-氯-2-氧合-1，3, 2- 二氧憐雜環(huán)戍燒或其同系物的的無溶劑制備方法，其特征是將2-氯-1，3，2-二氧磷雜環(huán)戊烷或其同系物在隔絕水汽、配有回流裝置的容器中，在攪拌下通入干燥的空氣、氧氣或臭氧，控制反應(yīng)溫度，使2-氯-1，3，2- 二氧磷雜環(huán)戊烷或其同系物在沒有任何溶劑存在下，氧化為2-氯-2-氧合-I, 3，2- 二氧磷雜環(huán)戊烷，使用空氣氧化的反應(yīng)溫度為20-110°C,使用氧氣氧化的反應(yīng)溫度為10-90°C,使用臭氧氧化的反應(yīng)溫度為_10-60°C。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的2-氯-2-氧合-1，3，2-二氧磷雜環(huán)戊烷或其同系物的制備方法，其特征是所述的2-氯-2-氧合_1，3, 2-二氧憐雜環(huán)戍燒的同系物是4-甲基-2-氯-2-氧合-1，3, 2- 二氧憐雜環(huán)戍燒；所述的2-氯-I, 3, 2- 二氧憐雜環(huán)戍燒同系物是4_甲基-2-氣_1，3, 2- 二氧憐雜戍燒。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的2-氯-2-氧合-1，3，2-二氧磷雜環(huán)戊烷或其同系物的無溶劑制備方法，其特征是所述的反應(yīng)溫度用反應(yīng)器外的溫浴幫助控制。
全文摘要
一種2-氯-2-氧合-1，3，2-二氧磷雜環(huán)戊烷或其同系物的綠色制備方法，它是將2-氯-1，3，2-二氧磷雜環(huán)戊烷或其同系物在隔絕水汽、配有回流裝置的容器中，在攪拌下通入干燥的空氣、氧氣或臭氧，控制反應(yīng)溫度，使2-氯-1，3，2-二氧磷雜環(huán)戊烷或其同系物在沒有任何溶劑存在下，氧化為2-氯-2-氧合-1，3，2-二氧磷雜環(huán)戊烷或其同系物，使用空氣氧化的反應(yīng)溫度為20-110℃，使用氧氣氧化的反應(yīng)溫度為10-90℃，使用臭氧氧化的反應(yīng)溫度為-10-60℃。本發(fā)明的方法是用空氣、氧氣或臭氧作為氧化劑，且不需溶劑，因此環(huán)境友好、安全、節(jié)能、減排、無污染。
文檔編號C07F9/6574GK102746339SQ20111010221
公開日2012年10月24日 申請日期2011年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月22日
發(fā)明者林思聰, 林暉 申請人:南京樂天然科技開發(fā)研究所