beat365化學學院張文雄課題組近期在《Chem》(XinleiHuangfu, WeiLiu, ZhiyiSong, Junnian Wei, and Wen-Xiong Zhang,*Chem.2025,doi.org/10.1016/j.chempr.2025.102496)以Article的形式發表一篇題為“Chlorine-free synthesis of axially chiral organophosphorus compounds from white phosphorus”的研究性論文。
手性磷酸(CPAs)及其衍生物因在不對稱催化反應中的高效性和對映選擇性而被廣泛應用。例如,基于軸手性1,1'-聯-2-萘酚(BINOL)骨架的手性磷酸,其具有提供和接受質子的雙重功能,通過對取代基修飾能夠在不對稱合成中精确控制對映選擇性,實現了諸多反應的不對稱轉化,在現代合成化學中不可或缺(圖1A)。然而,其傳統合成方法依賴于從白磷(工業上又名黃磷)出發的多步驟氯化路徑:白磷(P4)→三氯化磷(PCl3)→三氯氧磷(OPCl3)→手性磷酸(CPAs)。這一過程需要使用劇毒的氯氣,并産生大量難以回收的含氯廢鹽,對環境造成嚴重污染(圖1B)。
圖1 手性磷酸的應用與傳統氯化合成方法
理想的方法是避免環境不友好且有毒的氯化過程,實現由工業磷前體白磷直接合成有機磷化合物(OPCs)。值得注意的是,中國是全球第一大磷化工生産國,相關精細化工産業在世界貿易中占據重要地位。發展綠色合成方法,實現磷資源高效利用具有重要研究價值。2024年,他們發表了題為“Recent progress on the functionalization of white phosphorus in China”的綜述文章(Natl. Sci. Rev.2024,doi.org/10.1093/nsr/nwae162.),總結了中國白磷活化領域的研究進展。最近,他們報道了首例白磷無氯化合成軸手性有機磷的方法。以二芳基二硫(或硒)醚為添加劑,在有機胺作用下,白磷與手性BINOL反應生成軸手性磷硫(或硒)酸酯,經過原位堿解與酸化後得到手性磷酸産物。添加劑可以回收或原位再利用,或者使用催化量的添加劑也可以高效合成手性磷酸産物。另外,合成的軸手性磷硫(或硒)酸酯化合物可以作為合成子用于後轉化,通過構建新的P–C、P–N和P–O鍵以合成多種軸手性有機磷化合物(圖2)。
圖2 白磷無氯化合成軸手性有機磷化合物
綜上,該工作實現了白磷無氯化合成軸手性有機磷化合物。博士研究生皇甫鑫磊為該文第一作者,張文雄教授為通訊作者。該研究得到了基金委重點項目、國家傑出青年科學基金、國家重點研發計劃和北京分子科學國家研究中心的資助。
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