2-氯-2-氧-1,3,2-二氧磷杂环戊烷的应用与合成

介绍

2-氯-2-氧-1,3,2-二氧磷杂环戊烷，化学式为C2H4ClO3P，是一种重要的有机磷化合物，外观为白色固体。它对水和湿气极其敏感，因此需要在干燥的条件下进行操作和储存。

2-氯-2-氧-1,3,2-二氧磷杂环戊烷

应用

2‑氯‑2‑氧‑1,3,2‑二氧磷杂环戊烷是生物医用材料领域一种重要的中间体，尤其是合成具有良好生物相容性的磷酸胆碱类聚合物，如PC、LPC、GPC，应用前景广阔。它的结构包括一个五元环，其中有两个氧原子和一个氯原子与磷原子相连，这种结构使其在有机合成中具有多种用途，如作为合成磷酸酯或磷酰胺类化合物的前体。它在有机合成中表现出高度的反应活性，可以与醇类化合物发生酯化反应生成相应的磷酸酯衍生物，也可以与有机胺类化合物发生缩合反应生成膦酰胺衍生物。

合成

现有合成的缺点

现有技术主要采用Edmundson的合成方案：将原料2‑氯‑1,3,2‑二氧磷杂环戊烷溶解在有机溶剂中，通入空气、氧气或臭氧进行氧化反应，其反应时间通常较长，需要20小时以上，且由于它的热敏性高，反应时间长导致收率和纯度都较低，无法达到工业化生产的要求。

新合成方法

路宽[1]通过采用特定的催化剂Pd(Ⅱ)‑Cu(Ⅱ)双金属复合材料，在更低的反应温度下能够高效催化氧化反应的进行，提高氧气利用率，使反应时间显著缩短；较低的反应温度能明显减少热敏性原料和产品的分解，使收率和纯度显著提升。具体步骤如下：

第一步：5g载体APT(凹凸棒土)与0.02g Pd Cl2、1.82g Cu Cl2·2H2O和20g水混合均匀，在室温下充分搅拌15min后，缓慢滴加沉淀剂NH4HCO3，至体系p H＝7。静置过夜，抽滤，洗涤，在100℃之间干燥12h，400℃焙烧3h，制得催化剂Pd(Ⅱ)‑Cu(Ⅱ)双金属复合材料(理论含量：Pd质量分数0.18％，Cu质量分数12％)。

第二步：在干燥的500ml四口烧瓶中，加入2‑氯‑1 ,3 ,2‑二氧磷杂环戊烷126g、Pd(Ⅱ)‑Cu(Ⅱ)双金属复合材料1g和甲苯250ml，降温至‑20℃，以5L/H速率开始通入氧气，控制反应液的温度‑5℃，待反应液中2‑氯‑1,3,2‑二氧磷杂环戊烷含量小于0.2％时，停止通氧。通氧时间3.22小时，称重消耗氧气23克，理论消耗1.43倍，反应液经真空抽滤，所得滤液经熔融结晶提纯，得到2‑氯‑2‑氧‑1,3,2‑二氧磷杂环戊烷126g，纯度98.6％，收率88.7％。

参考文献

[1]陆宽.一种2-氯-2-氧-1,3,2-二氧磷杂环戊烷的合成方法[P].山东省:CN202310575069.6,2023-08-08.