Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Реакция Виттига
Названный в честьГеорг Виттиг
Тип реакцииРеакция сцепления
Реакция
альдегид или кетон
+
трифенилфосфоний-илид
↓
алкен
+
оксид трифенилфосфина
Условия
Типичные растворителиобычно ТГФ или диэтиловый эфир
Идентификаторы
Мартовская продвинутая органическая химия16–44 (6-е изд.)
Портал органической химииреакция Виттига
Идентификатор онтологии RSCRXNO: 0000015 проверитьY
 ☒N(что это?)   (проверить)
Не путать с перестановкой Виттига .

Реакци Виттига или Виттига олефинирование является химическая реакция , из альдегида или кетона с трифенил фосфония илида называется реагентом Виттига . Реакции Виттига чаще всего используются для превращения альдегидов и кетонов в алкены. [1] [2] [3] Чаще всего реакция Виттига используется для введения метиленовой группы с использованием метилентрифенилфосфорана (Ph 3 P = CH 2 ). Используя этот реагент, даже стерически затрудненный кетон, такой как камфора, можно превратить в его метиленовое производное.

Реакция Виттига

Стереохимия [ править ]

Для реакции с альдегидами геометрию двойной связи легко предсказать на основании природы илида. В случае нестабилизированных илидов (R 3 = алкил) это приводит к ( Z ) -алкеновому продукту с селективностью от умеренной до высокой. Со стабилизированными илидами (R 3 = сложный эфир или кетон) ( E ) -алкен образуется с высокой селективностью. Селективность ( E ) / ( Z ) часто плохая для полустабилизированных илидов (R 3 = арил). [4]

Для получения ( E ) -алкена из нестабилизированных илидов можно использовать модификацию Шлоссера реакции Виттига. Альтернативно, олефинирование Julia и его варианты также селективно обеспечивают ( E ) -алкен. Обычно реакция Хорнера-Уодсворта-Эммонса дает ( E ) -еноат (α, β-ненасыщенный эфир), как и реакция Виттига. Для получения ( Z ) -еноата можно использовать модификацию Стилла-Дженнари реакции Хорнера-Уодсворта-Эммонса.

Механизм реакции [ править ]

Механистические исследования были сосредоточены на нестабилизированных илидах, поскольку промежуточные соединения могут быть отслежены с помощью ЯМР-спектроскопии . Существование и взаимное превращение бетаина ( 3a и 3b ) являются предметом текущих исследований. [5] Что касается реакций Виттига без лития, исследования подтверждают согласованное образование оксафосфетана без вмешательства бетаина. В частности, илиды фосфония 1 реагируют с карбонильными соединениями 2 посредством [2 + 2] циклоприсоединения , которое иногда описывается как имеющее топологию [ π 2 s + π 2 a ] с прямым образованием оксафосфетанов 4a.и 4b . В условиях отсутствия лития стереохимия продукта 5 обусловлена ​​кинетически контролируемым добавлением илида 1 к карбонилу 2 . Когда присутствует литий, может происходить уравновешивание промежуточных соединений, возможно, через бетаиновые формы 3a и 3b . [6] [7] [8] Брюс Э. Марьянови AB Reitz определили проблему уравновешивания промежуточных соединений Виттига и назвал процесс «стереохимическим дрейфом». В течение многих лет считалось, что стереохимия реакции Виттига с точки зрения образования углерод-углеродной связи напрямую соответствует Z / E стереохимии алкеновых продуктов. Однако некоторые реагенты не следуют этой простой схеме. Соли лития также могут оказывать сильное влияние на стереохимический результат. [9]

Механизмы различаются для алифатических и ароматических альдегидов, а также для ароматических и алифатических илидов фосфония. Данные свидетельствуют о том, что реакция Виттига неразветвленных альдегидов в условиях отсутствия соли лития не уравновешивает и, следовательно, находится под контролем кинетической реакции . [10] [11] Э. Ведейс выдвинул теорию, объясняющую стереоселективность стабилизированных и нестабилизированных реакций Виттига. [12]

Веские доказательства указывают на то, что в условиях отсутствия Li все реакции Виттига с участием нестабилизированных (R 1 = алкил, H), полустабилизированных (R 1 = арил) и стабилизированных (R 1 = EWG) реагентов Виттига протекают через [2 + 2] Механизм / ретро- [2 + 2] под кинетическим контролем, с оксафосфетаном в качестве единственного промежуточного звена. [13]

Сфера действия и ограничения [ править ]

Функциональная групповая толерантность [ править ]

Реагенты Виттига обычно переносят карбонильные соединения, содержащие несколько видов функциональных групп, таких как ОН , OR , ароматические нитро- , эпоксидные и сложноэфирные группы . Даже C = O и нитрильные группы могут присутствовать, если они сопряжены с илидом - это стабилизированные илиды, упомянутые выше. Бис-илиды (содержащие две связи P = C) также были получены и успешно использованы. [14] Может возникнуть проблема со стерически затрудненными кетонами, где реакция может быть медленной и давать низкие выходы, особенно со стабилизированными илидами, и в таких случаяхРеакция Хорнера-Уодсворта-Эммонса (HWE) (с использованием эфиров фосфоновой кислоты) является предпочтительной. Другое известное ограничение - часто лабильная природа альдегидов , которые могут окисляться, полимеризоваться или разлагаться. В так называемом процессе тандемного окисления-Виттига альдегид образуется in situ в результате окисления соответствующего спирта. [15]

Стереохимия [ править ]

Одно ограничение касается стереохимии продукта. В случае простых илидов продукт обычно представляет собой в основном Z-изомер , хотя часто также образуется меньшее количество E-изомера - это особенно верно при использовании кетонов. Если реакцию проводят в диметилформамиде в присутствии иодида лития или иодида натрия , продукт почти исключительно является Z-изомером. [16] Если E-изомер является желаемым продуктом, можно использовать модификацию Шлоссера. В случае стабилизированных илидов продукт в основном представляет собой E-изомер, и этот же изомер также является обычным для реакции HWE.

Модификация Шлоссера [ править ]

Основное ограничение традиционной реакции Виттига является то , что реакция протекает в основном через эритро бетаин промежуточного соединения, которое приводит к Z-алкену. Эритробетаин можно превратить в треобетаин с использованием фениллития при низкой температуре. [17] Эта модификация дает Е-алкен.

Аллиловые спирты можно получить реакцией бетаин-илида со вторым альдегидом. [18] Например:

Пример [ править ]

Примером его использования является синтез метилового эфира лейкотриена А. [19] [20] На первом этапе используется стабилизированный илид, где карбонильная группа сопряжена с илидом, предотвращая самоконденсацию, хотя неожиданно это дает в основном цис- продукт. Во второй реакции Виттига используется нестабилизированный реагент Виттига, и, как и ожидалось, это дает в основном цис- продукт.

История [ править ]

О реакции Виттига сообщили в 1954 году Георг Виттиг и его коллега Ульрих Шёллькопф . Частично за этот вклад Виттигу была присуждена Нобелевская премия по химии в 1979 году. [21] [22]

См. Также [ править ]

  • Кори – Чайковский реактив
  • Реакция Хорнера – Уодсворта – Эммонса
  • Юлия олефинация
  • Олефинирование Петерсона
  • Реактив Теббе
  • Фосфорорганическая химия
  • Реакция омологации
  • Олефинирование Кауфмана
  • Метиленирование титана и цинка

Ссылки [ править ]

  1. ^ Maercker, A. Org. Реагировать. 1965 , 14 , 270–490.
  2. ^ В. Каррутерс, Некоторые современные методы органического синтеза , Cambridge University Press, Кембридж, Великобритания, 1971, 81–90. ( ISBN  0-521-31117-9 )
  3. Перейти ↑ RW Hoffmann (2001). «Виттиг и его достижения: все еще актуально после его 100-летия». Angewandte Chemie International Edition . 40 (8): 1411–1416. DOI : 10.1002 / 1521-3773 (20010417) 40: 8 <1411 :: АИД-ANIE1411> 3.0.CO; 2-У . PMID 11317288 . 
  4. ^ Робиетт, Рафаэль; Ричардсон, Джеффри; Aggarwal, Varinder K .; Харви, Джереми Н. (1 февраля 2006 г.). «Реакционная способность и селективность в реакции Виттига: вычислительное исследование». Журнал Американского химического общества . 128 (7): 2394–2409. DOI : 10.1021 / ja056650q . ISSN 0002-7863 . PMID 16478195 .  
  5. ^ Е. Vedejs & CF Marth (1990). «Механизм реакции Виттига: доказательства против промежуточных продуктов бетаина». Варенье. Chem. Soc. 112 (10): 3905–3909. DOI : 10.1021 / ja00166a026 .
  6. ^ Брюс Э. Марьянофф , А. Б. Рейц, М. С. Муттер, Р. Р. Иннерс и Х. Р. Алмонд, младший, "Подробные исследования скорости реакции Виттига нестабилизированных фосфор-илидов с помощьюспектроскопии ЯМР 31 P, 1 H и 13 C. Insight в кинетический и термодинамический контроль стереохимии », J. Am. Chem. Soc., 107 , 1068–1070 (1985).
  7. ^ Брюс Э. Марьянов, А. Б. Рейц, Д. В. Граден и Х. Р. Алмонд, младший, "Исследование скорости ЯМР реакции Виттига 2,2-диметилпропаналя и трибутилбутилиден-фосфорана", Tetrahedron Lett., 30 , 1361–1364 (1989) )
  8. ^ Брюс Э. Марьянофф, А. Б. Рейц, М. С. Муттер, Р. Р. Иннерс, Р. Р. Алмонд, мл., Р. Р. Уиттл, Р. А. Олофсон, "Стереохимия и механизм реакции Виттига. Промежуточные продукты диастереомерной реакции и анализ хода реакции", J. Являюсь. Chem. Soc., 108 , 7664–7678 (1986).
  9. ^ А.Б. Рейц, С.О. Норти, А.Д. Джордан, младший, М.С. Муттер, и Брюс Э. Марьянофф, "Резкая концентрационная зависимость стереохимии в реакции Виттига. Исследование эффекта соли лития", J. Org. Chem., 51 , 3302–3308 (1986)
  10. ^ Е. Vedejs, CF Marth и Р. Ruggeri (1988). «Эффекты заместителей и механизм Виттига: случай стереоспецифического разложения оксафосфетана». Варенье. Chem. Soc. 110 (12): 3940–48. DOI : 10.1021 / ja00220a036 .
  11. ^ Е. Vedejs & CF Marth (1988). «Механизм реакции Виттига: роль заместителей при фосфоре». Варенье. Chem. Soc . 110 (12): 3948–3958. DOI : 10.1021 / ja00220a037 .
  12. ^ Ведейс, E .; Петерсон, М.Дж. Топ. Стереохим. 1994 , 21 , 1.
  13. ^ Бирн, Питер А .; Гилхиани, Деклан Г. (2013). «Современная интерпретация механизма реакции Виттига». Обзоры химического общества . 42 (16): 6670–96. DOI : 10.1039 / c3cs60105f . hdl : 10197/4939 . ISSN 0306-0012 . PMID 23673458 .  
  14. ^ BE Maryanoff & AB Рейц (1989). «Реакция олефинирования Виттига и модификации с участием карбанионов, стабилизированных фосфорилом. Стереохимия, механизм и отдельные аспекты синтеза». Chem. Ред. 89 (4): 863–927. DOI : 10.1021 / cr00094a007 .
  15. ^ Ричард Дж. К. Тейлор, Леони Кэмпбелл и Грэм Д. Макаллистер (2008). «(±) транс-3,3 '- (1,2-Циклопропандиил) бис-2- (E) -пропеновая кислота, диэтиловый эфир: процедура тандемного окисления (TOP) с использованием стабилизированного окислением MnO 2 улавливания фосфорана» (PDF) . Органический синтез . 85 : 15–26. CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  16. ↑ Л. Д. Бергельсон и М. М. Шемякин (1964). «Синтез природных ненасыщенных жирных кислот с помощью стерически контролируемого карбонильного олефинирования». Энгью. Chem. 3 (4): 250–260. DOI : 10.1002 / anie.196402501 .
  17. Перейти ↑ M. Schlosser & KF Christmann (1966). «Транс-селективный синтез олефинов». Angewandte Chemie International Edition на английском языке . 5 (1): 126. DOI : 10.1002 / anie.196601261 .
  18. ^ EJ Кори и Х. Ямамото (1970). «Модификация реакции Виттига, позволяющая стереоспецифический синтез некоторых тризамещенных олефинов. Стереоспецифический синтез α-санталола». Варенье. Chem. Soc. 92 (1): 226–228. DOI : 10.1021 / ja00704a052 .
  19. ^ I. Эрнест, AJ Main и R. Menasse (1982). «Синтез 7-цис-изомера природного лейкотриена d 4 ». Буквы тетраэдра . 23 (2): 167–170. DOI : 10.1016 / S0040-4039 (00) 86776-3 .
  20. ^ EJ Кори, Д. Кларк, Г. Гото, А. Marfat, С. Mioskowski, Б. Самуэлссон и С. Hammarstroem (1980). «Стереоспецифический тотальный синтез« медленно реагирующего вещества »анафилаксии, лейкотриена С-1». Варенье. Chem. Soc . 102 (4): 1436–1439. DOI : 10.1021 / ja00524a045 .CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  21. ^ Георг Виттиг, Ульрих Шёллькопф (1954). "Убер-трифенил-фосфин-метилен и олефинбилденде Reagenzien I". Chemische Berichte . 87 (9): 1318. DOI : 10.1002 / cber.19540870919 .
  22. ^ Георг Виттиг; Вернер Хааг (1955). "Убер-трифенил-фосфин-метилен и олефинбилденде Reagenzien II". Chemische Berichte . 88 (11): 1654–1666. DOI : 10.1002 / cber.19550881110 .

Внешние ссылки [ править ]

  • Реакция Виттига в органическом синтезе , Сб. Vol. 10, стр. 703 (2004 г.); Vol. 75, стр. 153 (1998). ( Статья )
  • Реакция Виттига в органическом синтезе , Сб. Vol. 5, стр. 361 (1973); Vol. 45, стр. 33 (1965). ( Статья )