Реакция остроумия

Реакция остроумия
Назван в честь	Георг Виттиг
Тип реакции	Реакция связи
Реакция
	альдегид или кетон
	+ ; Трифенилфосфоний илид
	↓
	алкен
	+ ; (Ph) 3 p = o
Условия
Типичные растворители	обычно THF или диэтиловый эфир
Идентификаторы
марта Продвинутая органическая химия	16–44 (6 -й дюйм.)
Органическая химическая портал	Виттиг-реакция
RSC Ontology Id	RXNO: 0000015
	(что это?) (Проверьте) ;

Реакция Wittig или олефинация Wittig представляет собой реакцию альдегида называемым или кетона с трифенилофосфониумом, химическую реагентом Wittig . Реакции Wittig чаще всего используются для преобразования альдегидов и кетонов в алкены. ^{[ 1 ]}^{[ 2 ]}^{[ 3 ]} Чаще всего реакция Wittig используется для введения метиленовой группы с использованием метилентрифенилфосфорана (pH ₃ P = CH ₂ ). Используя этот реагент, даже стерически затрудненный кетон, такой как камфора, может быть преобразован в производное метилена.

Механизм реакции

Механистические исследования были сосредоточены на нестабилизированных илидах, потому что за промежуточные продукты могут сопровождаться ЯМР -спектроскопией . Существование и взаимосвязь Betaine ( 3a и 3b ) является предметом текущих исследований. ^{[ 4 ]} Для реакций, не содержащих лития, исследования подтверждают согласованное образование оксафосфеттана без вмешательства бетаина. В частности, фосфония Ylides 1 реагирует с карбонильными соединениями 2 [2 + 2] через циклологию , которая иногда описывается как имеющая [ _π 2 _S + _π 2 _A ] топологию, чтобы непосредственно образовать оксафосфаны 4A и 4B . В условиях без лития стереохимия продукта 5 обусловлена кинетически контролируемым добавлением Ylide 1 к карбониле 2 . Когда присутствует литий, может быть уравновешивание промежуточных соединений, возможно, через виды Betaine 3a и 3b . ^{[ 5 ]}^{[ 6 ]}^{[ 7 ]} Брюс Э. Мэрианофф и А.Б. Рейтц определили вопрос о уравновешивании промежуточных продуктов и назвали процесс «стереохимический дрейф». В течение многих лет предполагалось, что стереохимия реакции Виттига с точки зрения формирования углерод-углеродных связей непосредственно соответствует стереохимии Z/E Alkene Products. Однако некоторые реагенты не следуют этому простому шаблону. Соли лития также могут оказывать глубокое влияние на стереохимический результат. ^{[ 8 ]}

Механизмы различаются для алифатических и ароматических альдегидов и для ароматического и алифатического фосфония. Данные свидетельствуют о том, что реакция Wittig неразветвленных альдегидов в условиях без солеты литий не уравновешивается и, следовательно, находится под контролем кинетической реакции . ^{[ 9 ]}^{[ 10 ]} E. Vedejs выдвинул теорию, чтобы объяснить стереоселективность стабилизированных и нестабилизированных реакций Wittig. ^{[ 11 ]}

Убедительные доказательства показали, что в условиях LI, реакции Wittig, включающие нестабилизированные (r ₁ = алкил, H), полустабилизированные (r ₁ = арил) и стабилизированные (r ₁ = ewg) реагенты Wittig проходят через [2+2] /Ретро- [2+2] Механизм под кинетическим контролем, с оксафосфетном как единственное и единственное промежуточное. ^{[ 12 ]}

Объем и ограничения

Функциональная групповая толерантность

Реагенты Wittig обычно переносят карбонильные соединения, содержащие несколько видов функциональных групп, таких как или нитроарен , OH , эпоксиды , а иногда и эфиры и амиды . ^{[ 13 ]} Даже кетон , альдегид и нитрильные группы могут присутствовать, если конъюгировать с Ylide - это стабилизированные Ylides, упомянутые выше. Бис-ийиды (содержащие две связи p = C) также были сделаны и успешно использованы. ^{[ 14 ]} Может возникнуть проблема со стерильно затрудненными кетонами, где реакция может быть медленной и давать плохие урожаи, особенно при стабилизированных илидах, и в таких случаях реакция Хорнера -Вадсворт -Эммонов (HWE) предпочтительнее (с использованием фосфонатных эфиров). Другим сообщенным ограничением является часто лабильная природа альдегидов , которые могут окислять, полимеризовать или разложить. В так называемом процессе окисления тандема альдегид образуется in situ путем окисления соответствующего спирта. ^{[ 15 ]}

Стереохимия

Для реакции с альдегидами геометрия двойной связи легко предсказана на основе природы Ylide. С нестабилизированными илидами (r ³ = Алкил) Это приводит к ( z ) -алкеновому продукту с умеренной или высокой селективностью. Если реакция выполняется в диметилформамиде в присутствии йодида лития или йодида натрия , продукт почти исключительно Z-изомер. ^{[ 16 ]} Со стабилизированными илидами (r ³ = эфир или кетон), ( e ) -алкен формируется с высокой селективностью. ( E )/( z ) селективность часто плохая с полуйфилизованными илидами (r ³ = арил). ^{[ 17 ]}

Чтобы получить ( e ) -алкен для нестабилизированных Ylides, можно использовать модификацию реакции Wittig Schlosser. В качестве альтернативы, Julia Olefination и ее варианты также предоставляют ( E ) -алкен избирательно. Обычно реакция Хорнера-Вадсворта-Эммонса обеспечивает ( E ) -ноат (α, β-непристойный эфир), так же, как это делает реакция Wittig. Для получения ( z )-эеноляции можно использовать до сих пор модификацию реакции Хорнер-Уодсворта-Эммонов.

Модификация Шлоссера

Основное ограничение традиционной реакции Виттига заключается в том, что реакция проходит в основном через промежуточное соединение Erythro Betaine , которое приводит к Z-Alkene. Erythro Betaine может быть преобразована в Treo Betaine, используя фениллит при низкой температуре. ^{[ 18 ]} Эта модификация дает E-Alkene.

Аллильные спирты могут быть приготовлены путем реакции бетаина илида вторым альдегидом. ^{[ 19 ]} Например:

Пример

Примером его использования является синтез лейкотриена метилового эфира. ^{[ 20 ]}^{[ 21 ]} На первом шаге используется стабилизированный Ylide, где карбонильная группа конъюгирована с Ylide, предотвращающим самостоятельно конденсацию, хотя неожиданно это дает в основном продукт CIS . Во второй реакции Wittig используется нестабилизированный реагент Wittig, и, как и ожидалось, это дает в основном продукт CIS .

История

Реакция Виттига была зарегистрирована в 1954 году Георгом Виттигом и его коллегой Ульрихом Шёллкопфом . Частично за этот вклад Виттиг был удостоен Нобелевской премии по химии в 1979 году. ^{[ 22 ]}^{[ 23 ]}

Смотрите также

Ссылки

^ Maercker, A. org. Реагировать. 1965 , 14 , 270–490.
^ W. Carruthers, Некоторые современные методы органического синтеза , издательство Кембриджского университета, Кембридж, Великобритания, 1971, 81–90. ( ISBN 0-521-31117-9 )
^ RW Hoffmann (2001). «Виттиг и его достижения: все еще актуальны вне его 100 -летия». Angewandte Chemie International Edition . 40 (8): 1411–1416. doi : 10.1002/1521-3773 (20010417) 40: 8 <1411 :: Aid-Anie1411> 3.0.co; 2-U . PMID 11317288 .
^ E. Vedejs & Cf Marth (1990). «Механизм реакции Виттига: доказательства против промежуточных соединений Бетаина». J. Am. Химический Соц 112 (10): 3905–3909. doi : 10.1021/ja00166a026 .
^ Брюс Э. Мэрианофф , AB Reitz, MS Mutter, RR Inners, и HR Almond Jr., «Детальные исследования по реакции Wittig не стабилизированного фосфора ³¹П, ¹Рука ¹³C ЯМР -спектроскопия. Понимание кинетического и термодинамического контроля стереохимии », J. Am. Chem. Soc., 107 , 1068–1070 (1985)
^ Брюс Э. Мэрианофф, AB Reitz, DW Graden, и HR Almond Jr., «Исследование скорости ЯМР по реакции Wittig 2,2-диметилпропанала и трибутилбутилиден-фосфорана», Tetrahedron Lett., 30 , 1361–1364 (1989 )
^ Брюс Э. Мэрианофф, AB Reitz, MS Mutter, RR Inners, HR Almond, Jr., RR Whittle и Ra Olofson, «Стереохимия и механизм реакции Wittig. Диастереомерные промежуточные звена и анализ реакционного курса», J. Являюсь. Химический Soc., 108 , 7664–7678 (1986)
^ Ab reitz, so nortey, ad Jordan, Jr., MS Mutter и Bruce E. Maryanoff, «Драматическая зависимость стереохимии в реакции Wittig. Исследование эффекта соли лития», J. Org. Chem., 51 , 3302–3308 (1986)
^ E. Vedejs, CF Marth и R. Ruggeri (1988). «Заместительные эффекты и механизм Wittig: случай стереоспецифического оксафосфетного разложения». J. Am. Химический Соц 110 (12): 3940–48. doi : 10.1021/ja00220a036 .
^ E. Vedejs & Cf Marth (1988). «Механизм реакции Виттига: роль заместителей в фосфоре». J. Am. Химический Соц 110 (12): 3948–3958. doi : 10.1021/ja00220a037 .
^ Vedejs, e.; Петерсон, MJ Top. Стереохим. 1994 , 21 , 1.
^ Бирн, Питер А.; Гилхейни, 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 .
^ Смит (2020), мартовская органическая химия , Rxn. 16-44.
^ Be Maryanoff & Ab Reitz (1989). «Реакция и модификации олефинации остроумия с участием фосфорил-стабилизированных карбанинов. Стереохимия, механизм и отобранные синтетические аспекты». Химический Rev. 89 (4): 863–927. doi : 10.1021/cr00094a007 .
^ Ричард Дж.К. Тейлор, Леони Кэмпбелл и Грэм Д. Макаллистер (2008). «(±) Trans-3,3 '-(1,2-циклопропандия) BIS-2- (E) -пропеновая кислота, диэтиловый эфир: процедура окисления тандема (вверху) с использованием MNO ₂ -стабилизированного фосфорана» (PDF) Полем Органические синтезы . 85 : 15–26 {{cite journal}}: Cs1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) .
^ LD Bergelson & MM Shemyakin (1964). «Синтез естественных ненасыщенных жирных кислот стерически контролируемой карбонильной олефинией». Angew. Химический 3 (4): 250–260. doi : 10.1002/anie.196402501 .
^ Робиетт, Рафаэль; Ричардсон, Джеффри; Aggarwal, Varinder K.; Харви, Джереми Н. (1 февраля 2006 г.). «Реакционная способность и селективность в реакции Wittig: вычислительное исследование». Журнал Американского химического общества . 128 (7): 2394–2409. doi : 10.1021/ja056650q . ISSN 0002-7863 . PMID 16478195 .
^ М. Шлоссер и К.Ф. Кристманн (1966). «Трансселективные синтезы олефина». Angewandte Chemie International Edition на английском языке . 5 (1): 126. doi : 10.1002/anie.196601261 .
^ Э.Дж. Кори и Х. Ямамото (1970). «Модификация реакции Wittig, чтобы позволить стереоспецифическому синтезу некоторых трисубстационных олефинов. Стереоспецифический синтез α-санталола». J. Am. Химический Соц 92 (1): 226–228. doi : 10.1021/ja00704a052 .
^ И. Эрнест, AJ Main и R. Menasse (1982). «Синтез 7-цис-изомера естественного лейкотриена D ₄ ». Тетраэдр буквы . 23 (2): 167–170. doi : 10.1016/s0040-4039 (00) 86776-3 .
^ EJ Corey, Da Clark, G. Goto, A. Marfat, C. Mioskowski, B. Samuelsson и S. Hammarstroem (1980). «Стереоспецифический общий синтез« медленного реагирующего вещества »анафилаксии, лейкотриена C-1». J. Am. Химический Соц 102 (4): 1436–1439. doi : 10.1021/ja00524a045 . {{cite journal}}: Cs1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
^ Георг Виттиг, Ульрих Шёллкопф (1954). «О трифенил-фосфин-метилене в качестве реагентов, образующих олефин, я». Химические отчеты . 87 (9): 1318. doi : 10.1002/cber.19540870919 .
^ Георг Виттиг; Вернер Хааг (1955). «О трифенилфосфиновом метилене в качестве оле-плавных реагентов II». Химические отчеты . 88 (11): 1654–1666. Doi : 10.1002/cber.19550881110 .

Внешние ссылки

Реакция Wittig в органических синтезах , Coll. Тол. 10, с. 703 (2004); Тол. 75, с. 153 (1998). ( Статья )
Реакция Wittig в органических синтезах , Coll. Тол. 5, с. 361 (1973); Тол. 45, с. 33 (1965). ( Статья )

[1] Maercker, A. org. Реагировать. 1965 , 14 , 270–490.

[2] W. Carruthers, Некоторые современные методы органического синтеза , издательство Кембриджского университета, Кембридж, Великобритания, 1971, 81–90. ( ISBN 0-521-31117-9 )

[3] RW Hoffmann (2001). «Виттиг и его достижения: все еще актуальны вне его 100 -летия». Angewandte Chemie International Edition . 40 (8): 1411–1416. doi : 10.1002/1521-3773 (20010417) 40: 8 <1411 :: Aid-Anie1411> 3.0.co; 2-U . PMID 11317288 .

[4] E. Vedejs & Cf Marth (1990). «Механизм реакции Виттига: доказательства против промежуточных соединений Бетаина». J. Am. Химический Соц 112 (10): 3905–3909. doi : 10.1021/ja00166a026 .

[5] Брюс Э. Мэрианофф , AB Reitz, MS Mutter, RR Inners, и HR Almond Jr., «Детальные исследования по реакции Wittig не стабилизированного фосфора ³¹П, ¹Рука ¹³C ЯМР -спектроскопия. Понимание кинетического и термодинамического контроля стереохимии », J. Am. Chem. Soc., 107 , 1068–1070 (1985)

[6] Брюс Э. Мэрианофф, AB Reitz, DW Graden, и HR Almond Jr., «Исследование скорости ЯМР по реакции Wittig 2,2-диметилпропанала и трибутилбутилиден-фосфорана», Tetrahedron Lett., 30 , 1361–1364 (1989 )

[7] Брюс Э. Мэрианофф, AB Reitz, MS Mutter, RR Inners, HR Almond, Jr., RR Whittle и Ra Olofson, «Стереохимия и механизм реакции Wittig. Диастереомерные промежуточные звена и анализ реакционного курса», J. Являюсь. Химический Soc., 108 , 7664–7678 (1986)

[8] Ab reitz, so nortey, ad Jordan, Jr., MS Mutter и Bruce E. Maryanoff, «Драматическая зависимость стереохимии в реакции Wittig. Исследование эффекта соли лития», J. Org. Chem., 51 , 3302–3308 (1986)

[9] E. Vedejs, CF Marth и R. Ruggeri (1988). «Заместительные эффекты и механизм Wittig: случай стереоспецифического оксафосфетного разложения». J. Am. Химический Соц 110 (12): 3940–48. doi : 10.1021/ja00220a036 .

[10] E. Vedejs & Cf Marth (1988). «Механизм реакции Виттига: роль заместителей в фосфоре». J. Am. Химический Соц 110 (12): 3948–3958. doi : 10.1021/ja00220a037 .

[11] Vedejs, e.; Петерсон, MJ Top. Стереохим. 1994 , 21 , 1.

[12] Бирн, Питер А.; Гилхейни, 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 .

[13] Смит (2020), мартовская органическая химия , Rxn. 16-44.

[14] Be Maryanoff & Ab Reitz (1989). «Реакция и модификации олефинации остроумия с участием фосфорил-стабилизированных карбанинов. Стереохимия, механизм и отобранные синтетические аспекты». Химический Rev. 89 (4): 863–927. doi : 10.1021/cr00094a007 .

[15] Ричард Дж.К. Тейлор, Леони Кэмпбелл и Грэм Д. Макаллистер (2008). «(±) Trans-3,3 '-(1,2-циклопропандия) BIS-2- (E) -пропеновая кислота, диэтиловый эфир: процедура окисления тандема (вверху) с использованием MNO ₂ -стабилизированного фосфорана» (PDF) Полем Органические синтезы . 85 : 15–26 {{cite journal}}: Cs1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) .

[16] LD Bergelson & MM Shemyakin (1964). «Синтез естественных ненасыщенных жирных кислот стерически контролируемой карбонильной олефинией». Angew. Химический 3 (4): 250–260. doi : 10.1002/anie.196402501 .

[17] Робиетт, Рафаэль; Ричардсон, Джеффри; Aggarwal, Varinder K.; Харви, Джереми Н. (1 февраля 2006 г.). «Реакционная способность и селективность в реакции Wittig: вычислительное исследование». Журнал Американского химического общества . 128 (7): 2394–2409. doi : 10.1021/ja056650q . ISSN 0002-7863 . PMID 16478195 .

[18] М. Шлоссер и К.Ф. Кристманн (1966). «Трансселективные синтезы олефина». Angewandte Chemie International Edition на английском языке . 5 (1): 126. doi : 10.1002/anie.196601261 .

[19] Э.Дж. Кори и Х. Ямамото (1970). «Модификация реакции Wittig, чтобы позволить стереоспецифическому синтезу некоторых трисубстационных олефинов. Стереоспецифический синтез α-санталола». J. Am. Химический Соц 92 (1): 226–228. doi : 10.1021/ja00704a052 .

[20] И. Эрнест, AJ Main и R. Menasse (1982). «Синтез 7-цис-изомера естественного лейкотриена D ₄ ». Тетраэдр буквы . 23 (2): 167–170. doi : 10.1016/s0040-4039 (00) 86776-3 .

[21] EJ Corey, Da Clark, G. Goto, A. Marfat, C. Mioskowski, B. Samuelsson и S. Hammarstroem (1980). «Стереоспецифический общий синтез« медленного реагирующего вещества »анафилаксии, лейкотриена C-1». J. Am. Химический Соц 102 (4): 1436–1439. doi : 10.1021/ja00524a045 . {{cite journal}}: Cs1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )

[22] Георг Виттиг, Ульрих Шёллкопф (1954). «О трифенил-фосфин-метилене в качестве реагентов, образующих олефин, я». Химические отчеты . 87 (9): 1318. doi : 10.1002/cber.19540870919 .

[23] Георг Виттиг; Вернер Хааг (1955). «О трифенилфосфиновом метилене в качестве оле-плавных реагентов II». Химические отчеты . 88 (11): 1654–1666. Doi : 10.1002/cber.19550881110 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]

[ 16 ]

[ 17 ]

[ 18 ]

[ 19 ]

[ 20 ]

[ 21 ]

[ 22 ]

[ 23 ]

v Т и Алкены
Алкены	Этен ( C ₂ H ₄ ) Пропен ( C ₃ H ₆ ) Butene ( C ₄ H ₈ ) Пруды ( C ₅ H ₁₀ ) Гексен ( C ₆ H ₁₂ ) Все ( C ₇ H ₁₄ ) Octene ( C ₈ H ₁₆ ) Nonene ( C ₉ H ₁₈ ) Мертвые ( C ₁₀ H ₂₀ )
Подготовка	Дегидрогалогация из галоалкана Реакция обезвоживания от алкоголя Полугидридация от Алкина Бамфорд -Ставенс Реакция Бартон -Келлогг Реакция Синтез олефина доски Устранение Чугаев Справиться с реакцией Кори - Winter Olefin Synthesis Устранение Грико Устранение Хофманна Хорнер -Уодсворт -Эммонс Реакция Йодирование гидразона Джулия Олефинация Кауфманн Олефинация Реакция МакМерри Петерсон Олефинация Рэмберг - реакция Bäcklund Реакция Шапиро Советы по олефинации Реакция остроумия Олефиновый метатезис ЭНЕ реакция Справиться с перестройкой
Реакция	Гидрирование Галогенирование Увлажнение Электрофильное дополнение Реакция оксимеркурации Гидробория Циклопропанация Эпоксидирование Дигидроксилирование Озонолиз Гидрохалогенция Полимеризация Реакция Дильса -Альдер Процесс Wacker Дегидрирование ЭНЕ реакция Алкилирование Фриделя