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1、wittig反响介绍目录1前言(2)2Wittig试剂的制备(3)3Wittig反响机理5(4)4Wittig反响的立体选择性(6)5Wittig反响在有机合成中的应用4(8)6Wittig反响的改良(11)7总结(14)参考文献(16)Wittig反响介绍李曼琳摘要：Wittig反响是合成烯烃最为普遍的反响，该反响产率较高，条件温和，具有高度的位置选择性。本文就Wittig反响的机理、Wittig试剂的制备，反响立体选择性、反响的应用及改良作了介绍。关键词：Wittig反响，Wittig-Horner反响，氮杂Wittig反响，机理，立体选择，应用1前言1953年德国科学家Wittig发现二
2、苯甲酮和亚甲基三苯基膦作用得到接近定量产率的1,1-二苯基乙烯和三苯氧磷1，这个发现引起了有机合成化学工作者的高度重视，并把它称之为Wittig反响。本反响是很重要的制备烯烃方法，Wittig也因而在1979年获得诺贝尔化学奖。在Wittig等人不断地实践中，人们认识到多种亚甲基化三苯膦都能够同多种醛、酮发生反响得到烯。近年来发现很多具有d空轨道的杂原子亦能与它相连的碳负离子发生p-n共扼而趋于稳定1，这类具有新型构造的化合物被称为叶立德(Ylid)。典型的反响是有Wittig反响是有亚甲基化三苯基膦与醛或酮的反响2：根据R的不同，可将磷叶立德分为三类：当R为强吸电子基时(如一COOCH3,-
3、CN等)，为稳定的叶立德；当R为烷基时，为活泼的叶立德；当R为烯基或芳基时，为中等活度的叶立德。制备不同活度的叶立德所用碱的强度不同，活泼的叶立德必须用强碱(如苯基锂，丁基锂)，而稳定的叶立德，由于季磷盐-H酸性较大，故用C2H5OH甚至NaOH即可。叶立德本身就是稳定的碳负离子化合物，这些碳负离子与羰基化合物的亲核加成反响，都是合成C-C键的重要方法。此外亚甲基化膦还能够同C=N-、-N=O等双键进行反响1。如：PhCH=PPh3+PhCH=N-PhPhCH=CHPh+Ph3P=NPh与一般烯类化合物的合成方法比拟，Wittig反响具有下列特点3：1.合成的双键，能处在能量不利位置(如在环外
4、)；2.反响条件一般温和，得率较好；3.能控制反响条件，合成立体专一性产物(如顺或反式)；4.改变Wittig试剂的类型，能够制备通常很难合成的烯类化合物；5.利用对,-不饱和酮或酸一般不及生1,4-加成的特性，来合成共轭多烯化合物如叶红素等。2Wittig试剂的制备2.1盐法4该方法是一种由磷盐制取磷叶立德的方法,经过膦的制备,季膦盐的制备和磷叶立德制备等3个步骤。第一步:在无水有机溶剂中制备。第二步:利用膦较强的亲核性,与卤代烃进行亲核取代反响,构成季膦盐。第三步:季膦盐在强碱作用下脱去一个氢制备磷叶立德。关于此方法几点讲明:1)反响中的叔膦(R3P)，通常是三苯基膦；2)季膦盐中与磷相连
5、的烷基至少要有一个H，因而不能用叔卤代烃来制备；3)所用碱的强弱是非常关键的，这主要取决于R来决定,假如R是吸电子基团，会使内膦盐的酸性加强,选择较弱的碱就可脱去HX，否则需强碱。常用的碱主要有:丁基锂,苯基锂，甲基亚磺酰碳负离子，氨基钠，二异丙氨基锂，碳酸钠，氢氧化钠,乙醇钠，叔丁醇钾和氢化钠等；4)磷叶立德对水等质子性溶剂非常敏感,加热也易分解。因而,制备时必须防潮,一般要在非质子溶剂如THF,DMF,DMSO及醚等中进行反响,且不能加热。2.2其他方法4三苯基膦与卡宾作用生成Wittig试剂苯炔与二苯基甲基膦作用生成Wittig试剂由活性大的膦叶立德可以合成较稳定的Wittig试剂此外，
6、上述制备方法中，由于“盐法步骤简单，条件易控制，因而为最通用的制备方法。3Wittig反响机理53.1构成“内鏻盐Betaine构造的机理中间还包括一个四元环过渡态：此机理的反响物称为内鏻盐Betaine，可被捕获而证实其存在上述两种产物都可结晶出来，测定构造。3.2假旋转理论a中R2来自磷叶立德若为吸电子能力强的基团，碳负离子稳定，存在时间长，有利于C-C旋转，则产物烯以E型为主；若R2推电子能力强，产物烯以Z型为主。3.3磷、砷叶立德对缺电子炔化物反响中的1,3-H迁移与1,3-酰基迁移历程研究发现缺电子炔化物中炔键的亲电性比羰基强。它们与亚烷基部分带个吸电子基的磷、砷叶立德极易反响。同时
7、发现叶立德的亚烷基上所带基团为酰基C6H5CO时，有时要经过1,3-酰基迁移的历程。4Wittig反响的立体选择性一般地，稳定的磷叶立德其立体选择性高，具有E型选择性，即产物烯烃中反式占优势；活泼的磷叶立德具有Z型选择性，产物烯烃中以顺式为主；中等活度的磷叶立德一般情况下选择性不好，所以产物是顺式与反式的混合烯烃。顺式氧鏻杂四元环经折叠型顺式“早过渡态生成，反式氧鏻杂四元环经平面型反式“迟过渡态生成。在四元环过渡态中，取代基之间的1,2和1,3互相作用决定哪种构型的氧鏻杂四元环占优势，进而决定产物烯烃的立体构型。在折叠型顺式异构体中，由于1,2互相作用比相应的反式异构体小，故折叠型过渡态中1,
8、3互相作用决定着产物烯烃的立体构型。而在平面型反式四元环过渡态中，由于磷原子构型趋于三角双锥，使得1,3互相作用减小，因而1,2互相作用决定着烯烃的立体选择性。稳定的叶立德Wittig反响产物反式占优，而活泼的叶立德则顺式占优。影响烯烃顺反比例的因素包括温度、溶剂、叶立德和醛或酮的类型以及添加剂离子效应等。4.1温度温度对烯烃立体选择性的影响很小，甚至没有影响。1996年，Giuseppe等人进行了溴化三苯基磷叶立德与苯甲醛、对苯甲醛、对三氟甲烷苯甲醛的Wittig反响，实验结果表明产物烯烃的顺反比例随着温度的下降而“适当下降。4.2溶剂溶剂对烯烃立体选择性的影响，化学家们的观点都比拟一致。J
9、oon等人从事了Garners醛与不稳定叶立德的Wittig反响研究，以为MeOH是获得反式烯烃的最佳溶剂。一般以为极性溶剂(如CHCl3和CH2Cl2等)比非极性溶剂(如n-C6H14,C6H6和CCl4)产物烯烃中顺式更占优势。4.3磷叶立德和醛或酮的类型含不同取代基的磷叶立德和醛或酮的Wittig反响，产物烯烃的立体选择性不同。Johson等化学家进行了R3P=CHC6H4X和YC6H4CHO(R=Ph,4-ClC6H4或C4H9;X=Y=4-OMe或4-NO2)在溶剂苯中的Wittig反响的研究，发现:磷原子上连有供电子基(如R=n-C4H9)叶立德产物反式烯烃占优;当R一定，X和Y为
10、亲核基团(如OMe)时，产物烯烃顺式占优。也有人发现中等活度的叶立德在溶剂EtOH中的Wittig反响，若增加磷原子上各取代基的空间拥挤程度，则可增加顺/反烯烃的比例。Bellucci等人报道了Ph3PCH2C6H4R+X-或Ph2ClPCH2C6H4R+X-与RC6H4CH0(X=Cl,Br,I;R或R=H,4-Me或4-CF3)在固液两相体系中，18-冠-6作为催化剂的Wittig反响，他们以为:所有的碘化三苯基磷叶立德(无论R为供电子基团还是吸电子基团)与醛反响，产物都是纯的顺式二苯乙烯，而Ph2ClPCH2C6H4R+Br-与醛反响，产物均为纯的反式二苯乙烯，不管Ph2ClPCH2C6
11、H4R+Br-中苄基上的对位取代基以及苯甲醛中苯环上的对位取代基是供电子还是吸电子基团。从这些研究结果我们能够看出：不同的磷叶立德与不同类型的醛或酮反响，其产物烯烃的顺反比例是不同的。4.4离子效应(添加剂)迄今为止，Wittig反响的离子效应仍存在较大争议，无统一认识。Bergelson的实验结果表明:在三苯基节基磷叶立德与脂肪醛的Wittig反响中，金属阳离子对产物的立体选择性没有任何影响。而House则指出:阴离子对反响的立体选择性没有影响，阳离子对产物的立体化学有一定的影响。Mcewen和Ward的实验结果表明:当反响中存在Li+时，产物烯烃顺式占优，而当存在Na+或K+时，产物反式占
12、优。肖文精等人从事了稳定叶立德和取代苯甲醛的Wittig反响研究，以为Li+,Ag+,Pb2+等阳离子能够显著降低反响的反式选择性，而用90%甲醇作为溶剂时，阳离子对反响的立体选择性影响不大。同阳离子的影响相比，阴离子对稳定磷叶立德的Wittig反响的立体选择性影响较小。Giuseppe等人报道了当Na+存在时，参加I-会增加反式烯烃，而当K+或Li+存在时，I-对立体选择性的影响很小，甚至几乎没有。Hwang等人对苄基三苯基磷叶立德与醛在固液两相体系中Wittig反响的研究表明:在水相中参加Li+对烯烃的立体选择性几乎没有影响。Joon等人的实验结果以为:在甲醇中，Li+对反响的立体选择性几
13、乎没有任何影响。因而，确定Wittig反响中阴阳离子对产物烯烃的影响是化学家们面临的一个较大挑战。5Wittig反响在有机合成中的应用45.1合成烯烃5.1.1与醛酮反响Wittig试剂在有机合成中最重要的应用是作为亲核试剂与醛酮反响生成烯烃。屡次实验证实，此反响的C=C位置相当于原来的C=O的位置，讲明该反响有高度的选择性，但是产物的立体化学往往不能判定。并且利用Wittig反响对某些困难的位置引入双键十分有效。如：5.1.2与半缩醛作用5.1.3与丙炔酸甲酯的反响5.1.4与全氟炔腈的作用常温下25oC生成1，低温下-78oC生成2。5.2合成烯烃Wittig试剂和酰卤作用经水解可以得到炔
14、烃：5.3合成共轭烯烃和累积烯烃5.3.1烷基亚甲基膦烷和,-不饱和醛酮反响，可生成共轭烯烃5.3.2炔丙基型叶立德与环己醛生成积累烯烃5.4合成烯炔炔丙基叶立德的端基引入三甲硅基，则可避免发生异构化，在与醛发生Wittig反响后，用Bu4N+F-/THF处理，将三甲硅基去掉即得以E-式为主的炔类。Wittig反响突出的好处是能在指定位置构成双键，且不发生重拍，进而能够合成在环外难于构成的双键，产率一般也很高。5.6合成不饱和酮通过选择适宜的卤代烃来制取相应的Wittig试剂，能够合成各种各样的稀缺类，同时这也是合成不饱和醛酮很有效的途径。采用-卤代醚制成Wittig试剂，然后与醛或酮反响得到烯醚类，同时这也是合成不饱和醛酮很有效的途径。5.7合成不饱和酯稳定的Wittig试剂与环状的酸酐反响，生成相应的烯醇内酯，若用活泼的磷叶立德，则继续构成环状不饱和酮。5.8合成,-不饱和酸在通常情况下，用其它方法合成,-不饱和酸时往往会出现重排现象，生成稳定的,-不饱和酸共轭体系。