维蒂希反应(Wittig反应).docx

维蒂希反应（Wittig反应）是醛或酮与三苯基磷叶立德（维蒂希试剂）作用生成烯烃和三苯基氧膦的一类有机化学反应，以发明人德国化学家格奥尔格维蒂希的姓氏命名。12格奥尔格维蒂希在1954年发明该反应，并因此获得1979年诺贝尔化学奖。345 维蒂希反应在烯烃合成中有十分重要的地位。维蒂希反应的反应物一般是醛/酮和单取代的磷叶立德。使用活泼叶立德时所得产物一般都是Z型的，或Z/E异构体比例相当；而使用比较稳定的叶立德或加入Schlosser改进时，产物则以E型为主。反应机理经典机理维蒂希反应的经典机理为：磷叶立德1中的电负性碳进攻与醛酮羰基2中的碳原子，发生亲核加成。由于位阻原因，主要生成Ph3P+-和-O处于反式的产物3。3C-C键旋转得到偶极中间体4。4在-78C时比较稳定。然后生成含氧四元环过渡态5。5发生消除得到顺式烯烃7和三苯基氧膦6。对于活泼的维蒂希试剂而言，与醛和酮反应时第一步的速率都较快，但第三步成环反应速率较慢，是速控步。但对于稳定的叶立德而言，R1基团可以稳定碳上的负电荷，第一步是速控步。因此总体的成烯反应速率减小，而且生成的烯烃中E型比例较大。这也是不活泼的维蒂希试剂与有位阻的酮反应很慢的缘故。编辑 近期研究最近的研究表明，以上的机理并不能解释所有的实验数据。目前主要用核磁共振谱来研究活泼维蒂希试剂的反应中间体。但是对于偶极中间体（3a和3b）是否存在及它们之间的相互转换，现在仍有争议。6 有证据显示磷叶立德1可以与羰基化合物2发生s/a 2+2环加成反应，直接生成含氧的四元环4a和4b，并且产物5的立体化学与叶立德1和2羰基的加成以及4a和4b中间体之间的平衡有关。789布鲁斯玛丽安诺夫（Bruce Maryanoff）和Reitz研究了它们之间的平衡，将其称为“立体化学移动”（Stereochemical drift）。多年以来，维蒂希反应的立体选择性一直被认为与产物烯烃的Z/E标记有关，然而有一些反应物却不遵守这样简单的规律。而且锂盐对反应的立体化学似乎也有复杂的影响。10脂肪醛和芳香醛，以及脂肪族和芳香族的鏻盐在发生维蒂希反应时也有显著的不同。Vedejs等人已经表明直链醛在无锂盐存在时没有可逆反应，整个反应是动力学控制的。1112 Vedejs也因此提出一套理论来解释活泼和稳定维蒂希反应之间的差别。13维蒂希试剂简单维蒂希试剂的制备维蒂希试剂（Wittig）通常以四级鏻盐在强碱作用下失去一分子卤化氢制备，而鏻盐则可由三苯基膦和卤代烃反应得到。前者制备反应通常在乙醚或四氢呋喃中进行，强碱选用苯基锂或正丁基锂。Ph3P+CH2R X + C4H9Li Ph3P=CHR + LiX + C4H10最简单的维蒂希试剂是亚甲基三苯基膦（Ph3P+CH2），是一个橙黄色固体，对空气和水都不稳定，可通过三苯基膦和溴甲烷生成的溴化三苯基甲基鏻 Ph3P+-CH3Br 在干燥乙醚和氮气流下用苯基锂处理失溴化氢制得：14Ph3P + CH3Br Ph3P+-CH3Br -(干燥乙醚,PhLi) Ph3P+-CH2它也是另一种合成维蒂希试剂方法的原料。合成时一般不将它分离出来，而直接进行下一步的反应。至于取代叶立德，可先用卤代烃RCH2X烷基化Ph3P=CH2，得到一个取代的鏻盐：Ph3P=CH2 + R-CH2-X Ph3P+CH2 CH2R X再用C4H9Li脱去质子，生成Ph3P=CHCH2R。编辑 稳定的维蒂希试剂比较稳定的维蒂希试剂通常含有能够稳定类似碳负离子的碳上的负电荷的基团，例如在碳上含有羰基的Ph3P=CHCOOR、Ph3P=CHPh。它们比简单的叶立德要稳定，且一般不与酮反应。对于不活泼叶立德和酮的反应可以参见Horner-Wadsworth-Emmons反应。稳定的叶立德可通过用较弱的碱来处理鏻盐制备，比如醇盐，有时也可用氢氧化钠和碳酸钠。它们在维蒂希反应中通常生成E型为主的产物，即含羰基基团与碳原子上较大的基团处于异侧。结构维蒂希试剂的结构可通过叶立德式，或更常见的含P=C双键的Phosphorane式来描述：但是该共振式中磷超过了八隅律的要求。这个超价性质尚不能用经典理论解释。此外其共振倾向也不如烯烃和亚胺中p-p轨道交盖的键强烈，意味着叶立德式对杂化体的贡献较大，碳原子具有亲核性。霍夫曼消除反应霍夫曼消除反应（Hofmann消去反应、Hofmann消除反应），也称彻底甲基化反应，是胺与过量碘甲烷、氧化银和水共热时（100-200C），生成三级胺和烯烃的反应。反应中间产物是四级铵碱。如果以四甲基铵盐作原料，产物是三甲胺和甲醇。虽不严格符合Hofmann反应的定义，但也属于Hofmann反应的范畴。不对称胺反应时，反应由动力学控制，较少烷基取代的-碳上的氢由于酸性较强，位阻较小，因此优先被消除，产物主要是不稳定的取代较少的烯烃。这个规则与查依采夫规则相反，称为霍夫曼规则（Hofmann规则）。-碳上连有苯基、乙烯基、羰基等取代基时，由于共轭和吸电子效应，未取代的-碳上氢的酸性较弱，因此反应不符合Hofmann规则。连有强吸电子基团的化合物容易按Hofmann规则发生E2消除。霍夫曼消除可用于合成用其他方法难以合成的烯烃。由于一级、二级和三级胺引入的甲基数目不一样，故也可通过引入的甲基数目，来判断反应物是哪一级的胺。反应机理麦克尔加成在立体化学上属于区域选择性反应。亲核试剂2优先进攻-的碳原子，生成一个烯醇盐中间体4，后者在后处理步骤中被质子化，生成一个新的饱和的羰基化合物。伯胺、仲胺分别与对甲苯磺酰氯作用生成相应的对甲苯磺酰胺沉淀，