Horner-Wadsworth-Emmons的反应

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在霍纳-沃兹沃思-埃蒙斯(HWE)反应是化学反应中使用的有机化学稳定的膦酸酯 负碳离子与醛(或酮),以产生主要为E- 烯烃。

Horner-Wadsworth-Emmons的反应
  • 它显示了去质子化

1958年,Leopold Horner使用膦酸盐稳定的碳阴离子发表了改良的Wittig反应。[2] [3] William S. Wadsworth和William D. Emmons进一步确定了反应。[4] [5]

与Wittig反应中使用的鏻叶立德相反,膦酸盐稳定的碳负离子更亲核但基础更少。同样,膦酸盐稳定的碳阴离子可以被烷基化。与鏻叶立德不同,二烷基磷酸盐副产物易于通过水萃取除去。

反应机制[ 编辑]

Horner-Wadsworth-Emmons反应开始于膦酸盐的去质子化,得到膦酸盐碳负离子1。将碳阴离子亲核加成到产生3a或3b的醛2(或酮)上是速率限制步骤。[12]若R 2 = H,则中间体3A和图4a和中间体3B和图4b可以彼此互换。[13]最后消除的图4a和 4b产率(E) - 烯烃5和(Z) - 烯烃6,副产物是二烷基 - 磷酸酯。

Horner-Wadsworth-Emmons反应的机制

烯烃异构体 5和6的比例取决于初始碳负离子加成的立体化学结果和中间体平衡的能力。

膦酸盐的吸电子基团(EWG)α是最终消除的必要条件。在不存在吸电子基团的情况下,最终产物是α-羟基膦酸酯3a和3b。[14]然而,这些α-hydroxyphosphonates可以转化为烯烃通过与反应二异丙基。[15]

立体选择性

Horner-Wadsworth-Emmons反应有利于(E) - 烯烃的形成。通常,中间体之间的平衡越多,(E) - 烯烃形成的选择性越高。

二取代烯烃

Thompson和Heathcock对2-(二甲基膦酰基)乙酸甲酯与各种醛的反应进行了系统研究。[16]虽然每种效应都很小,但它们具有累积效应,使得可以在不改变膦酸酯结构的情况下改变立体化学结果。他们在以下条件下发现了更大的(E) - 立体选择性:

  • 增加醛的空间体积

  • 反应温度更高(23°C,-78°C)

  • Li > Na > K盐

  • 使用溶剂DME而不是THF

在另一项研究中,发现庞大的膦酸盐和庞大的吸电子基团增强了E-烯烃的选择性。

三取代烯烃

膦酸盐和吸电子基团的空间体积在α-支化膦酸盐与脂族醛的反应中起关键作用。[17]

Horner-Wadsworth-Emmons与支链膦酸酯反应的实例
R 1R 2烯烃比
(E:Z)
甲基甲基5:95
甲基乙基10:90
乙基乙基40:60
异丙乙基90:10
异丙异丙95:5

芳香醛几乎仅产生(E) - 烯烃。在需要来自芳香醛的(Z) - 烯烃的情况下,可以使用Still-Gennari修饰(见下文)。

酮的烯化

Horner-Wadsworth-Emmons对酮的反应的立体选择性很差。

变化

基础敏感基板

由于许多底物对氢化钠不稳定,因此已经使用较温和的碱开发了几种方法。Masamune和Roush使用氯化锂和DBU开发了温和的条件。[18] Rathke 用三乙胺将其扩展到锂或镁 卤化物。[19]已发现其他几种基础有效。[20] [21] [22]

还在修改

Still和Gennari已经开发出使Z-烯烃具有优异立体选择性的条件。[23]使用具有吸电子基团的膦酸酯(三氟乙基[24])以及强离解条件(KHMDS和18-冠-6在THF中)可以实现几乎独特的Z-烯烃生产。

Horner-Wadsworth-Emmons反应的Still修改

Ando建议使用缺电子的膦酸盐可以加速消除oxaphosphetane中间体。[25]


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