Органическая химия

Взгляд из лаборатории

FONT_SIZE

SCREEN

Cpanel

Статьи

Фильтрование - механическая операция отделения твердого вещества от жидкого при помощи... Читать далее...

Видеоуроки

Видеоурок, посвященный основам Интерпретации ИК и масс-спектров. Смотреть...

Реакция Хорнера-Вадсворта-Эммонса (Horner-Wadsworth-Emmons Reaction)

Метод получения алкенов путем олефинирования альдегидов/кетонов фосфиноксидами (Хорнер[1]) или фосфонатами (Вадсворт и Эммонс[2]).

В отличие от классической реакции Виттига имеет ряд преимуществ и особенностей:

  1. Фосфонаты являются более сильными нуклеофилами, чем илиды фосфора. Т.о. в реакцию вступают даже стерически затрудненные кетоны, которые были не активны в реакции Виттига. В то же время основные свойства фосфонатов значительно слабее, что позволяет депротонировать их в более мягких условиях (NaOH, DBU, t-BuOK, LDA и т.п.), что расширяет круг толерантных функциональных групп.
  2. Побочный диалкилфосфат растворим в воде (ср. трифенилфосфин), что позволяет легко отделять его от продукта реакции.
  3. Наличие R2 = электроноакцепторная группа необходимо для формирования алкена, при ее отсутствии продуктом реакции является α-гидроксифосфонат.
  4. Высокая E-селективность процесса олефинирования, при R2 = электроноакцепторная группа (сложный эфир, нитрил, и т.п.) (см. механизм).
  5. Z-Селективность может быть достигнута путем варьирования заместителей в фосфонате (см. Вариант Стилла-Геннари).
  6. В отличие от реакции Виттига (см. модификацию Шлоссера), литий не влияет на селективность процесса.
  7. Фосфиноксиды и фосфонаты могут быть легко получены по реакции Михаэлиса-Арбузова.

Механизм

На первой стадии диалкилфосфонат 1 депротонируется в присутствии основания, приводя к я карбаниону 2, дополнительно стабилизированному образованием хелатного шестичленного комплекса с металлом.

Последующие стадии процесса до разложения фосфетанов являются обратимыми, что определяет селективность реакции.

Нуклеофильное присоединение 2 к альдегиду 3 приводит к образованию интермедиатов 4a и 4b, причем образование первого происходит с большей скоростью, чем второго из-за стерического фактора. Однако, на следующей стадии - формирование циклического интермедиата или 5b (скорость лимитирующая стадия) - образование фосфетана 5b происходит быстрее, чем фосфетана 5a, что сдвигает общее равновесие в сторону образования конечного алкена, имеющего E-конфигурацию при двойной связи.

Стерический фактор играет основную роль в данной реакции. Как и следовало ожидать, использование объемных заместителей в фосфонате (R1, R2 = изопропил), ведет к лучшей E-селективности.

Литература

  1. L. Horner, H. M. R. Hoffmann, H. G. Wippel. Phosphororganische Verbindungen, XII. Phosphinoxyde als Olefinierungsreagenzien. Ber. 1958, 91, 61–63. DOI.
  2. W. S. Wadsworth, W. D. Emmons. The Utility of Phosphonate Carbanions in Olefin Synthesis. J. Am. Chem. Soc. 1961, 83, 17331738. DOI.
  3. E. J. Corey, G. T. Kwiatkowski. The Synthesis of Olefins from O,O'-Dialkyl β-Lithioalkylphosphonothioate Esters. J. Am. Chem. Soc. 1966, 88, 5654–5656. DOI.
  4. Методика реакции Реакция Хорнера-Вадсворта-Эммонса на сайте Organic Syntheses.