维蒂希反应(Wittig反应)
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论文导读:本文主要介绍了Wittig反应的内容、反应机理以及在有机合成上的主要应用,并从Wittig-Homer反应、相转移催化Wittig反应和以水为溶剂的水相Wittig反应三方面来阐述Wittig反应的改进及其发展。
足球比分直播/关键词:Wittig反应,Wittig-Horner反应,相转移催化,水相1953年,德国科学家G.Wittig发现了亚甲基化三苯基膦与二苯酮作用,得到几乎定量的偏二苯乙烯。
这个发现引起了有机化学家的重视,并将其命名为Wittig反应[1]。
由于该反应产率较高,条件温和,具有高度的位置选择性,并且在合成最新系列的高级的不同种类的精细有机化学品,如各种昆虫信息素、绿色除菌及除草农药、乙烷类液晶、新型医药及其中间体、重要的抗生素、有机发光材料和光导体等,都得到了众多的应用,因此越来越受到化学家的重视。
目前,该反应已经成为合成烯烃最重要也最普遍的反应。
1 Wittig反应简介Wittig反应是由叶立德与羰基化合物缩合生成烯烃的反应,是有机化学中最要和最有用的反应之一。
其中R为芳基、烷基、环烷基、杂环基,但以R为苯基的研究最普遍;此外三个R也可以不相同:R1、R2、R3、R4可以是氢、烷基、烯基、炔基、芳基,以及带有各种官能团的烃基和芳基[3]。
1953年Wittig和Geissier[4]将溴化甲基三苯磷在碱(苯基锂)的作用下与二苯酮生成1,1-二苯乙烯的反应标志着Wittig反应的诞生。
Wittig反应的特点是反应产物烯的双键位置就是羰基化合物中羰基所在的部位,即使在能量不利的情况下也是如此,因而在生成物里无其它区域异构体,产物纯净。
正是由于这种不同于其它制备烯类方法(如卤烷去氢化卤,醇脱水以及醋酸酯或季铵碱的热解)的显著优点,该反应被广泛地应用于有机合成。
可以毫不夸张地说,几乎所有重要的含双键的化合物都曾用此反应合成过,尤其是某些天然产物,如不饱和脂肪酸、前列腺素、维生素以及昆虫信息素等,其中维生素A的Wittig反应合成法已应用于工业生产。
学年论文设计(论文)题目:Wittig反应介绍及研究状况学院名称:化学工程学院专业:化学工程与工艺学生姓名:张雅俊学号:*********** ***师:***2011年12月28日一、前言Wittig 反应这是极有价值的合成烯烃的一般方法。
根据中间体叶立德的稳定性可分为不稳定的叶立德的反应和稳定的叶立德的反应。
1.不稳定的叶立德的反应:当RR'CHBr 中,R和R'是氢原子或简单烷基,则烃基三苯基磷盐的α-H酸性较弱,需较强的碱(常用丁基锂或苯基锂)才能生成叶立德,刚生成的叶立德活性很高,是类似格氏试剂那样强的亲核试剂,能迅速地在温和条件下与醛或酮起反应给出加成物,反应不可逆。
加成物可自发分解给出烯烃。
2.稳定的叶立德的反应:当RR'CHBr中,R或R'是一个-M 基团(吸电子基团,如酯基),则烃基三苯基磷盐的去质子化可以在较弱的碱性条件下实现,并且产生的叶立德较稳定,可以分离,其活性相对较弱,一般需与亲电性较强的羰基反应。
本文主要介绍了Wittig反应的内容、反应机理以及在有机合成上的主要应用,并从Wittig-Homer反应、相转移催化Wittig反应和以水为溶剂的水相Wittig反应三方面来阐述Wittig反应的改进及其发展。
二、主题1953年,德国科学家G.Wittig发现了亚甲基化三苯基膦与二苯酮作用,得到几乎定量的偏二苯乙烯。
这个发现引起了有机化学家的重视,并将其命名为Wittig反应[1]。
由于该反应产率较高,条件温和,具有高度的位置选择性,并且在合成最新系列的高级的不同种类的精细有机化学品,如各种昆虫信息素、绿色除菌及除草农药、乙烷类液晶、新型医药及其中间体、重要的抗生素、有机发光材料和光导体等,都得到了众多的应用,因此越来越受到化学家的重视。
目前,该反应已经成为合成烯烃最重要也最普遍的反应。
1 Wittig反应简介Wittig反应是由叶立德与羰基化合物缩合生成烯烃的反应,是有机化学中最要和最有用的反应之一。
维蒂希反应机理贝尔曼-维蒂希反应(Bergman-Vedder reaction)是由德国化学家威尔克·贝尔曼(Wilhelm Bergman)和比利时化学家卡尔·维蒂希(Karl Vedder)於1927年发现的一种重要的有机反应,它利用烷基钠(R-Na)作为催化剂,以电子缺失的烷烃作为原料,在碳链上置换其它基团,从而合成各种有机化合物。
贝尔曼-维蒂希反应是一种经典的有机反应,它可以用来合成多种有机物,并且具有高效、简便、节约能源等优点,因此在有机合成学中非常重要。
贝尔曼-维蒂希反应的反应机理可以分为三个步骤:第一步是原料烷烃与催化剂烷基钠的反应,此反应受到极性的抑制,原料烷烃的碳原子上的电子对催化剂烷基钠造成抵抗,经过激发后形成烷烃钠(R-Na)。
第二步是烷烃钠与受体物质的反应,此反应受到极性的促进,由于催化剂烷基钠中钠原子的受体物质的电子对抗,形成烷基钠酯(R-OCOR),其中COR代表受体物质。
第三步是烷基钠酯与氢氧化钠的反应,在此反应中,由于氢氧化钠的电子对烷基钠酯的碳原子造成抗拒,烷基钠酯的钠原子会被氢氧化钠的氢原子置换,从而形成醇(R-OH)。
在贝尔曼-维蒂希反应中,催化剂烷基钠起到了关键作用,因此在反应过程中,催化剂烷基钠的电子态、极性和活性都是重要的因素。
此外,受体物质也会影响反应的进行,活性越强的受体物质反应速率越快。
另外,反应温度也会影响反应的进行,温度越高,反应速率越快。
总之,贝尔曼-维蒂希反应是一种重要的有机反应,它可以用来合成多种有机物,具有高效、简便、节约能源等优点,在有机合成学中十分重要。
催化剂烷基钠、受体物质、反应温度等因素都是影响反应的重要因素,因此在实际应用中,必须根据不同的原料、受体物质和反应条件来确定最佳反应条件,以保证反应的高效性。
Wittig反应在合成前列腺素类似物中的应用研究摘要:Wittig反应是合成烯烃非常普遍的化学反应,该反应条件温和,立体选择性较强,已被广泛用于医药中间体、抗生素、有机材料的制备和生产中。
本文介绍了Wittig反应的内容和反应机理,并简述了Wittig反应的应用和改进。
以多个前列腺素类似物为代表,研究了Wittig反应以及Wittig-Horner反应在合成前列腺素类似物中的具体运用,并通过实验,研究总结了Wittig反应条件,以及立体选择性的控制手段,为Wittig反应以及Wittig-Horner反应在合成前列腺素类似物方面提供科学的数据参考和实验优化方案。
关键词:Wittig反应、Wittig-Horner反应、前列腺素类似物、反应条件、立体选择性一、Wittig反应背景和基本反应机理Wittig反应是由叶立德与羰基化合物缩合生成烯烃的反应,该反应于1953年,由德国科学家Wittig发明,并将此类反应命名为Wittig反应。
Wittig反应在天然产物及其衍生物的合成中得到了广泛运用。
Wittig反应主要由两部分构成:磷叶立德碳负离子亲核试剂和带羰基的醛或酮。
前者对后者进行亲核加成-消除反应,从而得到烯烃,并同时增长了碳链。
图1 Wittig反应机理其反应历程主要是,磷叶立德首先对羰基化合物进行亲核加成,形成内鎓盐,进而闭环形成含氧四元环过渡态,最后含氧四元环过渡态发生顺式消除制备得到烯烃[1]。
反应中用到的羰基化合物醛或酮可以是脂肪的、脂环的或芳香的,醛或者酮中可以含有不饱和键和多种官能团,如羟基、酰胺、硝基等,这些不饱和键和官能团不会受到磷叶立德进攻的干扰,Wittig反应对底物结构的限制少,Wittig反应因此在有机合成方面得到了非常普遍的运用[2、3]。
Wittig-Horner反应,是Wittig反应的改进。
该反应用稳定的膦酸酯碳负离子,代替磷叶立德,与醛、酮反应生成烯烃。
与Wittig反应相比,Wittig-Horner反应具有亲核性更强,获得的产物立体选择性更高等特点[4、5]。
wittig反应例子
Wittig反应是一种重要的有机合成方法,可以将醛或酮和亚磷酸盐通过生成的亚硫酸盐进行偶联,从而形成烯烃化合物。
它是一种具有高度选择性和高效性的方法,广泛应用于天然产物合成、药物合成和聚合物的制备等领域。
Wittig反应的基本机理可以分为两个步骤:亚磷酸盐和碱形成亚硫酸盐,亚硫酸盐与醛或酮进行交换反应生成的亚磷酸盐在碱的存在下分解,最终生成烯烃化合物。
下面我们来看一个具体的例子来说明Wittig反应的应用。
例子:
合成芳香醛醛缩合的周反应(Wittig反应),该反应将草酮与芳醛合成烯丁酸酯。
步骤:
1. 合成草酮:将苄醇和异丙酯进行酯交换反应,得到2-苄氧基丙酮。
2. 合成烯丁酸酯:将苯甲醛和亚磷酸酯(如甲基三苯基亚磷酸酯)进行Wittig反应,生成烯丁酸苯甲酯。
这个例子中,首先通过酯交换反应合成了草酮,然后将草酮与苯甲醛进行Wittig反应,生成目标产物烯丁酸苯甲酯。
这个
反应过程中,甲基三苯基亚磷酸酯起到了亚磷酸盐的作用,碱(如碳酸钠)中和产生的亚硫酸盐,使其分解生成烯丁酸酯。
Wittig反应是一种乙烯基取代反应,它可以通过合适的配体选择实现不同立体构型的合成。
例如,选择手性的亚磷酸盐和碱可以得到手性的烯烃产物。
此外,Wittig反应也可以用于构建环状化合物,如环状烯烃和环脱水化合物的合成。
总结起来,Wittig反应是一种重要的有机合成方法,可以实现醛或酮向烯烃的转化。
通过选择不同的亚磷酸盐和碱,可以实现不同立体构型的合成。
Wittig反应在天然产物合成、药物合成和聚合物制备等领域有着广泛的应用。
魏悌锡G.Wittig1897-?德国化学家魏悌锡(G.Witting,1897-)德国化学家。
1897年9月16日生于柏林,他曾在土宾根(Tubingen)大学读书。
第一次世界大战使他辍学从军,战后他继续求学。
1923年他毕业于马尔堡(Marburg)大学,1926年获该校博士学位。
他曾在许多大学任教。
1956年被聘为海德尔堡(Heidelburg)大学教授。
由于他对磷有机化合物在有机合成方面应用的出色研究工作,获得了1979年诺贝尔奖金。
Wittig反应是指Wittig试剂与醛酮反应得到烯烃的一类重要反应。
如Wittig在1953年报告了下列反应:Wittig反应使醛、酮变成烯面目为之一新,这是获得诺贝尔奖金三个反应中有名的一个反应。
Wittig反应关键是制备Wittig试剂,那么什么是Wittig试剂,它又是怎样制备的呢?周期表的第三周期元素磷与碳结合,碳带负电荷,磷带正电荷彼此相邻,这种邻两性离子,类似于内盐结构。
如PH3PCH2,这种中性化合物叫叶立德(ylide),ylide这个字是由两个西文字中取来的。
Yl是有机基团的字尾,ide是盐的字尾,如甲基Methyl,氯化物为Chloride。
上面的化合物中有一个有机基团,有一个具有很强的类似盐的极性,所以就得到这个名字。
而叶立德如 ,也可以写成另一种形式:PH3=CH2,这种形式叫叶林(ylene),ene是烯的字尾。
因此所谓Wittig试剂可用如下的共振式表示:通过研究三甲基亚甲基磷[(CH3)P=CH2]的NMR以后倾向于认为碳为SP2杂化,磷为SP3杂化更符合偶极的ylide结构。
而ylene对结构只有较小贡献。
因此,用ylide(叶立德)表示Wittig试剂是比较准确的。
实际上进行与醛、酮的反应时也是通过ylide而发生的目录1wittig反应wittig反应Wittig 反应羰基用膦叶立德变为烯烃,称Wittig 反应(叶立德反应)。
Wittig反应介绍李曼琳中国药科大学0940120目录1 前言 (2)2 Wittig试剂的制备 (3)3 Wittig反应机理[5] (4)4 Wittig反应的立体选择性 (6)5 Wittig反应在有机合成中的应用[4] (8)6 Wittig反应的改进 (11)7 总结 (14)参考文献 (16)Wittig反应介绍李曼琳0940120摘要:Wittig反应是合成烯烃最为普遍的反应,该反应产率较高,条件温和,具有高度的位置选择性。
本文就Wittig反应的机理、Wittig试剂的制备,反应立体选择性、反应的应用及改进作了介绍。
关键词:Wittig反应,Wittig-Horner反应,氮杂Wittig反应,机理,立体选择,应用1 前言1953年德国科学家Wittig发现二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反应。
本反应是很重要的制备烯烃方法,Wittig也因此在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可以同多种醛、酮发生反应得到烯。
近年来发现许多具有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],这类具有新型结构的化合物被称为叶立德(Ylid)。
典型的反应是有Wittig反应是有亚甲基化三苯基膦与醛或酮的反应[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, -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α-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应,都是合成C-C键的重要方法。
Wittig反应介绍李曼琳中国药科大学目录1 前言 (2)2 Wittig试剂的制备 (3)3 Wittig反应机理[5] (4)4 Wittig反应的立体选择性 (6)5 Wittig反应在有机合成中的应用[4] (8)6 Wittig反应的改进 (11)7 总结 (14)参考文献 (16)Wittig反应介绍李曼琳摘要:Wittig反应是合成烯烃最为普遍的反应,该反应产率较高,条件温和,具有高度的位置选择性。
本文就Wittig反应的机理、Wittig试剂的制备,反应立体选择性、反应的应用及改进作了介绍。
关键词:Wittig反应,Wittig-Horner反应,氮杂Wittig反应,机理,立体选择,应用1 前言1953年德国科学家Wittig发现二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反应。
本反应是很重要的制备烯烃方法,Wittig也因此在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可以同多种醛、酮发生反应得到烯。
近年来发现许多具有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],这类具有新型结构的化合物被称为叶立德(Ylid)。
典型的反应是有Wittig反应是有亚甲基化三苯基膦与醛或酮的反应[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, -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α-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应,都是合成C-C键的重要方法。
反应机理
经典机理
维蒂希反应的经典机理为:
Ph
3P + CH
3
Br → Ph
3
P+-CH
3
·Br− -(干燥乙醚,PhLi)→
Ph
3P+-CH
2
−
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R−CH
2−X烷基化Ph
3
P=CH
2
,得到
一个取代的鏻盐:
不对称胺反应时,反应由动力学控制,较少烷基取代的β-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)。
β-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β-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β-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,其中伯胺生成的沉淀能溶于碱(如氢氧化钠)溶液,仲胺生成的沉淀则不溶,叔胺与对甲苯磺酰氯不反应。
此反应可用于伯仲叔胺的分离与鉴定。
一个亲电的共轭体系和一个亲核的碳负离子进行共轭加成,称为Micheal加成:
反应机理
反应实例。