Реакция Хорнера – Уодсворта – Эммонса - Horner–Wadsworth–Emmons reaction

Реакция Хорнера – Уодсворта – Эммонса
Названный в честь Леопольд Хорнер
Уильям С. Уодсворт
Уильям Д. Эммонс
Тип реакции Реакция сцепления
Идентификаторы
Портал органической химии Виттиг-Хорнер-реакция
ID онтологии RSC RXNO: 0000056

Реакция Хорнера-Уодсворта-Эммонса (HWE) - это химическая реакция, используемая в органической химии стабилизированных карбанионов фосфонатов с альдегидами (или кетонами ) для получения преимущественно E- алкенов .

Реакция Хорнера – Уодсворта – Эммонса
Показано депротонирование основанием (B-) с образованием карбаниона фосфоната.

В 1958 году Леопольд Хорнер опубликовал модифицированную реакцию Виттига с использованием карбанионов, стабилизированных фосфонатом. Уильям С. Уодсворт и Уильям Д. Эммонс дали дальнейшее определение реакции.

В отличие от фосфониевых илидов, используемых в реакции Виттига , карбанионы, стабилизированные фосфонатом, являются более нуклеофильными, но менее основными. Аналогичным образом можно алкилировать карбанионы, стабилизированные фосфонатом. В отличие от илидов фосфония, побочный продукт диалкилфосфатной соли легко удаляется водной экстракцией .

Опубликовано несколько обзоров.

Механизм реакции

Реакция Хорнера-Уодсворта-Эммонса начинается с депротонирования фосфоната с образованием фосфонат- карбаниона 1 . Нуклеофильное добавление карбаниона к альдегиду 2 (или кетону) с образованием 3a или 3b является стадией, ограничивающей скорость . Если R 2 = H, тогда промежуточные соединения 3a и 4a и промежуточные соединения 3b и 4b могут взаимно превращаться друг с другом. Окончательное устранение из oxaphosphetanes 4а и 4b выхода ( Е ) -алкен 5 и ( Z ) -алкен 6 , с побочным продуктом будучи диалкил- фосфатом .

Механизм реакции Хорнера-Уодсворта-Эммонса

Соотношение изомеров алкена 5 и 6 зависит от стереохимического результата первоначального добавления карбаниона и от способности промежуточных соединений уравновешиваться .

Электроноакцепторная группа (EWG) , альфа - к фосфонату необходим для окончательной ликвидации произойти. В отсутствие электроноакцепторной группы конечным продуктом является α-гидроксифосфонат 3a и 3b . Однако эти α-гидроксифосфонаты можно превратить в алкены реакцией с диизопропилкарбодиимидом .

Стереоселективность

Реакция Хорнера – Уодсворта – Эммонса способствует образованию ( E ) -алкенов. Как правило, чем больше уравновешивание промежуточных соединений, тем выше селективность образования ( E ) -алкена.

Двузамещенные алкены

Томпсон и Хиткок провели систематическое изучение реакции метил 2- (диметилфосфоно) ацетата с различными альдегидами. Хотя каждый эффект был небольшим, они имели кумулятивный эффект, позволяющий изменять стереохимический результат без изменения структуры фосфоната. Они обнаружили большую ( E ) -стереоселективность при следующих условиях:

  • Увеличение стерического объема альдегида
  • Более высокие температуры реакции (23 ° C выше −78 ° C)
  • Li > Na > K соли
  • Использование растворителя DME над THF

В отдельном исследовании было обнаружено, что объемные фосфонатные и объемные электроноакцепторные группы повышают селективность по Е-алкену.

Тризамещенные алкены

Пространственная масса фосфонатных и электроноакцепторных групп играет решающую роль в реакции α-разветвленных фосфонатов с алифатическими альдегидами.

Пример реакции Хорнера – Уодсворта – Эммонса с разветвленными фосфонатами.
R 1 R 2 Соотношение алкенов
(E: Z)
Метил Метил 5: 95
Метил Этил 10: 90
Этил Этил 40: 60
Изопропил Этил 90: 10
Изопропил Изопропил 95: 5

Ароматические альдегиды производят почти исключительно ( E ) -алкены. В случае необходимости ( Z ) -алкенов из ароматических альдегидов можно использовать модификацию Стилла – Дженнари (см. Ниже).

Олефинирование кетонов

Стереоселективность реакции Хорнера – Уодсворта – Эммонса для кетонов от плохой до умеренной.

Вариации

Базовые чувствительные основы

Поскольку многие субстраты нестабильны по отношению к гидриду натрия , было разработано несколько процедур с использованием более мягких оснований. Масамунэ и Руш разработали мягкие условия с использованием хлорида лития и DBU . Ратке распространил это на галогениды лития или магния с триэтиламином . Некоторые другие базы оказались эффективными.

Еще модификация

W. Clark Still и C. Gennari разработали условия, которые дают Z- алкены с превосходной стереоселективностью. Использование фосфонатов с электроноакцепторными группами (трифторэтил) вместе с условиями сильной диссоциации ( KHMDS и 18-краун-6 в ТГФ ) может быть достигнуто почти исключительно для получения Z-алкена.

Модификация Стилла реакции Хорнера – Уодсворта – Эммонса.

Андо предположил, что использование электронодефицитных фосфонатов ускоряет удаление промежуточных продуктов оксафосфетана.

Смотрите также

Ссылки