La reacción de Horner-Wadsworth-Emmons (HWE) es una reacción química utilizada en química orgánica de carbaniones de fosfonato estabilizados con aldehídos (o cetonas ) para producir predominantemente E- alquenos . [1]
Reacción de Horner-Wadsworth-Emmons | |
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Lleva el nombre de | Leopold Horner William S. Wadsworth William D. Emmons |
Tipo de reacción | Reacción de acoplamiento |
Identificadores | |
Portal de química orgánica | reacción de Wittig Horner |
ID de ontología RSC | RXNO: 0000056 |
En 1958, Leopold Horner publicó una reacción de Wittig modificada utilizando carbaniones estabilizados con fosfonato. [2] [3] William S. Wadsworth y William D. Emmons definieron con más detalle la reacción. [4] [5]
En contraste con los iluros de fosfonio usados en la reacción de Wittig , los carbaniones estabilizados con fosfonato son más nucleófilos pero menos básicos. Asimismo, los carbaniones estabilizados con fosfonato pueden alquilarse. A diferencia de los iluros de fosfonio, el subproducto de la sal de dialquilfosfato se elimina fácilmente mediante extracción acuosa .
Se han publicado varias revisiones. [6] [7] [8] [9] [10] [11]
Mecanismo de reacción
La reacción de Horner-Wadsworth-Emmons comienza con la desprotonación del fosfonato para dar el fosfonato carbanión 1 . La adición nucleófila del carbanión sobre el aldehído 2 (o cetona) que produce 3a o 3b es el paso limitante de la velocidad . [12] Si R 2 = H, entonces los intermedios 3a y 4a y los intermedios 3b y 4b pueden interconvertirse entre sí. [13] El final de eliminación de oxaphosphetanes 4a y 4b rendimiento ( E ) -alqueno 5 y ( Z ) -alqueno 6 , con el subproducto ser un dialquil fosfato .
La proporción de isómeros de alqueno 5 y 6 depende del resultado estereoquímico de la adición inicial del carbanión y de la capacidad de los intermedios para equilibrarse .
El grupo atractor de electrones (EWG) alfa del fosfonato es necesario para que se produzca la eliminación final. En ausencia de un grupo captador de electrones, el producto final es el α-hidroxifosfonato 3a y 3b . [14] Sin embargo, estos α-hidroxifosfonatos se pueden transformar en alquenos por reacción con diisopropilcarbodiimida . [15]
Estereoselectividad
La reacción de Horner-Wadsworth-Emmons favorece la formación de ( E ) -alquenos. En general, cuanto mayor es el equilibrio entre los intermedios, mayor es la selectividad para la formación de ( E ) -alqueno.
Alquenos disustituidos
Thompson y Heathcock han realizado un estudio sistemático de la reacción del 2- (dimetilfosfono) acetato de metilo con varios aldehídos. [16] Si bien cada efecto fue pequeño, tuvieron un efecto acumulativo que hizo posible modificar el resultado estereoquímico sin modificar la estructura del fosfonato. Encontraron una mayor estereoselectividad ( E ) con las siguientes condiciones:
- Aumento del volumen estérico del aldehído.
- Temperaturas de reacción más altas (23 ° C por encima de -78 ° C)
- Sales de Li > Na > K
- Usando el solvente DME sobre THF
En un estudio separado, se encontró que el fosfonato voluminoso y los grupos captores de electrones voluminosos mejoran la selectividad del E-alqueno.
Alquenos trisustituidos
El volumen estérico del fosfonato y de los grupos aceptores de electrones juega un papel crítico en la reacción de los fosfonatos α-ramificados con aldehídos alifáticos. [17]
R 1 | R 2 | Proporción de alquenos (E: Z) |
---|---|---|
Metilo | Metilo | 5:95 |
Metilo | Etilo | 10:90 |
Etilo | Etilo | 40: 60 |
Isopropilo | Etilo | 90: 10 |
Isopropilo | Isopropilo | 95: 5 |
Los aldehídos aromáticos producen casi exclusivamente ( E ) -alquenos. En caso de que se necesiten ( Z ) -alquenos de aldehídos aromáticos, se puede utilizar la modificación Still-Gennari (ver más abajo).
Olefinación de cetonas
La estereoselectividad de la reacción de Horner-Wadsworth-Emmons de las cetonas es de pobre a modesta.
Variaciones
Sustratos sensibles a la base
Dado que muchos sustratos no son estables al hidruro de sodio , se han desarrollado varios procedimientos utilizando bases más suaves. Masamune y Roush han desarrollado condiciones suaves utilizando cloruro de litio y DBU . [18] Rathke extendió esto a los haluros de litio o magnesio con trietilamina . [19] Se ha encontrado que otras bases son efectivas. [20] [21] [22]
Todavía modificación
W. Clark Still y C. Gennari han desarrollado condiciones que dan Z- alquenos con excelente estereoselectividad. [23] [24] Usando fosfonatos con grupos aceptores de electrones (trifluoroetilo [25] ) junto con condiciones de fuerte disociación ( KHMDS y 18-corona-6 en THF ) se puede lograr una producción casi exclusiva de Z-alqueno.
Ando ha sugerido que el uso de fosfonatos deficientes en electrones acelera la eliminación de los intermediarios de oxafosfetano. [26]
Ver también
- Reacción de Wittig
- Reacción de Michaelis-Arbuzov
- Reacción de Michaelis-Becker
- Reacción de Peterson
- Olefinación de Tebbe
Referencias
- ^ Wadsworth, W. Org. Reaccionar. 1977, 25 , 73. doi : 10.1002 / 0471264180.or025.02
- ^ Leopold Horner ; Hoffmann, HMR; Wippel, HG Ber. 1958, 91 , 61–63.
- ^ Horner, L .; Hoffmann, HMR; Wippel, HG; Klahre, G. Ber. 1959, 92 , 2499-2505.
- ↑ Wadsworth, WS, Jr .; Emmons, WD J. Am. Chem. Soc. 1961, 83 , 1733. ( doi : 10.1021 / ja01468a042 )
- ↑ Wadsworth, WS, Jr .; Emmons, WD Organic Syntheses , Coll. Vol. 5, pág. 547 (1973); Vol. 45, pág. 44 (1965). ( Artículo )
- ^ Wadsworth, WS, Jr. Org. Reaccionar. 1977, 25 , 73-253. (Revisar)
- ↑ Boutagy, J .; Thomas, R. Chem. Rev. 1974, 74 , 87–99. (Revisión, doi : 10.1021 / cr60287a005 )
- ^ Kelly, SE Compr. Org. Synth. 1991, 1 , 729–817. (Revisar)
- ^ SE Maryanoff ; Reitz, AB Chem. Rev. 1989, 89 , 863–927. (Revisión, doi : 10.1021 / cr00094a007 )
- ↑ Bisceglia, JA, Orelli, LR Curr. Org. Chem. 2012, 16 , 2206–2230 (Revisión)
- ↑ Bisceglia, JA, Orelli, LR Curr. Org. Chem. 2015, 19 , 744–775 (Revisión)
- ^ Larsen, RO; Aksnes, G. Phosphorus Sulphur 1983, 15 , 218-219.
- ↑ Lefèbvre, G .; Seyden-Penne, J. J. Chem Soc., Chem. Comun. 1970, 1308-09.
- ^ Corey, EJ ; Kwiatkowski, GT J. Am. Chem. Soc. 1966, 88 , 5654–56. ( doi : 10.1021 / ja00975a057 )
- ^ Reichwein, JF; Pagenkopf, BL J. Am. Chem. Soc. 2003, 125 , 1821–24. ( doi : 10.1021 / ja027658s )
- ^ Thompson, SK; Heathcock, CH J. Org. Chem. 1990, 55 , 3386–88. ( doi : 10.1021 / jo00297a076 )
- ^ Nagaoka, H .; Kishi, Y. Tetrahedron 1981, 37 , 3873–3888.
- ^ Blanchette, MA; Choy, W .; Davis, JT; Essenfeld, AP; Masamune, S .; Roush, WR; Sakai, T. Tetrahedron Letters 1984, 25 , 2183-2186.
- ^ Rathke, MW; Nowak, M. J. Org. Chem. 1985, 50 , 2624–2626. ( doi : 10.1021 / jo00215a004 )
- ^ Paterson, I .; Yeung, K.-S .; Smaill, JB Synlett 1993, 774.
- ^ Simoni, D .; Rossi, M .; Rondanin, R .; Mazzali, A .; Baruchello, R .; Malagutti, C .; Roberti, M .; Invidiata, FP Org. Letters 2000, 2 , 3765–3768.
- ^ Blasdel, LK; Myers, AG Org. Letters 2005, 7 , 4281–4283.
- ^ Aún así, WC; Gennari, C. Tetrahedron Letters 1983, 24 , 4405–4408.
- ^ Janicki, Ignacy; Kiełbasiński, Piotr (2020). "Olefinación de Still-Gennari y sus aplicaciones en síntesis orgánica" . Síntesis y catálisis avanzada . 362 (13): 2552-2596. doi : 10.1002 / adsc.201901591 . ISSN 1615-4169 .
- ^ Patois, C .; Savignac, P .; Acerca de-Jaudet, E .; Collignon, N. Organic Syntheses , Coll. Vol. 9, pág. 88 (1998); Vol. 73, pág. 152 (1996). ( Artículo )
- ^ Ando, K. J. Org. Chem. 1997, 62 , 1934-1939. ( doi : 10.1021 / jo970057c )