La reacción de Wittig o olefinación de Wittig es una reacción química de un aldehído o cetona con un iluro de trifenilfosfonio llamado reactivo de Wittig . Las reacciones de Wittig se utilizan más comúnmente para convertir aldehídos y cetonas en alquenos. [1] [2] [3] Muy a menudo, la reacción de Wittig se usa para introducir un grupo metileno usando metilentrifenilfosforano (Ph 3 P = CH 2 ). Usando este reactivo, incluso una cetona estéricamente impedida, como el alcanfor, se puede convertir en su derivado de metileno.
Reacción de Wittig | |||||||||||
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Lleva el nombre de | Georg Wittig | ||||||||||
Tipo de reacción | Reacción de acoplamiento | ||||||||||
Reacción | |||||||||||
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Condiciones | |||||||||||
Disolventes típicos | típicamente THF o éter dietílico | ||||||||||
Identificadores | |||||||||||
Química orgánica avanzada de marzo | 16–44 (6ª ed.) | ||||||||||
Portal de química orgánica | reacción de wittig | ||||||||||
ID de ontología RSC | RXNO: 0000015 | ||||||||||
| (¿qué es esto?) (verificar)
Estereoquímica
Para la reacción con aldehídos, la geometría del doble enlace se predice fácilmente basándose en la naturaleza del iluro. Con iluros estabilizados (R 3 = alquilo) este resultado en ( Z ) -alqueno producto con moderada a alta selectividad. Con iluros estabilizados (R 3 = éster o cetona), el ( E ) -alqueno se forma con alta selectividad. La ( E ) / ( Z ) selectividad es a menudo pobre, con iluros semistabilized (R 3 = arilo). [4]
Para obtener el ( E ) -alqueno para iluros no estabilizados, se puede usar la modificación de Schlosser de la reacción de Wittig. Alternativamente, la olefinación de Julia y sus variantes también proporcionan el ( E ) -alqueno de forma selectiva. Por lo general, la reacción de Horner-Wadsworth-Emmons proporciona el ( E ) -enoato (éster α, β-insaturado), al igual que lo hace la reacción de Wittig. Para obtener el ( Z ) -enoato, se puede utilizar la modificación de Still-Gennari de la reacción de Horner-Wadsworth-Emmons.
Mecanismo de reacción
Los estudios mecanicistas se han centrado en iluros no estabilizados, porque los intermedios pueden ser seguidos por espectroscopia de RMN . La existencia e interconversión de la betaína ( 3a y 3b ) es objeto de investigación en curso. [5] Para las reacciones de Wittig sin litio, los estudios apoyan una formación concertada del oxafosfetano sin la intervención de una betaína. En particular, los iluros de fosfonio 1 reaccionan con los compuestos de carbonilo 2 mediante una cicloadición [2 + 2] que a veces se describe con topología [ π 2 s + π 2 a ] para formar directamente los oxafosfetanos 4a y 4b . En condiciones libres de litio, la estereoquímica del producto 5 se debe a la adición cinéticamente controlada del iluro 1 al carbonilo 2 . Cuando hay litio presente, puede haber un equilibrio de los intermedios, posiblemente a través de las especies de betaína 3a y 3b . [6] [7] [8] Bruce E. Maryanoff y AB Reitz identificaron el problema sobre el equilibrio de los intermedios Wittig y denominaron el proceso "deriva estereoquímica". Durante muchos años, se asumió que la estereoquímica de la reacción de Wittig, en términos de formación de enlaces carbono-carbono, se correspondía directamente con la estereoquímica Z / E de los productos de alqueno. Sin embargo, ciertos reactivos no siguen este patrón simple. Las sales de litio también pueden ejercer un efecto profundo sobre el resultado estereoquímico. [9]
Los mecanismos difieren para los aldehídos alifáticos y aromáticos y para los iluros de fosfonio aromáticos y alifáticos . La evidencia sugiere que la reacción de Wittig de aldehídos no ramificados en condiciones libres de sal de litio no se equilibra y, por lo tanto, están bajo el control de la reacción cinética . [10] [11] E. Vedejs ha propuesto una teoría para explicar la estereoselectividad de las reacciones de Wittig estabilizadas y no estabilizadas. [12]
Hay pruebas contundentes que indican que en condiciones libres de Li, las reacciones de Wittig que implican reactivos de Wittig no estabilizados (R 1 = alquilo, H), semiestabilizados (R 1 = arilo) y estabilizados (R 1 = EWG) proceden todos a través de un [2 + 2] / retro- [2 + 2] mecanismo bajo control cinético, con oxafosfetano como el único intermedio. [13]
Alcance y limitaciones
Tolerancia de grupo funcional
Los reactivos de Wittig generalmente toleran compuestos de carbonilo que contienen varios tipos de grupos funcionales como OH , OR , nitro aromático , epóxido y grupos éster . Incluso pueden estar presentes C = O y grupos nitrilo si se conjugan con el iluro; estos son los iluros estabilizados mencionados anteriormente. También se han elaborado y utilizado con éxito bis-iluros (que contienen dos enlaces P = C). [14] Puede haber un problema con las cetonas estéricamente impedidas , donde la reacción puede ser lenta y dar bajos rendimientos, particularmente con iluros estabilizados, y en tales casos se prefiere la reacción de Horner-Wadsworth-Emmons (HWE) (usando ésteres de fosfonato) . Otra limitación informada es la naturaleza a menudo lábil de los aldehídos , que pueden oxidarse, polimerizarse o descomponerse. En el llamado proceso de oxidación en tándem-Wittig, el aldehído se forma in situ por oxidación del alcohol correspondiente. [15]
=== Stereochemist a la estereoquímica del producto. Con iluros simples, el producto suele ser principalmente el isómero Z , aunque a menudo también se forma una cantidad menor del isómero E; esto es particularmente cierto cuando se utilizan cetonas. Si la reacción se realiza en dimetilformamida en presencia de yoduro de litio o yoduro de sodio , el producto es casi exclusivamente el isómero Z. [16] Si el isómero E es el producto deseado, se puede utilizar la modificación de Schlosser. Con iluros estabilizados, el producto es principalmente el isómero E, y este mismo isómero también es habitual en la reacción de HWE.
Modificación de Schlosser
La principal limitación de la reacción de Wittig tradicional es que la reacción procede principalmente a través de la eritro betaína intermedio, que conduce a la Z-alqueno. La eritrobetaína se puede convertir en treobetaína usando fenil-litio a baja temperatura. [17] Esta modificación produce el E-alqueno.
Los alcoholes alílicos se pueden preparar mediante la reacción del iluro de betaína con un segundo aldehído. [18] Por ejemplo:
Ejemplo
Un ejemplo de su uso es en la síntesis del éster metílico del leucotrieno A. [19] [20] El primer paso utiliza un iluro estabilizado, donde el grupo carbonilo se conjuga con el iluro evitando la autocondensación, aunque inesperadamente esto da principalmente el producto cis . La segunda reacción de Wittig utiliza un reactivo de Wittig no estabilizado y, como era de esperar, da principalmente el producto cis .
Historia
La reacción de Wittig fue informada en 1954 por Georg Wittig y su compañero de trabajo Ulrich Schöllkopf . En parte por esta contribución, Wittig recibió el Premio Nobel de Química en 1979. [21] [22]
Ver también
- Reactivo de Corey-Chaykovsky
- Reacción de Horner-Wadsworth-Emmons
- Olefinación de Julia
- Olefinación de Peterson
- Reactivo de Tebbe
- Química organofosforada
- Reacción de homologación
- Olefinación de Kauffmann
- Metilenación de titanio-zinc
Referencias
- ^ Maercker, A. Org. Reaccionar. 1965 , 14 , 270–490.
- ^ W. Carruthers, Algunos métodos modernos de síntesis orgánica , Cambridge University Press, Cambridge, Reino Unido, 1971, 81–90. ( ISBN 0-521-31117-9 )
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enlaces externos
- Reacción de Wittig en Organic Syntheses , Coll. Vol. 10, pág. 703 (2004); Vol. 75, pág. 153 (1998). ( Artículo )
- Reacción de Wittig en Organic Syntheses , Coll. Vol. 5, pág. 361 (1973); Vol. 45, pág. 33 (1965). ( Artículo )