1958年,L. Horner利用烷基二苯基氧膦的負離子和醛酮反應成功制備了烯烴。這一對Wittig反應的改進反應被稱為Horner-Wittig反應(或Horner反應)。但這一改進被廣泛應用于有機合成,卻是在六十年代早期,因為此時W.S. Wadsworth和W.D. Emmons成功利用了磷酸酯(R1=O-alkyl)制備烯烴。在他們的研究中指出了磷酸酯比原來的三苯基膦葉立德有更多的優(yōu)點。利用穩(wěn)定的磷酸酯的碳負離子(多數(shù)情況下R1=O-alkyl and R2=CO2-alkyl)和醛酮立體選擇性地制備烯烴的反應被稱為Horner-Wadsworth-Emmons 成烯反應 (或HWE反應)。產(chǎn)物主要為E-型烯烴。
HWE反應和傳統(tǒng)的Wittig反應有如下優(yōu)點:1)磷酸酯比原來的鏻鹽更容易制備,并且更加經(jīng)濟;2)磷酸酯負離子比原來的磷葉立德親核性更強,因此它幾乎可以和所有的醛酮在溫和的條件下進行反應;3)位阻較大的酮在Wittig反應中是不反應的,但在此反應中可以進行;4)磷酸酯的α-碳負離子在成烯反應之前可以進一步修飾(和一些親電試劑反應,如烷基,鹵化物等),而葉立德一般是不可以的進行的;5)副產(chǎn)物磷酸二烷基酯是水溶性的,因此可以很容易的從烯烴產(chǎn)物中分離,而非水溶性的三苯氧膦則很難分離。
反應機理:
反應特點:1)選擇性的制備E構型的二取代烯烴比Wittig反應需要更溫和的條件(R2需要和期初的雙鍵進行共軛);2)可以增大烷基取代基(R1或R2, R=異丙基)來增加E構型的選擇性;3)立體選擇性主要和底物相關,但可以通過使用更小位阻的取代基(如R1,R2=甲基)或使用強的游離堿(如KOt-Bu)使之主要生成Z構型的烯烴。
有幾種HWE反應的改進反應:1)Still-Gennari改進中R1=OCH2CF3,主要得到Z構型的烯烴;2)對于堿敏感的底物,使用金屬鹽(LiCl or NaI)和弱胺堿(如DBU)可以有效的避免消除反應;3)不對稱的HWE成烯反應;4)Corey-Kwiatkowsk改進,其使用磷酸二酰胺立體選擇性地制備(Z)-烯烴,(Me2N)2P(O)CH2R, R=aryl。
反應實例:
編譯自Strategic Applications of Named Reactions in OrganicSynthesis, László Kürti and Barbara Czakó, Horner-Wadsworth-Emmonsolefination,page 212-213.
Horner–Wadsworth–Emmons反應(霍納爾-沃茲沃思-埃蒙斯反應)
HWE反應,即Horner–Wadsworth–Emmons反應(霍納爾-沃茲沃思-埃蒙斯反應),是一個制取烯烴的反應,是Wittig反應的改進。反應用穩(wěn)定的膦酸酯碳負離子,代替磷葉立德,與醛、酮反應生成烯烴。產(chǎn)物主要為E-型烯烴。
本反應的反應機理和Wittig reaction 的反應機理相似。底物可以從亞磷酸和α-鹵代酯之間作Michaelis-Arbuzov反應而得到。除了酯以外,腈、芳基、乙烯基,硫化物,胺,醚等官能基也能使用。通常情況下、反應是E-式選擇。但像下面的反應實例,改變反應劑能使反應呈Z-式選擇性。反應副產(chǎn)物的磷化合物能溶于水、可在分液等操作時除去。這點比Wittig reaction的副產(chǎn)物更好分離除去。
基本文獻
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反應機理
反應實例
把膦酸酯變成(CF3CH2O)2P(O)-基能使反應呈Z選擇性(Still-Gennari法)。[2]
同樣原理,使用(ArO)2P(O)-基也能使反應呈Z選擇(安藤法)。[2]
使用LiCl作添加劑時,能在DBU或Hünig Base弱堿性條件下進行反應。使用對強堿NaH或LDA不穩(wěn)定的化合物時,該反應非常有效 (Roush-正宗法)[3]。Li作為路易斯酸,使活性質(zhì)子的酸性度增加,提高反應性。
參考文獻
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轉(zhuǎn)自“化學空間”
Horner– Wadsworth–Emmons反應Masamune–Roush改進法
本反應適用于對堿不穩(wěn)定的醛和膦酸酯進行 Horner–Wadsworth–Emmons反應制備烯烴。膦酸酯必須是α-酮基或α-烷氧羰基膦酸酯。產(chǎn)物主要為Z-型烯烴。
反應機理
最后生成熱力學穩(wěn)定的P=O鍵是反應進行的驅(qū)動力。
反應實例
參考文獻
1. Blanchette, M. A.; Choy, W.; Davis, J. T.; Essenfeld, A. P.; Masamune, S.; Roush, W.R.; Sakai, T. Tetrahedron Lett. 1984, 25, 2183–2186.
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編譯自:Name Reactions (A Collection of Detailed Reaction Mechanisms), Jie Jack Li, Masamune–Roush conditions for the Horner–Emmons reaction,page 382-383.