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WittigReaction•材料化学陶琳2010111062（维悌希反应）介绍方面Wittig反应的发现Wittig基本反应及机理Wittig反应的发展Wittig反应的优点与缺点Wittig反应的应用Wittig反应的发现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，该反应产率较高,条件温和,具有高度的位置选择性，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，Wittig也因此在1979年获得诺贝尔化学奖。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，这类具有新型结构的化合物被称为叶立德(Ylid)。Wittig典型反应Wittig反应是很重要的制备烯烃方法，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。典型的反应是有Wittig反应是亚甲基化三苯基膦与醛或酮的反应：反应机理形成“内鏻盐”（Betaine）结构的机理“假旋转”机理Schlosser等认为Wittig反应必须首先通过形成内鏻盐，它与反应物保持着平衡关系，然后通过形成四元杂环，最后分解成不同的烯类。反应机理---形成“内鏻盐”结构的机理内鎓盐已经通过下列方式捕获到：这两种产物都能结晶出来，并测定其结构。CHRCHPhOPh3P内鏻盐＋形成复合物LiBrLiBrCHRCHPhOPh3P+HI质子化CHRHCPhOPh3PHI内鏻盐反应机理---形成“内鏻盐”结构的机理Ph3P－C=PPh3O－C(CF3)2Ph3P=C=PPh3(CF3)2C=O+以下四元环中间体，可用核磁共振来证明其存在。反应机理---形成“内鏻盐”结构的机理反应机理---“假旋转”理论叶立德与醛加成首先形成四元杂环（1），经假旋后生成（2），P-C键经断裂生成betaine（3），（3）式中的R1、R2决定该betaine存在的时间与最后产物（5）与（6）的立体化学。若(a)中R2(来自磷叶立德)吸电子力强，碳负离子稳定，存在时间长，有利于C-C旋转，则产物烯以E型为主；若R2推电力强，产物烯以Z型为主。磷叶立德制备方法---盐法该方法是一种由磷盐制取磷叶立德的方法,经过膦的制备,季膦盐的制备和磷叶立德制备等3个步骤。第一步:在无水有机溶剂中制备。第二步:利用膦较强的亲核性,与卤代烃进行亲核取代反应,形成季膦盐。第三步:季膦盐在强碱作用下脱去一个氢制备磷叶立德。R3PCHR1R2XBR3P=CR1R2鏻盐磷叶立德磷叶立德分类根据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；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。当产物有主体异构存在时，E-异构体通常占优。当R为烷基时，为活泼的叶立德。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。当R为烯基或芳基时，为中等活度的叶立德。产物如有立体异构，则一般得到E和Z的混合物。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。盐法注意事项关于此方法几点说明:1)季膦盐中与磷相连的烷基至少要有一个H，因此不能用叔卤代烃来制备；2)所用碱的强弱是非常关键的，这主要取决于R'来决定,如果R'是吸电子基团，会使内膦盐的酸性增强,选择较弱的碱就可脱去HX，否则需强碱。3)磷叶立德对水等质子性溶剂非常敏感,加热也易分解。因此,制备时必须防潮,一般要在非质子溶剂如THF,DMF,DMSO及醚等中进行反应,且不能加热。磷叶立德---其他制备方法卡宾或苯炔与苯基膦作用CH2Cl2n-BuLi:CHCl(C6H5)3P(C6H5)3P=CHCl+(C6H5)2P-CH3P(C6H5)2CH3(C6H5)3P=CH2卡宾苯炔由活性大的膦叶立德也可合成较稳定的Wittig试剂Wittig反应的发展稳定的叶立德在与羰基化合物反应时，一般只能与醛反应，不能与酮反应，有的甚至不能与最活泼的醛反应，因而这就促使人们考虑进一步改进Wittig反应。1958年Horner等首先报道了用磷酰基稳定的碳负离子合成烯烃的这类反应，之后Emmons报道了它们在有机合成中的应用前景。RCH2P(OEt)2O[RCHP(OEt)2]NaO(R=COOR',CN,COR')CH3ONa亲核试剂变为磷酸酯Wittig反应改进—Schlosser改进Schlosser修改的Wittig反应通过使用过量锂盐允许选择性形成E式烯烃。在低温及苯基锂和HCl的存在下，苏型的中间体占主要地位，因此主要产物为E型烯烃。HWE反应，即Horner–Wadsworth–Emmons反应（霍纳尔－沃兹沃思－埃蒙斯反应），是一个制取烯烃的反应，是Wittig反应的改进。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。产物主要为E-型烯烃。反应综述参见：一般参加反应的膦酸酯α-碳上需要连有吸电子基团（EWG），以使反应中的四元环中间体消除生成烯烃。反应的副产物O,O-二烷基磷酸盐可溶于水，很容易通过水溶液萃取而与生成的不饱和酸酯分离。Wittig反应改进—HWE反应Wittig反应改进—HWE反应Wittig反应改进—HWE反应反应特点：1)膦酸酯容易制得：2）膦酸酯碳负离子的亲核性大于磷叶立德，能够与醛、酮反应，且反应条件温和。3）磷酸根易溶于水，因此易于与产物分离。4）反应的立体化学受取代基的电子效应、立体效应以及溶剂的影响较小，主要以E型产物为主。(EtO)3P+RX[(EtO)3PR]X(EtO)2PR+EtXOWittig反应的优点与缺点（1）反应条件温和、产率较高，双键位置确定，即双键处于原来羰基的位置。（2）与a,β－不饱和羰基化合物反应时，不发生1,4－加成，适合于萜类、多烯类化合物的合成。（3）在一定条件下具有很好的立体选择性。稳定的磷叶立德其立体选择性高,具有E2选择性,即产物烯烃中反式占优势;活泼的磷叶立德具有Z2选择性,产物烯烃中以顺式为主。五十多年来,Wittig反应作为合成烯烃最为常用、有效的途径,在有机合成中发挥着举足轻重的作用,应用于许多天然产物的合成（1）一般只能与醛反应,与酮反应非常缓慢,甚至不反应；（2）在非极性溶剂中反应缓慢；Wittig反应的优点与缺点目前已有许多关于该反应改进方法的报道,如使用相转移催化方法，提高温度或压力、加入添加剂、微波辐射或光照射、声波、使用硅胶或离子溶剂,另外,在水中或电池中进行Wittig反应的报道也非常多。Wittg反应在合成天然产物中的应用Wittig反应在天然产物合成中发挥了巨大的作用．主要体现在以下几个方面：1.合成长链不饱和脂肪酸2.合成前列腺素3.合成香料4.合成昆虫信息素5.合成类葫萝卜素等Wittg反应在合成天然产物中的应用一、长链不饱和脂肪酸长链不饱和脂肪酸是动物、高等植物脂类的基本组成部分，碳原子数一般在12-28之间。具有一个或多个双键，动物脂类主要含顺式不饱和羧酸。10-甲基硬脂酸的合成（90）亚油酸：Z,Z-9,12-十八碳二烯酸酯(101)油酸是人体不能合成，或是合成的量远不能满足需要的脂肪酸，叫做必需脂肪酸。亚油酸是公认的一种必需脂肪酸。由于亚油酸能降低血液胆固醇，预防动脉粥样硬化而倍受重视。研究发现，胆固醇必须与亚油酸结合后，才能在体内进行正常的运转和代谢。如果缺乏亚油酸，胆固醇就会与一些饱和脂肪酸结合，发生代谢障碍，在血管壁上沉积下来，逐步形成动脉粥样硬化，引发心脑血管疾病。Wittg反应在合成天然产物中的应用二、前列腺素（Prostaglandin）前列腺素广泛存在哺乳动物的各种组织中，是人体中分布最广、效应最大的生物活性物质之一，有多种生理活性。前列腺素PGF2:前列腺素的一种，促使子宫平滑肌收缩，子宫血流量减少，肌肉缺血，引起痛经。三、香料物质很多具有香味化合物的结构是：脂肪族不饱和醇、醛、酮、羧酸、酯(或内酯)1、反式烯醛（反式异构体达到95%以上）具有青香、醛香、果香、辛香、脂肪香。在未稀释之前，香气强烈而尖刺，在稀释后有令人愉快的绿叶清香和水果香气。Wittg反应在合成天然产物中的应用2、反式-2-烯醇：多种蔬菜、水果的香味来源。如下制备方法：3、多烯脂肪族醛、酮、酯山梨酯（124）顺式己烯-3-醛：苹果、豆油的气味的主要来源反式己烯-2-醛：绿色叶子香味的主要来源反式辛烯-2-醛：生土豆气味的主要来源反式壬烯-2-醛：黄瓜气味的主要来源，还存在于番茄，牛肉，山梅中反式癸烯-2-醛和反式十二烯-2-醛：某些香精油的组成．．．．．．四、昆虫信息素定义：昆虫信息素是指昆虫体内分泌到体外能引起同种昆虫的某种特殊生理效应和特定行为的一类物质。结构特征：不饱和的酯，醇，醛，碳氢化合物或环氧化合物。Wittg反应在合成天然产物中的应用129:家蚕雌蛾信息素130:梨小食心虫性信息素午毒蛾信息素（137）南非棉花的害虫Diparopsis信息素的主要成分五、类胡萝卜素应用：类胡萝卜素→维生素A→视黄醛食用色素抑制肿瘤的辅助药物维生素A的合成（170）Wittg反应在合成天然产物中的应用谢谢大家！