磷叶立德 :具有稳定性的化合物

更新时间:2024-09-20 11:37

磷叶立德通式为的一类化合物,由三级膦与卤代烃反应,经强碱(如苯基锂)处理而得,一般均不经离析而直接用于后续合成反应,由于有相反电荷共存于共价键分子内,使之表现出若干独特性质。

背景知识

叶立德:ylide,内鎓盐,是指含有下列结构的一类化合物。

杂原子X可以是:N,P,As,Sb,S等。

许多物理和化学的研究表明,叶立德中碳原子和杂原子间的键带有双键的性质,其结构可以如下图所示:

定义

碳负离子部分的电子进入磷原子的3d空轨道形成反馈键,使磷叶立德具有相当稳定性。负碳离子易发生一系列亲核反应,是制备烯烃的重要方法,如合成昆虫信息 素、维生素、植物色素等。

另外有一类含磷碳负离子也成为磷叶立德。

制备

制备为:

反应机理是:

(1)稳定的磷叶立德制备

R1,r2= COR ,COOR ,CN等;

B = EtONa,氢氧化钠碳酸钾等;

(2)不稳定的磷叶立德制备

R1,R2= 烷基,环基等;

B = BuLi/Et2O,PhLi/Et2O,NaNH2/NH3等;

(3)半稳定的磷叶立德制备

R1,R2= 苄基乙烯基等;

应用

反应

羰基用磷叶立德变为烯烃,称Wittig 反应(叶立德反应、维蒂希反应)。这是一个非常有价值的合成方法,用于从醛、直接合成烯烃。

反应机理是:

举例:由仲烃基溴(较典型)与三苯磷作用生成叶立德(Ylides,分子内两性离子),后者与醛或酮反应(Wittig 反应),给出烯烃和氧化三苯磷,反应形式(如图):

这是极有价值的合成烯烃的一般方法。根据中间体叶立德的稳定性可分为 不稳定的叶立德的反应和稳定的叶立德的反应。

1.不稳定的叶立德的反应

当 RR'CHBr 中,R 和R' 是氢原子或简单烷基,则烃基三苯基膦盐的 α-H 酸性较弱,需较强的碱(常用正丁基锂或苯基锂)才能生成叶立德,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

产物如有立体异构,则一般得到反式和顺式的混合物。如用苯基锂制备叶立德,并且使反应在较低温度下进行,则产物以反式异构体为主。

2.稳定的叶立德的反应

当 RR'CHBr 中,R 或R' 是一个-M 基团(吸电子基团,如酯基),则烃基三苯基膦盐的去质子化可以在较弱的碱性条件下实现,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基反应。当产物有主体异构存在时,反式异构体通常占优。

witting的应用

一、wittig反应的主要用于合成各种含烯键的化合物。

(1)环外烯键化合物的合成:Wittig反应生成的烯键处于原来的羰基位置,一般不会发生异构化,可以制得能量上不利的环外双键化合物。

(2)共轭多烯化合物的合成:Wittig试剂与α,β-不饱和醛反应时,不发生1,4-加成,双键位置固定。利用此特性可合成许多共轭多烯化合物。如β-胡萝卜素的合成

二、Wittig反应用于制备醛和酮:采用α—卤代醚制成Wittig试剂,然后与醛或酮反应得烯醚化合物,再经水解生成醛,提供了合成醛、酮的一个新方法。

三、 wittig反应还可用于环烃,芳烃,卡波普衍生物,亚氨基化合物,偶氮化合物杂环化合物等的合成。

参考资料

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