2,3-Wittig重排反应

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  [2,3] -Wittig重排是烯丙基醚的经由协调一致,周环过程转变为高烯丙基醇。由于反应是协调的,它表现出高度的立体控制,并且可以在合成途径的早期使用以建立立体化学。然而,Wittig重排需要强碱性条件,因为碳负离子中间体是必需的。[1,2] -Wittig重排是一个竞争过程。

   

介绍

[2,3] -Sigmaopic重排发生在各种X和Y组(见下文)。当X是氧原子而Y是碳阴离子时,重排被称为[2,3] -Wittig重排,产物是戊-1-烯-5-醇。[1,2] -Wittig重排产生异构戊-5-烯-1-醇,是一种在高温下发生的竞争过程。[2]由于[2,3] - 重排的高原子经济性和立体选择性,它已经获得了相当大的综合效用。碳阴离子通过中等酸性底物的直接锂化,锡金属转移反应或O,S-缩醛的还原锂化而产生。使用手性起始材料的立体选择性方法已被用于实现不对称诱导或简单的非对映选择[3]

(1)

23Gen.

机制与立体化学

流行机制

在碳阴离子形成后,[2,3] -Wittig重排在低温下快速且有选择性。但是,如果允许反应混合物达到-60℃以上的温度,则[1,2] - 重排变得具有竞争性。[4]

(2)

23Mech1.

假定的过渡态具有五元的包络状结构。[5]与阴道(G)相连的基团可以占据假的位置或假轴位置,尽管前者通常是优选的。在醚氧的另一侧的大取代基优选占据外部位置(R E)以避免A 1,3应变。这些限制导致优选来自(Z)异构体syn产物来自(E)异构体的产物但是,这条规则的一些例外情况是已知的。[6]

(3)

23Mech2.

立体选择性变体

[2,3] -Wittig重排的立体选择性变体采用了三种策略:基于现有的,建立的立体中心的非对映选择,在起始材料上放置手性助剂,其构型不受反应影响,以及使用手性碱。相对非对映选择策略仅适用于有限数量的G组,但通常导致高产率,因为不需要去除或修饰手性辅助基团。与碳阴离子相对的立体中心通常必须是叔(而不是四元),以便强制在R E位置放置最大的取代基[7]

(4)

23Stereo1.

“不对称诱导”方法依赖于已经在原料中设定的不受反应影响的立体中心(手性助剂)。通过将这些立体中心置于G基团[8]或与双键末端连接的取代基中,可以获得最大的成功[9]对于这些反应,非对映异构体比率超过90:10是常见的; 然而,有时难以除去手性助剂。[10]

(5)

23Stereo2.

在少数情况下,手性碱的使用提供了对映体富集的重排产物[11],尽管这种方法似乎并不普遍。这些反应中的对映选择性通常较低,这表明碱基的共轭酸与重排碳阴离子之间的关联可能很弱。

(6)

23Stereo3.

范围和限制

各种烯丙基醚经历Wittig重排 - 基本要求是在基质中产生适当碳负离子的能力。这需要酸性氢,可还原的官能团或碳 - 金属键。历史上,烯基,炔基和苯基已被用于酸化α位。当使用甲硅烷基保护的炔烃时,虽然产率更高,但是可以耐受游离末端炔烃。[12]

(7)

23Scope3.

当烯烃用作阴离子稳定基团G时,关于碳阴离子的位置出现选择性问题。阴离子稳定基团如(三甲基)甲硅烷基或甲硫基提供基本上完全的位点选择性。[13]

(8)

23Scope1.

羰基也可用作阴离子稳定基团; 羰基基团特别适用于采用手性助剂的不对称重排。[14]

(9)

23Scope4.

采用铬羰基配合物的高度对映选择性方法包括使用酸化的苯环作为阴离子稳定基团。[15]

(10)

23Scope5.

底物必须含有与醚氧相邻的酸性氢,这是原始反应的显着限制。因此,允许从碳 - 锡键选择性地产生碳负离子的金属转移方法的发展代表了深刻的方法学进步。因此,可以连接到阴离子中心的组的范围显着扩大。[16]

(11)

23Scope2.

合成应用

双(烯丙基)醚的[2,3] -Wittig重排产物是1,5-二烯-3-醇。这些底物可在去质子化后进行氧 - Cope重排,得到δ,ε-不饱和羰基。这种“串联σ”策略已被用于合成一些天然产物,包括brevicomine和oxocrinal。[17]

(12)

23Synth.

实验条件和程序

典型条件

重排必须在低于-60°C的温度下进行,以避免竞争性[1,2] - 重排。通常,用丁基锂简单地处理基质足以引起重排。涉及丁基锂的反应应在氮气或氩气下进行,严格排除水。

示例程序[18]

(13)

23Ex.

的溶液ñ将己烷中的丁基锂(160mL,208mmol)滴加到冷(-85℃)的(E) - 丙烯基炔丙基醚(8.8g,80mmol)的四氢呋喃(160mL)溶液(乙醇/液氮/干冰浴)。将所得混合物在该温度下搅拌8小时,使其温热至0°(5小时),并用饱和氯化铵水溶液(50mL)淬灭。通常进行后处理蒸馏,得到4-甲基-5-己烯-1-炔-3-醇(6.32g,72%)的主要苏式混合物,为油状物:bp 52-53°/ 10mm Hg; IR(纯)3500,3300,1645,1000,920cm -1; 1HNMRδ1.10(d,J = 7.2Hz,3H),2.10-2.63(m,1H),2.32(d,J = 2.3Hz,1H),4.13(dd,J = 5.4和2.3Hz,1H), 4.97-5.28(m,2H),5.82(ddd,J = 17.3,10.1和7.5Hz,1H); GC(130°)t R = 25和28分钟(7:93)。添加Eu(fod)3(8mg)在四氯化碳(7.6mg,0.3mL)中的醇溶液中,δ1.10处的双峰在δ1.88和2.13(相对强度= 1:13)下变为两个双峰; 1H NMR比率与GC比率相同。

  由化学试剂定制合成网翻译整理

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