تفاعل هورنر-وادزورث-إيمونز

الموسوعة الحرة

يُعد تفاعل هورنر -وادزورث-إيمونز (HWE) تفاعلًا كيميائيًا يُستخدم في الكيمياء العضوية لتفاعل الكربانيونات الفوسفوناتية المستقرة مع الألدهيدات (أو الكيتونات ) لإنتاج الألكينات من النوع E بشكل أساسي . [ 1 ]

تفاعل هورنر-وادزورث-إيمونز
تفاعل هورنر-وادزورث-إيمونز

في عام 1958، نشر ليوبولد هورنر تفاعل ويتيج معدلاً باستخدام الكربانيونات المثبتة بالفوسفونات. [ 2 ] [ 3 ] وقام ويليام إس. وادزورث وويليام دي. إيمونز بتعريف التفاعل بشكل أوسع. [ 4 ] [ 5 ]

على عكس إيليدات الفوسفونيوم المستخدمة في تفاعل ويتيج ، فإن الكربانيونات المستقرة بالفوسفونات أكثر محبة للنواة ولكنها أقل قاعدية. وبالمثل، يمكن ألكلة الكربانيونات المستقرة بالفوسفونات. وعلى عكس إيليدات الفوسفونيوم، يمكن إزالة ملح ثنائي ألكيل الفوسفات الناتج بسهولة عن طريق الاستخلاص المائي .

نُشرت عدة مراجعات. [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ]

آلية التفاعل

نزع البروتون بواسطة القاعدة (B-) لتوليد الكربانيون الفوسفونات

يبدأ تفاعل هورنر-وادزورث-إيمونز بنزع بروتون الفوسفونات لتكوين كاربانيون الفوسفونات 1. وتُعدّ الإضافة النيوكليوفيلية للكاربانيون إلى الألدهيد 2 (أو الكيتون) لإنتاج 3a أو 3b الخطوة المحددة لمعدل التفاعل . [ 12 ] إذا كان R2 = H، فإنّ المركبين الوسيطين 3a و 4a، و 3 b و 4b، يمكن أن يتحولا فيما بينهما. [ 13 ] ويؤدي الحذف النهائي للأوكسافوسفيتانات 4a و 4b إلى إنتاج الألكين ( E ) 5 والألكين ( Z ) 6 ، مع كون الناتج الثانوي فوسفات ثنائي الألكيل .

آلية تفاعل هورنر-وادزورث-إيمونز
آلية تفاعل هورنر-وادزورث-إيمونز

إن نسبة متصاوغي الألكين 5 و 6 لا تعتمد على النتيجة الكيميائية الفراغية لإضافة الكربانيون الأولية وعلى قدرة الوسائط على التوازن .

يُعد وجود مجموعة ساحبة للإلكترونات ( EWG) في الموقع ألفا بالنسبة للفوسفونات ضروريًا لحدوث عملية الحذف النهائية. في غياب هذه المجموعة، يكون الناتج النهائي هو β-هيدروكسي فوسفونات 3a و 3b . [ 14 ] مع ذلك، يمكن تحويل هذه المركبات إلى ألكينات عن طريق التفاعل مع ثنائي إيزوبروبيل كاربودي إيميد . [ 15 ]

الانتقائية الفراغية

يُفضّل تفاعل هورنر-وادزورث-إيمونز تكوين الألكينات من النوع ( E ). وبشكل عام، كلما زاد التوازن بين المركبات الوسيطة، زادت انتقائية تكوين الألكينات من النوع ( E ).

الألكينات ثنائية الاستبدال

أجرى تومسون وهيثكوك دراسة منهجية لتفاعل ميثيل 2-(ثنائي ميثوكسي فوسفوريل) أسيتات مع مختلف الألدهيدات. [ 16 ] على الرغم من أن كل تأثير كان طفيفًا، إلا أن تأثيرها التراكمي مكّن من تعديل الناتج الفراغي دون تغيير بنية الفوسفونات. وقد وجدا انتقائية فراغية ( E ) أكبر في ظل الظروف التالية:

وفي دراسة منفصلة، ​​وجد أن الفوسفونات الضخمة والمجموعات الضخمة الساحبة للإلكترونات تعزز انتقائية الألكين E.

الألكينات ثلاثية الاستبدال

يلعب الحجم الفراغي للفوسفونات والمجموعات الساحبة للإلكترونات دورًا حاسمًا في تفاعل الفوسفونات المتفرعة ألفا مع الألدهيدات الأليفاتية. [ 17 ]

مثال على تفاعل هورنر-وادزورث-إيمونز مع الفوسفونات المتفرعة
مثال على تفاعل هورنر-وادزورث-إيمونز مع الفوسفونات المتفرعة
R 1R 2نسبة الألكينات (E  : Z)
الميثيلالميثيل5  : 95
الميثيلإيثيل10:90 ​
إيثيلإيثيل40  : 60
إيزوبروبيلإيثيل90  : 10
إيزوبروبيلإيزوبروبيل95  : 5

تُنتج الألدهيدات العطرية بشكل شبه حصري الألكينات من النوع ( E ). في حال الحاجة إلى الألكينات من النوع ( Z ) من الألدهيدات العطرية، يمكن استخدام تعديل ستيل-جيناري (انظر أدناه).

أوليفنة الكيتونات

إن الانتقائية الفراغية لتفاعل هورنر-وادزورث-إيمونز للكيتونات ضعيفة إلى متوسطة.

الاختلافات

الركائز الحساسة للقواعد

نظرًا لعدم استقرار العديد من المواد المتفاعلة في وجود هيدريد الصوديوم ، فقد طُوِّرت عدة إجراءات باستخدام قواعد أقل حدة. طوّر ماسامون وروش ظروفًا معتدلة باستخدام كلوريد الليثيوم و DBU . [ 18 ] ووسّع راثكي نطاق هذه الطريقة لتشمل هاليدات الليثيوم أو المغنيسيوم مع ثلاثي إيثيل أمين . [ 19 ] كما وُجدت عدة قواعد أخرى فعّالة. [ 20 ] [ 21 ] [ 22 ]

تعديل جيناري-ستيل

قام كل من دبليو كلارك ستيل وسي جيناري بتطوير ظروف تُنتج ألكينات Z بانتقائية فراغية ممتازة. [ 23 ] [ 24 ] وباستخدام الفوسفونات التي تحتوي على مجموعات ساحبة للإلكترونات (مثل ثلاثي فلورو إيثيل [ 25 ] ) بالإضافة إلى ظروف تفكك قوية ( KHMDS و18- crown-6 في THF )، يمكن تحقيق إنتاج شبه حصري لألكينات Z.

تعديل ستيل لتفاعل هورنر-وادزورث-إيمونز
تعديل ستيل لتفاعل هورنر-وادزورث-إيمونز

وقد اقترح أندو أن استخدام الفوسفونات الفقيرة بالإلكترونات يسرع من إزالة وسائط الأوكسافوسفيتان. [ 26 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ وادزورث، دبليو . التفاعلات العضوية 1977، 25 ، 73. doi : 10.1002/0471264180.or025.02
  2. ↑ ليوبولد هورنر ؛ هوفمان، إتش إم آر ؛ ويبل، إتش جي بير. 1958، 91 ، 61-63.
  3. ↑ هورنر، ل.؛ هوفمان، إتش إم آر؛ ويبل، إتش جي؛ كلاهري، جي. بير. 1959، 92 ، 2499-2505.
  4. ↑ وادزورث، دبليو إس، الابن؛ إيمونز، دبليو دي. مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية 1961، 83 ، 1733. ( doi : 10.1021/ja01468a042 )
  5. ↑ وادزورث، دبليو إس، الابن؛ إيمونز، دبليو دي . التخليق العضوي ، المجلد 5، ص 547 (1973)؛ المجلد 45، ص 44 (1965). ( مقالة )
  6. ↑ وادزورث، دبليو إس، الابن . التفاعلات العضوية 1977، 25 ، 73-253. (مراجعة)
  7. ↑ بوتاجي، ج.؛ توماس، ر . مجلة الكيمياء 1974، 74 ، 87-99. (مراجعة، doi : 10.1021/cr60287a005 )
  8. ↑ كيلي، إس إي كومبر. أورغ. سينث. 1991، 1 ، 729-817. (مراجعة)
  9. ↑ BE Maryanoff ; Reitz, AB Chem. Rev. 1989, 89 , 863–927. (مراجعة، doi : 10.1021/cr00094a007 )
  10. ^ بيسيجليا، جا، أوريللي، إل آر كور. منظمة. الكيمياء. 2012, 16 , 2206–2230 (إعادة النظر)
  11. ^ بيسيجليا، جا، أوريللي، إل آر كور. منظمة. الكيمياء. 2015، 19 ، 744–775 (إعادة النظر)
  12. ^ لارسن، ريال عماني؛ أكسنيس، ج. كبريت الفوسفور 1983، 15 ، 218-219.
  13. ^ لوفيفر، ج. سايدن بيني، جيه جيه كيم سوك، كيم. مشترك. 1970، 1308–09.
  14. ^ كوري، إي جيه ؛ كوياتكوفسكي، جي تي جي آم. الكيمياء. شركة نفط الجنوب. 1966, 88 , 5654–56. ( دوى : 10.1021 / ja00975a057 )
  15. ^ رايشوين، ج.ف. باجينكوبف، بي إل جي آم. الكيمياء. شركة نفط الجنوب. 2003, 125 , 1821–24. ( دوى : 10.1021 / ja027658s )
  16. ↑ تومسون، إس كيه؛ هيثكوك، سي إتش . مجلة الكيمياء العضوية 1990، 55 ، 3386-88. ( doi : 10.1021/jo00297a076 )
  17. ^ ناجاوكا، هـ. كيشي، ي. رباعي الاسطح 1981، 37 ، 3873–3888.
  18. ↑ بلانشيت، إم إيه؛ تشوي، دبليو؛ ديفيس، جيه تي؛ إيسنفيلد، إيه بي؛ ماساموني، إس؛ روش، دبليو آر؛ ساكاي، تي. رسائل رباعي السطوح 1984، 25 ، 2183-2186.
  19. ↑ راثكي، إم دبليو؛ نواك، إم. جيه. أورج. كيم. 1985، 50 ، 2624-2626. ( doi : 10.1021/jo00215a004 )
  20. ↑ باترسون، آي.؛ يونغ، كيه.-إس.؛ سمايل، جيه بي سينليت 1993، 774.
  21. ^ سيموني، د.؛ روسي، م. روندانين، ر. مزالي، أ.؛ باروتشيلو، ر. مالاجوتي، سي. روبرتي، م. إنفيدياتا، FP أورغ. رسائل 2000, 2 ، 3765-3768.
  22. ↑ Blasdel, LK; Myers, AG Org. Letters 2005, 7 , 4281–4283.
  23. ↑ Still, WC; Gennari, C. Tetrahedron Letters 1983, 24 , 4405–4408.
  24. ↑ يانيكي، إغناسي؛ كيلباسينسكي، بيوتر (2020). "تفاعل ستيل-جيناري للأوليفينات وتطبيقاته في التخليق العضوي" . التخليق والحفز المتقدم . 362 (13): 2552-2596 . doi : 10.1002/adsc.201901591 . ISSN 1615-4169 . S2CID 216228029 .  
  25. ^ باتوا، سي. سافينياك، P.؛ حول جوديت، إي؛ كولينيون، ن. التوليفات العضوية ، كول. المجلد. 9، ص. 88 (1998)؛ المجلد. 73، ص. 152 (1996). ( شرط )
  26. ↑ أندو، ك. ج. أورغ. كيم. 1997، 62 ، 1934-1939. ( doi : 10.1021/jo970057c )