2.2.2.6. Реакция Виттига и родственные ей реакции

По классической реакции Виттига алкилиденфосфоран (илид) (например, 57), генерируемый situ действием на фосфониевую соль сильного основания (обычно алкиллития), реагирует с карбонильным соединением, давая олефин.

Типичный пример приведен в уравнении (39), там же дан вероятный механизм реакции, включающий образование бетаина, например (58), и промежуточного оксафосфетана, например (59), из которого путем элиминирования фосфиноксида образуется олефин:

Более сложный пример, в котором имеет место внутримолекулярная реакция, приведен в уравнении (40); этот пример дает некоторое представление о потенциальных возможностях реакции для

синтеза напряженных олефинов. Высокая степень контроля положения двойной связи очевидна, и это несомненно является причиной популярности этой интенсивно исследуемой реакции [35]. (Другие примеры ее использования для синтеза природных соединений см. в гл. 10.6.)

Стереохимические проблемы возникают, например, при реакции альдегидов (RCHO) с замещенными илидами была проведена большая работа по выяснению механизма и воз-можности стереохимического контроля реакции. Ниже дается довольно упрощенная схема механизма; более подробно он описан в обзоре Шлоссера [36]. Во-первых, если фосфоран образуется в отсутствие солей, например солей литня, то реакция с альдегидом приводит преимущественно к эритро-бетаину, например (60), который затем подвергается элиминированию и дает цис-алкен (уравнение 41). Высокая стереоселективность имеет, однако, место лишь в случае относительно небольших алкильных групп R и R. Если R и R являются арилами или другими группами, способными стабилизовать двойную связь за счет сопряжения, или, если они являются вторичными или третичными алкильными группами, то количество транс-олефина увеличивается. Во-вторых, в присутствии солей лития устанавливается равновесие между диастереоизомер-ными бетаинами. Установление равновесия ускоряется при добавлении алкиллитиевых реагентов за счет образования -металлиро-ванных бетаинов, например (61) и (62), причем доминирует более выгодный пространственно трео-изомер (62).

Протонирование с последующим элиминированием приводит затем к образованию транс-олефина (уравнение 42).

-Металлированные бетаиновые интермедиаты вышеупомянутого типа находят и иное применение. Их можно алкилировать или использовать в реакциях с другими электрофилами [37]. Эти превращения идут стереоселективно и приводят к трехзамещенным олефинам, например, по уравнению (43):

Еще одним примером внутримолекулярной реакции Виттига является самоокисление бисфосфорана (63). В данном случае реакция одной из илидных групп с кислородом дает карбонильное соединение и фосфиноксид, после чего происходит циклизация (уравнение 44):

Существует ряд реакций, приводящих к образованию олефинов и более или менее родственных реакции Виттига, в которых карбанион, имеющий в -положении атом фосфора или серы, присоединяется по карбонильной группе с последующим элиминированием, приводящим к олефину.

Примером является «РО-активированное олефинирование», обнаруженное Хорнером для фосфиноксидов [38] (уравнение 45) и фосфонатов [39] (уравнение 46):

Как было первоначально установлено и проиллюстрировано примерами, приведенными в данном разделе, синтез, основанный на фосфиноксидах и фосфонатах, проходит наиболее эффективно в присутствии заместителей, стабилизующих образующиеся олефины за счет сопряжения: причем в случаях, когда возможны цис- и транс-изомеры, образуется преимущественно более устойчивый олефин, вероятно, в результате установления равновесия между диастереомерными аддуктами. Недавно при изучении возможностей синтеза с участием фосфиноксида было показано, что использование -литиированных фосфиноксидов позволяет остановить реакцию и выделить промежуточный аддукт — -гидроксифосфин-оксид, причем последний может быть затем стереоспецифически расщеплен до олефина . приведенное выше уравнение 13). Аналогичные реакции фосфонамидов [41] [основной интермедиат (64) в реакции (47) был выделен кристаллизацией] и сульфинамидов [42] (уравнение 48) были разработаны Кори, однако они не получили широкого распространения. В случае фосфонамидов это, вероятно, объясняется относительно высокой температурой, требуемой на стадии элиминирования, а для сульфинамидов — низкими выходами на стадии металлирования алкилзамещенных сульфинамидов.

Вариантами принципа, основанного на присоединении — элиминировании, которые оказались полезными для синтеза олефинов, являются следующие реакции: 1) метиленирование кетонов действием промежуточных гем-диметаллированных соединений, полученных из иодистого метилена и магния [43] (уравнение 49):

2) реакция -металлированных силанов с карбонильными соединениями с последующим элиминированием (реакция Петерсона [17], ср. уравнение 12), например уравнение (50); 3) последовательность реакций, использованная Котсом [44] для превращения кетонов, склонных к изомеризации, например (65), в их метиленовые аналоги (уравнение 51). Последнее превращение не может быть проведено с помощью реакции Виттига, поскольку метилен-фосфоран достаточно основен и может вызвать прототропную изомеризацию (65) в -иеиасыщенный кетон. Можно также упомянуть синтез тетразамещенных олефинов из -металлированных сульфонов [45], например по уравнению (52).