Reacció de Wittig
La reacció de Wittig és una reacció química en la que un aldehid o cetona reacciona amb un ilur de fòsfor (també anomenat fosforà) obtenint-se un alquè i òxid de trifenilfosfina com a subproducte.[1]
La reacció porta el nom del seu descobridor, Georg Wittig, premi Nobel de química l'any 1979 juntament amb Herbert C. Brown "pel desenvolupament de compostos borats i fosforats i el seu ús com a reactius en síntesi orgànica".
Aquesta és la reacció més àmpliament utilitzada en síntesi orgànica per la preparació d'alquens a partir de compostos carbonílics.
Mecanisme modifica
L'atac nucleofílic de l'ilur de fòsfor sobre l'espècie carbonílica condueix al zwitterió 3, anomenat betaïna. Aquesta espècie evoluciona formant l'oxafosfetà 4. La gran estabilitat de l'enllaç P=O actua de driving force de la reacció, portant finalment a l'obtenció de l'alquè i l'òxid de trifenilfosfina.
Ilurs de fòsfor modifica
Els ilurs de fòsfor es poden representar mitjançant dues formes ressonants. La forma neutre 1 (anomenada fosforà), i la forma zwitteriònica 2 (anomenada ilur). En aquesta última estructura ressonant es pot observar millor el caràcter electrònicament ric del carboni unit a l'àtom de fòsfor.
Preparació modifica
Els ilurs de fòsfor se sintetitzen en dos passos. En el primer pas es prepara la sal de fosfoni corresponent per reacció entre un halur d'alquil i trifenilfosfina (1). Posteriorment, aquesta sal de fosfoni se sotmet a un tractament bàsic obtenint-se l'ilur desitjat (2). L'acidesa del protons del carboni α-fòsfor facilita aquest últim pas.
Tipus d'ilurs. Estereoquímica modifica
Segons la naturalesa del substituent de l'ilur (R), aquests es poden classificar en tres tipus: estabilitzats, "semi-estabilitzats" i no estabilitzats. D'aquesta manera, el grup R determina la força de la base que s'haurà d'utilitzar per generar l'ilur, i també l'estereoquímica de l'alquè format.
- Els ilurs estabilitzats són aquells que presenten un grup R que els permet estabilitzar de manera eficient la càrrega negativa present en l'àtom de carboni de l'ilur, com per exemple els grups nitril (-CN) o èster (-CO₂R). En aquest cas, es poden utilitzar bases febles per generar l'ilur (NaOH, KOH, K₂CO₃) i s'obté de manera majoritària l'alquè E.
- Els ilurs "semi-estabilitzats" són aquells que presenten un grup R que els permet estabilitzar lleugerament la càrrega negativa, com per exemple els grups fenil (Ph) i vinil (-CH=CH₂). En aquest cas, per generar l'ilur es necessiten bases més fortes. Normalment s'utilitzen alcòxids (NaOEt, tBuOK), tot i que també s'ha descrit la utilització d'altres tipus de bases, com per exemple l'hidròxid de liti (LiOH).[2] Amb aquest tipus d'ilurs s'obtenen mescles dels productes E/Z.
- Els ilurs no estabilitzats presenten un grup R que no permet l'estabilització de la càrrega negativa, com per exemple les cadenes alquíliques o els àtoms d'hidrogen. Aquest tipus d'ilurs són molt inestables i reactius, porten a la formació majoritària de l'alquè Z, i es necessiten bases fortes per generar l'ilur, com el butil-liti (BuLi), el diisopropilamidur de liti (LDA) o l'hidrur sòdic (NaH).
Per exemple, en el cas d'utilitzar acetaldehid com a substrat, caldria esperar els següents resultats:
Tot i això, s'ha de tenir en compte que això no deixa de ser una simplificació, i que l'estereoquímica dels productes formats dependrà també de les condicions de reacció (temperatura, dissolvent).
Modificació de Schlosser modifica
La modificació de Schlosser és una variant de la reacció de Wittig que permet obtenir majoritàriament alquens E utilitzant ilurs no estabilitzats. 
Aquest procediment es basa a fer reaccionar l'ilur amb el compost carbonílic a baixa temperatura (evitant així l'evolució cap a l'alquè perquè la betaïna és estable a baixa temperatura) i seguidament s'addiciona fenil-liti (PhLi), que és una base forta. Amb això s'aconsegueix desprotonar el carboni adjacent a l'àtom de fòsfor (que és el més àcid) de la betaïna, formant-se el β-oxidoilur eritro. Es poden utilitzar altres alquil-litis per a aquesta funció (metil-liti, butil-liti, etc.) si bé s'ha demostrat que utilitzant fenil-liti s'obté generalment millor selectivitat a favor de l'isòmer E.[3]
Després del tractament bàsic es deixa augmentar suaument la temperatura, de manera que el β-oxidoilur derivat de la forma eritro 1 es converteix al derivat de la forma treo, més estable (menor impediment estèric). El tractament final amb tert-butanol (tBuOH) porta a la betaïna treo 2, que augmentant la temperatura permet l'obtenció de l'alquè E.
Un exemple recent de la utilització de la modificació de Schlosser és la síntesi del compost bifenílic (±)-3.[4] Utilitzant aquesta metodologia els autors aconsegueixen invertir totalment la selectivitat de la reacció, passant de tenir una relació E/Z de 12:88 a 87:13.
Aplicació modifica
La reacció de Wittig és sens dubte el mètode més emprat per a la síntesi d'alquens, obtenint-se bons resultats amb la majoria d'aldehids i cetones. Tot i això, la reacció sol funcionar millor amb aldehids, ja que les cetones són compostos menys electròfils. Aquest fet és especialment rellevant amb cetones impedides estèricament, observant-se disminucions importants en el rendiment d'aquestes reaccions. L'alternativa en aquests casos és la reacció de Horner-Wadsworth-Emmons.
Referències modifica
- ↑ Per un article de revisió sobre aquesta reacció vegeu: Maryanoff, B. E.; Reitz, A. B. Chem. Rev. 1989, 863-927. doi:10.1016/10.1021/cr00094a007
- ↑ Antonioletti, R; Bonadies, F., Ciammaichella, A.; Viglianti, A.; Tetrahedron 2008, 4644-4648. doi:10.1016/j.tet.2008.02.091
- ↑ Wang, Q.; Deredas, D.; Huynh, C.; Schlosser, M. Chem. Eur. J. 2003, 570-574.doi:10.1002/chem.200390061
- ↑ Wiktelius, D.; Berts, W.; Jenmalm Jensen, A.; Gullbo, J.; Saitton, S.; Csöregh, I.; Luthman, K. Tetrahedron 2006, 3600-3609. doi:10.1016/j.tet.2006.01.095
Bibliografia modifica
- Clayden, J.; Greeves, N.; Warren, S.; Wothers, P., Organic chemistry, Oxford University Press, 2001.
Enllaços externs modifica
| A Wikimedia Commons hi ha contingut multimèdia relatiu a: Reacció de Wittig |
- Organic-chemistry.org (anglès)
- Premi Nobel de Química 1979 (anglès)
- Mecanisme interactiu de la reacció (anglès)