Wittig试剂及其反应在精细合成中众多的新应用

Wittig 试剂及其反应在精细合成中众多的新应用

陈中元1　周作良2　严剑峰3

(1.浙江工业大学浙西分校,浙江衢州324000;2.江西省轻工业研究所,江西南昌330029;3.浙江镇海炼油厂,浙江宁波315207)

摘　要:Wittig

试剂及其反应和改良型Wittig -H orner

试剂及其反应,在合成最新系列的高级的不同种类的精细有机化学品中,比如在合成各种昆虫信息素、绿色的除菌与除草农药、乙烷类液晶、新型医药及其中间体、重要的抗生素、有机发光材料和光到体等中,都得到了众多的应用。

关键词:Wittig 试剂及其反应改良型Wittig -H orner 试剂及其反应 磷内钅翁盐乙烷类液晶 新型医药及其中间体 光导体

前言

磷内钅翁盐[Phosphorus ylide (磷叶立德)]即是Wittig

(魏悌希)试剂,它与醛或酮作用,生成烯烃及氧化三苯

膦的反应,被称为Wittig 反应,或羰基烯化反应。比如:

Wittig 试剂及其反应和改良型Wittig -H orner 试剂及其反应在合成较新系列不同种类的精细有机化学品中得到了较多的应用。

1　Wittig 反应的机理和高度选择性1.1　Wittig 反应的机理

witting 反应的机理如下:

磷内钅翁盐是活性很高的合成中间体,是Wittig 反应的主要反应物,所以又被称之为Wittig 试剂,它已成为合成长链烯烃的重要方法之一。在上面的三步反应式机理里,它的P +与醛或酮羰基上的O 82结合形成新键,

它的C 2与醛或酮羰基上的C 8+结合也形成了新键,从而生成了四元环O 2过渡态(I ),(I )上O 的负电荷转移到四元环里,形成了共轭的四元环过渡态(II ),(II )环上较弱的P ┅C 键和O ┅C 键同时断裂,就生成了目标产物长

链烯烃及氧化三苯膦。1.2　Wittig 反应的高度选择性

Wittig 试剂及其反应有高度的选择性,利用羰基不同的活性,就可进行有高度选择性的羰基烯化反应。Wittig 试剂及其反应常用于仿制复杂的天然产物。另

外该反应具有反应条件温和,产率较高的优点,而且α,β—不饱和羰基化合物进行反应时,不发生1,4—加成反应,双键位置固定。利用Wittig 反应的上述优点,可合成具有许多共轭II 键的烯烃。例如

:

环酮磷内钅翁盐在强碱NaH 的催化下,

在叔醇Me 2E tC OH 溶剂中,可制成双环桥头碳上的烯烃。在这

个转化过程中,其手性对映体的构型

(R orS 型)一般不会发生改变。例如:

2　Wittig 和改良型Wittig -H orner 试剂及其反应众多的

新应用

目前Wittig 反应和改良型Wittig -H orner 反应已被广泛用于有机合成中,它与其它成烯方法相比有着显著的不同和明显的优势,它反应条件温和,有高度的选择性,产物的产率较高且较为纯净。

许多具有生理活性的物质要求有特定的构型。Wittig 反应和Wittig -H orner 改良型反应在立体选择性方面所显示的优势,使其在这些物质的合成中得到了许多新的应用。2.1　用于合成新型的霉菌抑制剂[1

]

用CS 2与烯基膦亚胺的氮杂Wittig 反应,可得到异

硫氰酸酯,再用它再与苯肼作用能得到氨基硫脲,而后用氨基硫脲与卤代烷在K 2C O 3的催化作用下反应,就能直接得到目标产物2-烷硫基-42芳基亚甲基-5-氢-1-苯氨基-1H -咪唑啉-5-酮衍生物。在50mg/L 浓度时,该目标产物对黄瓜灰霉菌的抑制率为87%。2.2　用于制备乙烷类液晶[2]

乙烷类液晶粘度低、响应速度快、稳定性高、介电各向异性大,与其他液晶相容性好,尤其是化学稳定性高,抗紫外辐射性能好,被广泛用于调整双折射率、扩展液晶相范围、降低混合液晶粘度等,是矩阵高档多路驱动显示器件如TFT 所用的混合液晶的必要组份。

2.3　用于合成肿瘤血管系统生长的抑制剂C A -4[3]

肿瘤的脉管系统是新一代抗癌药“攻击”的靶点。许多研究者认为阻碍养分的供给能抑制肿瘤生长。C ombrertastatin -4(C A -4)是从南非的一种灌木(C om 2bretumcaffrum )中分离出来的一个活性组分,它是针对肿瘤血管而发展的新一代高效低毒的抗癌物质。它的临

床试验结果已经显示出其具有发展潜力。C A -4对肿瘤细胞的血管系统不仅具有破坏作用,而且具有很高的选择性,并且在最大耐受剂量的十分之一时就可发生作用,C A -4新药的高效和低毒预示着它将被广泛研究。其制备合成的反应式如下:

2.4　制备新型的2—芳硫基—4H—咪唑啉—4H—酮

由叠氮乙酸乙酯与二茂铁甲醛[1]反应合成含有二茂铁基的叠氮化物[2],[2]与三苯膦发生S taudinger 反应制得膦亚胺[3],[3]与异氰酸苯脂、(取代)硫酚通过串连aza-Wittig反应,能合成6个新的咪唑啉酮的衍生物[4]。

2.5　制备红紫素-18-酰亚胺衍生物

以脱镁叶绿酸-a甲酯为原料,通过对其3-位乙烯基的氧化,得到了3-甲酰基脱镁叶绿酸甲酯,利用Wittig反应合成了对应的3-(2-取代的乙烯基)脱镁叶绿酸甲酯,结合E环的改造,将其转变成酸酐环进而转变成N-取代的酰亚胺环。该目标化合物具有亲水区和疏水区两部分,吸收波长明显向红色位移,合成得到的红紫素-18酰亚胺衍生物有可能成为光动力疗癌的理想光敏剂[5]。

2.6　合成荧光增白剂C BS

以氯化苄、三苯基膦和邻磺酸钠苯甲醛为原料,经Wittig-H orner反应制得4-氯-二苯乙烯-2’-磺酸钠,然后在含Ni催化剂的作用下,制得了荧光增白剂C BS[4,4,-双-2-(磺酸钠苯乙烯基)联苯)。该工艺避免了联苯的氯甲基化过程,可减少有毒物质的排放量,为合成联苯类荧光增白剂提供了一种新方法。优化后的反应条件:是:中间体的合成温度为50℃;碱与三苯基膦的配料比为1.1:1.0;合成“C BS”的反应温度为80℃,催化剂用量为5%,总收率可达64.9%以上[6]。2.7　合成4-(4,’4’-二苯基-1’,3’-丁二烯基)2N,N-(4″-甲基苯基)苯胺

用4,4’-二甲基三苯胺,通过Vilsmeier反应,先制得4-[N,N-二(4’-甲基苯基)]氨基苯甲醛(I),收率为85.4%。(I)再与l,1-二苯基-3-氯丙烯经Wittig 反应,合成了三苯胺衍生物4-(4,’4,’-二苯基-1’,3,’-丁二烯基)-N,N-二(4″-甲基苯基)苯胺(Ⅱ),收率为43.0%。用(II)作空穴传输材料能制成功能性的分离型的有机光导体,可测得其具有优良的空穴传输特性[7]。

2.8　合成有蓝色发光特征的2,5-二[4(2-芳基乙烯基)苯基]口恶二唑

二乙烯联苯及其衍生物是一种可发射蓝光的小分子空穴型有机发光材料。通过Wittig-H orner反应,将电子传输型口恶二唑环“嵌入”其中,能合成2,5一二[4-(2-芳基乙烯基)苯基]-1,3,4—口恶二唑化合物。经光谱分析和元素分析等方法能确认它的化学结构。IR和UV-vis分析数据表明该化合物分子结构中的C=C双键均为反式结构。测试的结果已表明:2,5-二[4-(2 -对二甲氨基苯基乙烯基)苯基]-1,3,4-口恶唑具有良好的蓝色发光性能[8]。

2.9　合成双咪唑啉酮衍生物[19]

用烯基膦亚胺[3]与二硫化碳作用生成[4],[4]再和苄胺进行aza-Wittig反应,可制取2一硫代—3—苄基一5一芳基亚甲基-4-咪唑啉二酮[5],[5]再经S-