催化型Wittig反应的

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1、本科生毕业设计（论文）题目：催化型Wittig反应的最新研究进展年 月 日摘要：1关键词：1引言11 wittig 反应21.1 wittig反应简介21.2 wittig 反应机理21.3 Wittig反应的改良32相转移催化wittig反应42.1 两相 PTC wittig 反应52.2 多相 PTC wittig 反应52.3碱浓度对PTC wittig反应的影响52.4 PTC wittig-horner 反应63 催化型 wittig反应在合成中的应用73.1合成烯烃73.2 aza-Wittig反应合成含氮杂环化合物8结论10参考文献11催化型Wittig反应的最新研究进展摘要：

2、近年来，发展催化有机合成反应成为当代有机化学研究的热点之一，发展 具有原子经济、低成本、高效益的催化的有机合成反应更是化学家们追求的目标。 随着具有反应产率比较高，反应条件温和，并具有高度的位置选择性等优点的 Wittig反应的发现，从而广泛应用在精细有机化学品的合成中。本文介绍了 wittig 反应以及其发展改进历程，基于经典wittig反应在强碱的条件下进行，反应条件 较为苛刻，且反应过程复杂，催化型wittig反应的引入很好的改善了这个问题。 主要论述了催化型wittig反应的研究进展，重点介绍了相转移催化反应，以及催 化型wittig反应在有机合成中一些重要的反应的应用。关键词：wit

3、tig反应，相转移催化，Wittig-Horner反应，催化剂Recent progress in the study of catalytic Wittig reactionAbstract： In recent years， the development of organic synthetic reactions catalyzed become one of the hot spots in current organic chemistry research, the development of atom economy, low cost, high efficiency ca

4、talytic reaction in organic synthesis is chemists have been pursuing the goal. With the discovery of the Wittig reaction, which has the advantages of high reaction yield, mild reaction condition, high position selectivity, and so on, it is widely used in the synthesis of fine chemicals. Is introduce

5、d in this paper Wittig reaction and its development process improvement, based on classic Wittig reaction was carried out under the alkali condition, the reaction conditions are harsh, and the reaction process of complex and catalytic Wittig reaction of introducing good improves the problem. This pa

6、per mainly discusses the research progress of the catalytic Wittig reaction, mainly introduces the phase transfer catalysis reaction, as well as the application of the catalytic Wittig reaction in organicsynthesis.Key word: wittig reaction, Phase Transfer Catalysis, Wittig-Horner reaction, catalyst引

7、言德国的科学家G.Wittig在1953年首先发现了亚甲基化三苯基膦与二苯酮反 应，得到的差不多是定量的偏二苯乙烯。这个发现几乎引起了全世界有机相关化 学家的重视，并且将这个反应科学家G.Wittig的名字命名，称之为Wittig反应。 该反应具有反应产率比较高，反应条件温和，并具有高度的位置选择性等优点， 从而广泛应用在精细有机化学品的合成中。近年来，发展催化有机合成反应成为当代有机化学研究的热点之一，发展具 有原子经济、低成本、高效益的催化的有机合成反应更是化学家们追求的目标。 同时，由于经典的wittig反应一般是在强碱的条件下进行，反应条件较为苛刻， 但随着催化型wittig反应的发展

8、，很好的改善了这个问题。1 wittig 反应1.1 wittig反应简介Wittig反应是三苯基膦与卤代烃反应生成季膦盐，然后经过碱的处理，从而 得到磷叶立德(ylide),也被称作为Wittig试剂。它与醛、酮的羰基反应生成烯 烃。在合成烯烃方面，此反应有独特作用。R3P=CR1R2 + R3B.4O0 R1R叱=CR?R4 + R3P=O其中R往往代表各种基团，比如芳基、烷基、环烷基、杂环基，但在实际应 用研究过程中主要是以R为苯基；除此之外，三个R同样也可以代表着不同的 基团；Ri、R2、R3、R4可以是氢、烷基、烯基、炔基、芳基，以及带有各种官 能团的烃基和芳基。Wittig试剂也就

9、是磷叶立德，是由季膦盐在强碱的作用下脱去一个氢原子而 形成。季膦盐这类化合物其中所含的磷碳键具有很强的极性，故而此类化合物具 有内盐的相关性质。在1953年，Wittig和Geissler就开始系统研究了磷叶立德与醛酮的反应， 并且把它应用在有机合成上，建立了独特的结构和合成方法。(C6H5)3P + R2CHX RCH = CH （CH ） CH32 232.3碱浓度对PTC wittig反应的影响在PTC wittig反应中，增加碱的浓度可以提高烯烃的收率，但当提高到一定 浓度后，在增加碱的浓度反而导致收率的下降，收率最大值与鏻盐正离子和负离 子（X-）的性质有关。烯烃的收率取决于烯烃生成

10、的速率与鏻盐分解速率之间的 竞争，这一竞争与碱的浓度有关，不同的反应物所需碱的浓度有所不同。2.4 PTC wittig-horner 反应1958年Horner等在wittig反应的基础上对该反应进行了改良，用磷酰基稳 定的碳负离子合成烯烃，叫wittig-horner反应。该反应在各种烯烃的合成中得到 了广泛的应用。其反应通式为：0OII碱 封 /H(C Hr0)r. PCH.R tRCRH -C=CRV R近年来，开始将PTC用于wittig-horner反应。有趣的是，膦酸酯与羧基化合物之间的相转移反应，也可以不另外再加催化 剂。实验表明，在KOH存在的条件下，几种常见的膦酸酯与醛反应

11、的产率大部 分都大于80%。不同种类的醛为原料时，相转催化Wittig-Horner反应均有较高 的收率并且产物结构以E式为主。3催化型wittig反应在合成中的应用催化型Wittig反应相比经典wittig反应具有更好的反应条件，产率高、反应 条件温和且立体选择性较为专一，因而在有机合成中有着更为广泛的应用.3.1合成烯烃Wittig反应在有机合成中最重要的应用就是利用wittig试剂为亲核试剂和醛 酮作用合成烯烃。在一定的温度(150 170C)及真空条件下，将气态的醛通过一个由碳酸钾 粉末、合适的季磷盐及聚乙二醇-600组成的反应床，冷凝导出物即可收集得到烯 烃，解决了传统反应条件及S

12、L-PTC、L-PTC条件下三苯基磷氧化物与烯烃难以 分离的问题，而且留在反应床中的Ph3P=0易再生重复使用。K3CO3CS)+PEG-6(100(1)PhjP +CH2RX 卡RCHCHRr (e+PbiPO(l)15015 托3.1.1相转移催化Wittig-Horner反应合成二苯乙烯二苯乙烯结构化合物具有比较好的光化学性能与光物理性能，在精细化工、 材料工程、生物工程等领域的应用非常广泛，越来越多学者对其合成方法的研究 也越来越重视。在工业领域内，典型的Wittig-Horner反应常常用于合成二苯乙烯类结构。 但因为该反应需在特殊的非质子极性溶剂中进行，并且需要作碱剂往往是醇钠、

13、氨基钠或氢化钠等危险试剂。存在溶剂回收困难、反应操作复杂与反应成本高的 缺点，造成了二苯乙烯类化合物在实际生产过程中耗能高、价格昂贵。近年来， 虽然在原反应的基础上进行了大量的改进，其中以Heck反应、Siegrist反应、 Knoevnagel反应等的研究为多，但是这些反应还是存在操作过于复杂、催化剂 昂贵和产率较低的缺点，因此难以实现其在工业化中的大量应用。液-液相转移催化(LL-PTC)反应具有速率快、专一性强、成本低的特点。尤 其以水相为强碱水溶液的LL-PTC在工业上的应用最为广泛。本文选用NaOH 水溶液作为碱剂，非极性有机溶剂为有机相溶剂，在相转移催化剂的作用下，以 Wittig

14、-Horner法合成二苯乙烯。LL-PTC Wittig-Horner合成方法，在对反应收率 无明显影响的条件下，可以避免使用价格昂贵的碱与难回收的偶极非质子溶剂， 同时增大产物结构的选择性。为二苯乙烯结构及其类似结构化合物的节能、高效 生产提供了依据。研究表明，用NaOH水溶液作为水相，采用液-液相转移Wittig-Horner反应 催化方法，以四辛基溴化铵为相转移催化剂、n（相转移催化剂）：n（磷酸酯）=1 : 10、水相碱液质量分数为50%、反应温度45C、甲苯为有机相溶剂，不同种 类的醛为原料时，相转催化反应均有较高的收率，均高达90%以上。产物的构象 均以E式为主，尤其是连有给电子基

15、和硝基的苯甲醛，产物全为E式结构。3.2 aza-Wittig反应合成含氮杂环化合物Staudinger在1919年首次报道了叔膦与有机叠氮化合物反应，可立即放出氮 气并几乎定量的生成膦亚胺叶立德。在此之后，Staudinger研究了膦亚胺叶立德 的反应性能，发现隣亚胺可以与醛酮反应生成席夫碱，该反应与Wittig反应的过 程极其相似，即称为aza-Wittig反应。aza-Wittig反应最新研究进展和Wittig反应类似，亚胺的与羰基化合物的 aza-Wittig反应是构造C=N双键的一种最有效的方法之一，具有反应条件温和、 副反应少、操作简单和收率高等特点。aza-Wittig反应易于和

16、其他反应串联，进 行分子内aza-Wittig或分子间的氮杂Wittig反应，构建各种五、六、七元氮杂环 等含氮的杂环化合物。另外，在全合成以及大分子体系的构建中也发挥着重要的 作用。在根据最新有机合成理念，在传统的aza-Wittig反应基础上，经过适当改进 设计出的催化型aza-Wittig反应,通过循环利用副产品氧膦来实现整个催化反应。 通过该反应，已经成功的合成了喹唑啉酮类化合物、吲唑类衍生物等杂环化合物。3.2.1催化型aza-Wittig反应合成3, 4-二氢喹唑啉3, 4-二氢喹唑啉类化合物为母体含有两个氮原子的重要的苯并杂环化合物 之一，具有多种良好的生物活性，在国内外的农药和

17、医药研究中有着广泛的应用。 目前，文献中关于3，4-二氧喹挫琳衍生物生物活性的报道比较丰富，它可用作 抗炎药、抗拒疾试剂、抗过敏剂、a-MSH诱导黑色素抑制剂、BACE-1抑制剂等, 另外其在抗癌方面也有着非常显著的药效。鉴于这类化合物具有独特的生物活 性，化学工作者们对它们产生了浓厚的兴趣，在合成3, 4-二氧喹唑啉类化合物 方面做了大量的设计和实验工作，合成了大量多取代的喹唑啉类化合物，为药物 化学家研制新型抗病毒，抗炎，抗癌新药做了大量的工作，然而喹唑啉类化合物 种类繁多，功能各异，合成方法也不尽相同。具体反应路线如下：R1-NCR3-NHaR3R2以邻叠氮基苯甲醛、羧酸、取代伯胺和异腈

18、为起始原料发生四组分Ugi反应 合成叠氮化物1，然后以二苯基甲基氧膦为催化剂，利用1的催化型aza-Wittig 反应来合成喹唑啉2。该合成路线以传统的aza-wittig反应为基础，探索出的催化型aza-Wittig反 应，且成功的实现了取代喹唑啉的合成。反应条件简单，拓宽了传统aza-wittig 反应的应用范围，也为喹啉唑衍生物的合成提供了一种新的合成方法。3.2.2二苯基甲基氧麟催化的吲唑类衍生物的合成吲唑类衍生物具有良好的生物活性和药理活性，吲唑结构单元广泛存在于天然生物碱和与生命活动密切相关的具有生物活性的分子中。包含有吲唑结构单元的分子一般都具有药物活性，在调节蛋白酶和蛋白激酶活

19、性、抗肿瘤、抗血小板 凝聚、抗炎、抗菌等方面有着非常广泛的应用价值。因此，发展化学合成方法合 成该化合物具有深远的意义。运用aza-Wittig反应合成是一条最为有效的途径。这里以合成1H-吡唑1, 5-b吲唑衍生物为例。其合成路线如下：PhMe reflux2b-P)以邻叠氮基苯甲酸和含有活波亚甲基的化合物为起始原料发生缩合反应合 成中间体叠氮化物1，1在催化条件下通过上述的合成思路发生催化的亲核加成/ 亲电加成/aza-Wittig反应合成1H-批挫1, 5-bP3吲唑类衍生物2。同时，放出等 量的催化剂二苯基甲基氧膦。二苯基甲基氧膦又在TMDS/Cu(OTf)体系中被还原 为二苯基甲基膦

20、进行到下一轮的催化循环当中去。此外，在该催化循环过程中，二苯基甲基膦与Cu(I)发生络合得到二苯基甲 基膦铜配合物，铜配合物又会可逆的得到二苯基甲基膦。结论一直以来，Wittig反应作为合成烯烃最为常用、有效的方法，在有机合成中 发挥着极其重要的作用，应用于许多天然产物的合成，越来越受到化学家们的关 注。但是，相比Wittig-Horner反应和经典的Wittig反应，催化型wittig反应具有 反应条件温和，产率高，副产物少，容易分离等特点在有机合成中的应用日益广 泛。可以预料在不久的将来，随着催化反应在合成中研究的深入，催化型Wittig 反应会在更多方面得到应用。参考文献1 李丹.非常规

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