概要

基本文献

• Wittig, G.; Scholkopf, U. Ber. 1954, 87, 1318. doi:10.1002/cber.19540870919
• Wittig, G.; Scholkopf, U. Ber. 1955, 88, 1654. doi:10.1002/cber.19550881110

<Schlosser Modification>

• Schlosser, M.; Christmann, K. F. Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 1966, 5, 126. doi:10.1002/anie.196601261

<Mechanism>

• Byrnea, P. A.; Gilheany, D. G. Chem. Soc. Rev. 2013, 42, 6670. doi:10.1039/C3CS60105F

<review>

• Maercker, A. Org. React. 1965, 14, 270.
• Vollhardt, K. P. C. Synthesis 1975, 765. DOI: 10.1055/s-1975-23920
• Becker, K. B. Tetrahedron 1980, 36, 1717. doi:10.1016/0040-4020(80)80068-8
• Murphy, P. J.; Brennan, J. Chem. Soc. Rev. 1988, 17, 1. DOI: 10.1039/CS9881700001
• Maryanoff, B. E.; Reitz, A. B. Chem. Rev. 1989, 89, 863. DOI: 10.1021/cr00094a007
• Cristau, H.-J. Chem. Rev. 1994, 94, 1299. DOI: 10.1021/cr00029a006
• Burton, D. J.; Yang, Z.-Y.; Qiu, W. Chem. Rev. 1996, 96, 1641. DOI: 10.1021/cr941140s
• Nicolaou, K. C.; Harter, M. W.; Gunzner, J. L.; Nadin, A. Liebigs Ann. 1997, 7, 1283. DOI: 10.1002/jlac.199719970704
• 田中圭, 富士薫 有機合成化学協会誌 1998, 56, 521. doi:10.5059/yukigoseikyokaishi.56.521
• Murphy, P. J.; Lee, S. E. J. Chem. Soc. Perkin Trans. 1 1999, 3049. DOI: 10.1039/A803560A
• Hoffmann, R. W. Angew. Chem. Int. Ed. 2001, 40, 1411. [abstract]
• Rein, T.; Pedersen, T. M. Synthesis 2002, 579. DOI: 10.1055/s-2002-23535
• Xu, S.; He, Z. RSC Adv. 2013, 3, 16885. DOI: 10.1039/C3RA42088D

開発の経緯

Heidelberg大学のゲオルク・ウィッティヒ(Georg Wittig)によって開発された。有機リンを用いる有機合成化学への貢献が評価され、H.C.Brownとともに1979年のノーベル化学賞を受賞している。

Georg Wittig (引用：nobelprize.org)

反応機構

まず、リンイリドがカルボニル化合物に付加し、ベタイン中間体もしくはオキサホスフェタン中間体を生じる。引き続きホスフィンオキシドが脱離してアルケンを与える。リン―酸素結合が強いことが、反応を進行させる駆動力となっている。オキサホスフェタン中間体については、配位子のデザインにより安定化されたものが単離・構造決定されている。一方でベタイン中間体については現在に至るまで確認されておらず、存在は推測の域を出ない。

安定イリドの場合には、カルボニル＋リンイリド付加段階が可逆となる。熱力学的支配下にもっとも安定となるオキサホスフェタン中間体を経由し、反応が進行する。このためE-オレフィンが主生成物になる。

不安定イリドの場合には試薬の反応性が高く、カルボニル＋リンイリドの付加が不可逆的に進行する。このため速度論支配型の遷移状態を経てオキサホスフェタン中間体が生成する。具体的には、もっとも立体反発の少ない下図のような四員環遷移状態を経由する。引き続くホスフィンオキシドの脱離を経て、Z-オレフィンを与える。 リチウム塩などが系中に含まれるとZ-選択性は低下するので注意。

反応例

リンイリドをアルデヒドに低温で付加させて生じる中間体を、PhLiなどの強塩基で処理すると、β-オキシドイリドが生成する。これは熱力学的に安定なthreo型に速やかに移行することが知られている。これを活用すれば、不安定イリドからE-オレフィンが合成できる(Schlosser変法)。β-オキシドイリドは様々な求電子剤とも反応するため、多官能基化も可能である。

リンイリド試薬は通常エステルとは反応しないが、分子内反応は例外。エノールエーテル型生成物を与える。

MOMClとPPh₃から調製されるメトキシメチレントリフェニルホスフィンは、アルデヒド/ケトンの一炭素増炭剤として有用である。[1]

ホスホラン化合物は還元されやすい特性を利用し、リンを触媒量に減じたWittig反応が近年開発された[2]。

カルボニル化合物の代わりにスルホニルイミンを求電子剤とすれば、窒素置換基に応じてオレフィンの幾何異性が制御される[3]。

実験手順

ケトンからexo-オレフィンへの変換[4]

メチルトリフェニルホスホニウムブロミド(7.84 g, 21.6 mmol)を無水THF(10 mL)に懸濁し、-78℃に冷却してn-ブチルリチウム(20.7 mmol)を加える。反応混合物を0℃に昇温し、1時間撹拌。再び-78℃に冷却し、ケトン(6.3 g, 19.77 mmol)のTHF溶液(90 mL)をゆっくり加える。その後0℃で5時間撹拌。塩化アンモニウム水溶液を0℃で加えて、エーテルで目的物を抽出する。有機相をまとめて飽和食塩水で洗浄後、無水硫酸ナトリウムで乾燥。濾過後、溶媒を減圧留去して、残渣をフラッシュカラムクロマトグラフィ(ヘキサン/酢酸エチル=10/1)で精製し、目的物を得る(5.25g、収率84%)。

※メチルトリフェニルホスホニウムブロミドはイオン性化合物であり、しばしば水を含んでいる。精密に行いたい場合は減圧乾燥して使う。

参考文献

1. Levins, S. G. J. Am. Chem. Soc. 1958, 80, 6150. DOI: 10.1021/ja01555a068
2. (a) O’Brien, C. J.; Tellez, J. L.; Nixon, Z. S.; Kang, L. J.; Carter, A. L.; Kunkel, S. R.; Przeworski, K. C.; Chass, C. A. Angew. Chem. Int. Ed. 2008, 48, 6836 DOI: 10.1002/anie.200902525 (b) O’Brien, C. J. et al. Chem. Eur. J. 2013, 19, 15281. DOI: 10.1002/chem.201301444
3. Dong, D.-J. .; Li, H.-H. ; Tian, S.-K. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 5018. DOI: 10.1021/ja910238f
4. White, J. D.; Wang, G.; Quaranta, L. Org. Lett. 2003, 5, 4983. DOI: 10.1021/ol035939e

関連反応

• ジョンソン オレフィン合成 Johnson Olefination
• コーリー・チャイコフスキー反応 Corey-Chaykovsky Reaction
• アザ-ウィッティヒ反応 Aza-Wittig Reaction
• ペタシス試薬 Petasis Reagent
• セイファース・ギルバート アルキン合成 Seyferth-Gilbert Alkyne Synthesis
• ピーターソンオレフィン化 Peterson Olefination
• テッベ試薬 Tebbe Reagent
• マクマリーカップリング McMurry Coupling
• ミカエリス・アルブゾフ反応 Michaelis-Arbuzov Reaction
• コーリー・フックス アルキン合成 Corey-Fuchs Alkyne Synthesis
• 高井・内本オレフィン合成 Takai-Uchimoto Olefination
• ジュリア・リスゴー オレフィン合成 Julia-Lythgoe Olefination
• ホーナー・ワズワース・エモンス反応 Horner-Wadsworth-Emmons (HWE) Reaction
• 高井・ロンバード反応 Takai-Lombard reaction
• 武田オレフィン合成 Takeda Olefination

関連書籍

関連リンク

• Wittig Reaction (organic-chemistry.org)
• ウィッティヒ反応（Wikipedia日本）
• Mechanism of Wittig Reaction
• Wittig Reaction（Wikipedia）
• Georg Wittig （Wikipedia）
• Georg Wittig-Curriculum Vitae
• Wittig&Horner-Emmons Reaction (和光純薬：PDF)
• Wittig&Horner-Emmons Reaction （東京化成：PDF）