Wittig Reaction (Stabilized Ylide)
Wittig反応(安定化イリド・E選択):ベンズアルデヒド PhCHO + Ph3P=CHCOCH3(安定化イリド)→ (E)-4-フェニル-3-ブテン-2-オン((E)-エノン)+ トリフェニルホスフィンオキシド Ph3P=O。C=OをC=Cに置き換える炭素–炭素二重結合形成で、アルデヒドがα,β-不飽和メチルケトン(エノン)に変わる。安定化イリドではオキサホスフェタン形成が可逆・熱力学支配になり、立体障害の小さいtrans型オキサホスフェタンを経てE体が主生成物になる。
R–CHO + Ph₃P=CH–EWG → R–CH=CH–EWG(E選択)+ Ph₃P=O
安定化リンイリドがアルデヒドと反応してC=Cを作り、熱力学支配でE体アルケンを主に与える反応である。
巻矢印はA=攻撃 / B=脱離・π形成 / C=プロトン移動。本文の (A)(B)(C) は図中の同色の矢印を指します。
試薬・条件Ph3P=CHCOCH3(安定イリド)
イリド隣り合う原子に+と-の電荷が同居した、中性だが反応性の高い化学種。のP=C二重結合(カルバニオン炭素の上に負電荷を持つ化学種で、強い求核剤・塩基としてはたらく。性のC69)が、アルデヒドのカルボニル炭素と酸素が二重結合したC=O構造。炭素が電子不足で、求核剤に攻められる。炭素C9を攻撃して新しいC69–C9結合を作る(A)。玉突きでC9=O10のπ電子が酸素O10へ降りてアルコキシドアルコールのO–Hが外れ、酸素上に負電荷を持った陰イオン。強い求核剤・塩基である。(O⁻)になる(B)。リンは正電荷(P⁺)、酸素は負電荷(O⁻)の双性イオン=ベタインになる。ベンゼン環は反応に関与しない傍観者。
Q.なぜイリドの炭素が求核剤電子が余っていて、電子の足りない相手(求電子剤)へ電子対を差し出して結合をつくる化学種。になれるのか
A.イリドは Ph3P⁺–C⁻ ↔ Ph3P=C の共鳴1つの構造式では描き切れない電子の広がりを、複数の極限構造で表す考え方。で、炭素に高い電子密度(カルバニオン性)を持つから。隣のリンが正電荷を安定化し、炭素がカルボニルへの求核剤になる。
ベタインのアルコキシドアルコールのO–Hが外れ、酸素上に負電荷を持った陰イオン。強い求核剤・塩基である。酸素O10⁻の孤立電子対結合に使われず、原子の上に対で残っている非共有の電子対。求核剤として攻める手になる。が、正電荷を帯びたリンP⁺50を攻撃して新しいO10–P50結合を作る(A)。四員環(P50–C69–C9–O10)のオキサホスフェタンが閉環する。リンは5価の中性、電荷が消える。
四員環が[2+2]逆開裂で同時に2本切れる。P50–C69結合の電子がC9=C69の二重結合を作りに行き(B)、C9–O10結合の電子がP50=O10の二重結合を作りに行く(B)。アルケン((E)-4-フェニル-3-ブテン-2-オン:PhCH=CH–COCH3)と、非常に安定なトリフェニルホスフィンオキシド Ph3P=O に分かれる。安定イリド隣り合う原子に+と-の電荷が同居した、中性だが反応性の高い化学種。なのでE体が主に得られる。
Q.なぜ一気に分かれるのか(駆動力)
A.生成するP=O結合が非常に強く安定だから。四員環のひずみ解消とP=O生成が、[2+2]逆開裂を不可逆に駆動する。
同じ中間体・対になる選択性・連続する変換など、位置の近い反応です。反応マップで全体の中での位置も見られます。
原子の保存・電子の流れ・生成物への到達を機械で検証しています。妥当な経路は複数ありえます。
| 矢印⇄結合変化の整合 | 整合 — fail=0 / check=0(全3段) |
|---|---|
| 電荷保存 | 保存 — 全段で電荷保存 |
| 中間体の鎖の連続 | 連続 — 中間体の鎖が連続 |
| 生成物への到達(内部整合) | 到達 — 看板の生成物が機構中で実際に生成 |
| 生成物の分子式 | C10H10O |
| PubChem 照合 | 未照合 — キャッシュに結果なし |