Tipos de reacciones de Wittig

Tipos de reacciones de Wittig

1. Reacción de Horner-Wittig

   • Estereoquímica
     • La estereoselectividad de la reacción depende incialmente de la formación de intermediarios de óxidos beta-hidroxi fosfina, los cuales se constituyen como diastereoisómeros aislables.
       • Estos diastereoisómeros, tras ser tratados con una base de litio pueden originar selectivamente alquenos Z o E; siempre dependiendo de la orientación espacial de sus sustituyentes laterales.
         • • Si el intermediario óxido posee una conformación anti o sus sustituyentes laterales se encuentran en posiciones trans, el alqueno favorecido es el trans o E. Los intermediarios con estas características reciben el nombre de intermediarios threo.
           • Si el intermediario óxido posee una conformación syn o sus sustituyentes laterales se encuentran en posiciones cis, el alqueno favorecido es el cis o Z. Los intermediarios con estas características reciben el nombre de intermediarios erythro.
         • Esta consideración estérica también es visible en el estado de transición de los óxidos de beta-hidroxifosfina. En estos si los sustituyentes ocupan posiciones exo, el producto Z se favorece. En cambio, si ocupan posiciones endo por impedimentos estéricos, el producto E se favorece.
   • Reactivos y condiciones de reacción
     • Condiciones de reacción
       • En condiciones de baja temperatura y en presencia de una base de litio, la existencia del intermediario erythro predomina; razón por la cual se favorece su aislamiento y posterior eliminación syn hacia alqueno Z.
         • El uso de solventes como el THF y TMEDA también favorecen la formación del producto Z
       • Si la reacción ocurre en condiciones de temperatura moderada y en ausencia de base de litio , la formación del intermediario threo es favorecida cinéticamente. Por esta razón, se favorece consecuentemente al alqueno E.
         • El uso de solventes polares favorece el producto E.
     • Reactivo de Wittig
       • Si el reactivo de Wittig se encuentra estabilizado por resonancia, a partir de un grupo sustituyente distinto a los feniles, la formación del intermediario erythro se favorece y por la tanto, aquella del alqueno E
       • Si el reactivo de Wittig no se encuentra estabilizado por resonancia, a partir de un grupo sustituyente distinto a los feniles, la formación del intermediario threo se favorece y por la tanto, aquella del alqueno E. Cabe recalcar que este favorecimiento ocurre en mayor medida cuando el sustituyente es voluminoso.
     • Agentes reductores
       • Si tras la formación del óxido de beta-hidroxi fosfina, esta es oxidada hacia una forma beta-cetónica y posteriomente reducida con borohidruro de sodio; se obtiene el intermediario threo. Esto finalmente, favorece la formación del producto E.
         • No obstante, si la condiciones antedichas ocurren en la presencia de tricloruro de cerio, la formación del producto Z es favorecida.
   • Variación de la reacción "Clásica" que emplea óxidos de fosfina, una base de litio y aldehídos/ cetonas para dar origen a alquenos.

2. Reacción "Clásica" de Wittig

   • Es aquella que emplea iluros de fósforo y cetonas/aldehídos como reactivos de partida; para originar selectivamente alquenos E o Z.
   • Reactivos y condiciones de reacción
     • Reactivos
       • Naturaleza del iluro de fósforo
         • Si el iluro de fósforo se encuentra estabilizado por resonancia, a razón de presentar un sustituyente electroatractor, el producto predomiante es el alqueno E.
           • Este tipo de iluro se prepara en medios acuosos con bases menos fuertes (Eg: NaOH), un haluro de alquilo y trifenilfosfina.
         • Si el iluro de fósforo no se encuentra estabilizado por resonancia, a razón de presentar un sustituyente electrodonador, el producto predomiante es el alqueno Z.
           • Este tipo de iluro se prepara en condiciones de atmósfera inerte y con requerimiento de una base fuerte (Eg: BuLi), un haluro de alquilo y trifenilfosfina.
         • Si el iluro posee sustituyentes voluminosos, el alqueno Z es favorecido. En cambio, cuando los ligantes del iluro son pequeños o cíclicos (Eg: ciclohexil), el alqueno E es favorecido.
       • Naturaleza del reactivo con grupo carbonilo
         • Si el reactivo es un aldehído alifático primario, el alqueno Z se ve favorecido. En cambio, si el aldehído es aromático o alfa-beta insaturado, se favorece el alqueno E.
         • Si el reactivo es una alquil o aril cetona, el producto Z se ve favorecido.
     • Condiciones de reacción
       • Si se adiciona el medio de reacción un alquiluro de litio, el oxafosfetano puede llegar a estabilizarse por donación de carga al litio. Así, se consigue originar el producto E.
       • Control termodinámico: Si la reacción es llevada a cabo a altas temperaturas, con energías de activación bajas, con sustratos poco impedidos y de manera que esta sea de naturaleza reversible; el alqueno E es favorecido (Producto termodinámico más estable).
       • Control cinético: Si la reacción es llevada a cabo a bajas temperaturas, con sustratos impedidos y de manera que esta sea de naturaleza irreversible, el alqueno Z es favorecido (Producto cinético, primero en formarse).
       • Si se emplean condiciones de reacción apróticas, el alqueno E se favorece. En cambio, si se emplean condiciones próticas (Eg: solv. metanol o aldehídos alfa-oxigenados), el alqueno Z se favorece.
   • Estereoquímica
     • La estereoselectividad de la reacción depende intrínsecamente del mecanismo de reacción.
       • Específicamente depende de la orientación espacial de los sustituyentes laterales del oxafosfetano, formado por cicloadición [2+2] entre el iluro nucleófilico y la cetona o aldehído electrofílico.
         • • Si el oxafosfetano posee una conformación cis o sus sustituyentes laterales se encuentran en posiciones syn, el producto mayoritario resultará en un alqueno cis o Z.
             • • Cabe recalcar que los alquenos Z pueden verse desfavorecidos si el cis-oxafosfetano precursor incurre en una reacción retro-Wittig. Por contraste, los trans-oxafosfetanos demoran mucho más en incurrir en reacciones retro-Wittig.
           • Si el oxafosfetano posee una conformación trans o sus grupos sustituyentes se encuentran en posición anti, el producto mayoritario es el alqueno trans o E.

3. Reacción de Horner-Wadswoth-Emmons (HWE)

   • Reactivos y condiciones de reacción
     • Reactivos
       • Naturaleza del fosfonato
         • Si el fosfonato posee sustituyentes voluminosos, el impedimento estérico de los mismos promoverá una conformación anti en el fosfonato, razón por la cuál el alqueno favorecido será el E.
           • No obstante, el alqueno Z se puede favorecer por medio de las modificaciones Still-Genmari y el método Ando.
             • Modificación Still-Genmari
               • Implica utilizar el (2,2,2-trifluoroetil) fosfonato, el cuál promueve la poca formación de los intermediarios con conformación anti. De esta manera, predominan los intermediarios syn y por tanto, se favorece el alqueno E.
                 • Método Ando
                   • De manera similar a la modificación Still-Genmari, el método Ando promueve la eliminación del intermediario anti; en este caso empleando el bis(o-fenilmetil) fosfonoacetato.
           • El uso de alfa-fluoro fosfonatos y la base BuLi, favorece la formación del alqueno E.
             • El uso de alfa-fluoro fosfonatos y la base PrMgBr, favorece la formación del alqueno Z.
           • Cabe recalcar que los fosfonatos se preparan a partir de fosfitos de trialquilo y alquiluros de bromo. Adiconalmente, cada fosfonato puede modificarse por alquilación o acilación.
       • Naturaleza del reactivo con grupo carbonilo
         • Si el reactivo con grupo carbonilo presenta alguna otra función oxigenada en posiciones alfa o beta, el alqueno E se ve favorecido. Esto ocurre a razón de estabilización por resonancia,de los intermediarios del fosfonato.
     • Condiciones de reacción
       • Se requieren condiciones vigorosas de reacción para la interacción entre fosfonatos y cetonas, especialmente por la mayor estabilidad de estas últimas.
       • En condiciones normales de reacción, el uso de aldehído de cadena larga resulta en imposibilidad de reacción.
       • En condiciones normales de reacción, aquellas cetonas que pueden enolizarse originan bajos rendimientos de alqueno.
   • Estereoquímica
     • La estereoselectividad de la reacción depende nuevamente del mecanismo de reacción.
       • En el caso de la HWE depende del orientación espacial de los sustituyentes laterales en los intermediarios oxianión, formados por la interacción fosfonato y compuesto con carbonilo; y el intermediario de cuatro miembros, formados por la ciclación de los oxianiones.
         • • Si el oxianión e intermediario de 4 miembros poseen una syn o sus sustituyentes laterales se encuentran en posiciones cis, el producto mayoritario resultará en un alqueno cis o Z.
           • Si el oxianión e intermediario de 4 miembros poseen una anti o sus sustituyentes laterales se encuentran en posiciones trans, el producto mayoritario resultará en un alqueno trans o E.
   • Variación de la reacción "Clásica" que reemplaza los iluros de fósforo, como reactivos de partida, por carbaniones del tipo fosfonato. De igual manera, también emplea cetonas o aldehídos.

4. Dependiendo de la naturaleza del reactivo de fósforo empleado, la reacción de Wittig posee tres tipos principales.

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