aza-[2,3]-Wittig rearrangement

aza-[2,3]-Wittig rearrangement

重要性 机理 合成应用

重要性

[开创性文献^1,2；综述³；改进与优化^4-14；理论研究^9,15]

α-金属化醚高立体选择性重排为金属烷氧化物的反应称为Wittig重排，由G. Wittig和L. Löhmann于1942年首次报道¹⁶。

该反应的产物在水解后为仲醇或叔醇。 该反应的氮类似物是电子等排的aza-Wittig重排，涉及α-金属化叔胺重排为骨架重排的金属酰胺，经过后处理得到相应的同烯丙基仲胺。 研究表明，aza-[2,3]-Wittig重排与氧系列反应一样，通过锂负载碳的构型反转发生¹⁷。 aza-Wittig重排不应与Stevens或Sommelet-Hauser重排混淆，后两者都需要季铵盐作为起始材料。 Stevens和Sommelet-Hauser重排可能导致副产物，如季铵盐在强碱处理下，通过邻位烷基迁移生成重排叔胺。 在苄基三烷基铵盐的情况下，Sommelet-Hauser重排在低温下竞争，生成邻位取代的苄基二烷基胺，经过[2,3]-σ迁移重排生成产物³。

总体而言，由于缺乏热力学驱动力，α-金属化胺的aza-[2,3]-Wittig重排比α-金属化醚慢得多且选择性较低。 当由于环应变的缓解加快反应速率时，例外也有报道。

机理^18-22,9

aza-[2,3]-Wittig重排通过协同过程发生，经过一个含六电子、五元环的信封状过渡态。 根据Woodward-Hoffmann规则，[2,3]-σ迁移重排是热允许的协同重排，以对两个片段超面的方式进行。 因此，aza-[2,3]-Wittig重排是一步S_Ni反应，通过超面烯丙反转实现区域专一性碳-碳键形成，其中杂原子功能从烯丙位转位到同烯丙位. 这些重排的驱动力是形式负电荷从较低电负性的α-碳转移到较高电负性的杂原子。

合成应用

J.C. Anderson实验室利用aza-[2,3]-Wittig重排作为关键步骤完成了(±)-海人酸的全合成，建立了C2和C3之间的正确相对立体化学²³。

C4立体中心通过碘内酯化反应建立。

适当取代的乙烯基氮杂环丙烷的aza-Wittig重排导致了四氢吡啶的立体选择性生成，这是哌啶合成中的关键中间体。

I. Coldham等人报道了2-酮氮杂环丙烷利用aza-[2,3]-Wittig重排的一锅两步法合成不饱和哌啶²⁴。 2-酮氮杂环丙烷与两当量膦叶立德反应生成乙烯基氮杂环丙烷，该化合物通过[2,3]-σ迁移重排伴随氮杂环丙烷开环生成不饱和哌啶。 J.C. Anderson等人研究表明，将C2三烷基硅基取代引入烯丙胺前体中，可使碱诱导的aza-[2,3]-σ迁移重排以优异的产率和非对映选择性进行¹⁴。 重排前体需要基于羰基的氮保护基，以对反应中所需的过量强碱稳定。 N-Boc和N-苯甲酰基在稳定产物阴离子和引发去质子化方面表现良好。 迁移基团需通过共振稳定初始阴离子，且重排需pKa>22。 产物以高anti非对映选择性（10:1-20:1）生成。