硫葉立德

通式類的化合物

硫葉立德通式為的一類化合物。硫葉立德具有被一個相鄰的正硫離子所穩定的負碳離子結構:負碳離子是一個強親核體,它具有活潑親核試劑的條件。利用這種硫葉立德,可以製備環丙烷化合物,也可用來製備環氧乙烷類化合物;

背景知識


葉立德:ylide,內鎓鹽,是指含有下列結構的一類化合物。
硫葉立德
硫葉立德
雜原子X可以是:N,P,As,Sb,S等。
許多物理和化學的研究表明,葉立德中碳原子和雜原子間的鍵帶有雙鍵的性質,其結構可以如下圖所示:
硫葉立德
硫葉立德

發展歷史


最常用的硫葉立德就是由二甲基亞碸二甲硫醚與碘甲烷反應製備。
最早由William Johnson在1961年發現的。他原本想嘗試實現9-二甲硫基芴與對硝基苯甲醛之間的Wittig 反應合成烯烴,結果用兩者反應后未能如膦或胂葉立德和苯甲醛的反應那樣得到苯亞甲基芴,而是得到了環氧亞苄基芴,從而偶然發現了此反應。此後Corey和Chaykovsky發現了二甲基亞甲基鋶葉立德(CH)SCH和另一種亞碸葉立德試劑——二甲基氧代亞甲基硫葉立德(CH)SOCH(Dimethyloxosulfonium methylide),即Corey-Chaykovsky試劑。
硫葉立德
硫葉立德

製備和應用


製備

硫葉立德和氧硫葉立德
硫葉立德
硫葉立德

應用

(1)與簡單醛酮生成環氧化物
硫葉立德
硫葉立德
機理是氧原子發生分子內親核取代反應。Corey-Chaykovsky反應,簡稱CCR,卡沃斯基反應,指一類用於合成環氧化合物,氮雜環丙烷,和環丙烷這類含有三元環結構的有機化合物的反應。
硫葉立德一般在低溫下反應,低溫有利於動力學產物的形成。
硫葉立德
硫葉立德
但是氧硫葉立德在弱鹼下比較穩定,且較高的溫度有助於熱力學產物的形成。
硫葉立德
硫葉立德
(2)與α-β不飽和羰基化合物的反應
硫葉立德
硫葉立德
硫葉立德與α-β不飽和羰基化合物反應產物仍為環氧化物。機理如下:
硫葉立德
硫葉立德
氧硫葉立德與α-β不飽和羰基化合物反應產物主要是含環丙烷的產物:
硫葉立德
硫葉立德
(3)形成環氧化物的立體選擇性
硫葉立德主要是從位阻小的一側進攻,以動力學產物為主。
硫葉立德
硫葉立德
氧硫葉立德傾向於形成比較穩定的中間體,只有熱力學控制的產物。
硫葉立德
硫葉立德

比較


磷葉立德的比較
磷葉立德:由三級膦與鹵代烴反應,經強鹼(如苯基鋰)處理而得。一般均不經離析而直接用於後續合成反應。由於有相反電荷共存於共價鍵分子內,使之表現出若干獨特性質。碳負離子部分的電子進入磷原子的3d空軌道形成反饋鍵,使磷葉立德具有相當穩定性。負碳離子易發生一系列親核反應,是製備烯烴的重要方法,如合成昆蟲信息 素、維生素、植物色素等。主要應用是witting反應:羰基用磷葉立德變為烯烴,稱Wittig 反應(葉立德反應、維蒂希反應)。這是一個非常有價值的合成方法,用於從醛、酮直接合成烯烴。
兩種葉立德不同的反應機理:
硫葉立德
硫葉立德