什么是witting试剂-什么是 Wittig 试剂

Witting 试剂，也就是 Wittig 试剂，说白了就是咱们有机合成里最让人头秃，又最让人上头的“魔法粉末”。别一听它名字就吓跑，它实际上就是乙氧基羰基（Phosphorane）和羰基碳（Carbonyl）那对欢喜冤家的结合体。
这就好比你手头有一把生锈的铁锤（Phosphorane），手里还有一块砖头（Carbonyl），只要把它们凑在一起，轰隆隆一声，就能在纸上打出一种超级漂亮的花纹，就连能把分子骨架直接敲碎重组。 这东西最经典的应用就是做烯烃，特别是那些能跟醛酮起反应的烯烃。想象一下，你手里拿着一个缺了半截腿的骨架，Witting 试剂就是那个修腿的工匠。它反应的时候，会把磷原子上连着的甲基拉下来，变成碳碳双键，再亲手挂上一块新的烯烃片段。
这一来一回，双键的位置、大小就连方向，全看你在反应终点如何“点睛”。
要是你选错了那个烯烃片段，直接把双键焊死在毛病的位置上，那跟写错错别字有啥区别？故此，Witting 试剂的选错是合成大牛时最常见的大忌之一。 反应本身实际上挺好办，就是个酸碱催化的过程。磷叶立德（Phosphoryl ylide）里的磷负电荷像磁铁一样吸着羰基的电子云，羰基出于电子云被拉走了，变得缺电子，瞬间就愿意把它的碳给磷抢走。
这一步别看快，但一旦抢走，整个分子骨架就彻底变了样。
这时候，溶液的 pH 值就成了定海神针。
要是 pH 高，磷叶立德就“活”不住，直接分解成无用的磷化氢气体，等于白跑一趟；要是 pH 忒低，羰基别看被抢走了，但磷叶立德还没砍下来，反应就卡住了，要么变成不稳定的中间体，要么就是彻底没反应。
故此，管住 pH 就是管住反应的生死线。 为了确保反应能跑通，务必把 Phosphorane 这种带负电且极不稳定的小东西，先变成能稳定存有的 Phosphonium salt（季铵盐）。
这就好比你要去一个悬的地方探险，你得先把背包带上，然后找个临时落脚点（比如四氯化碳要么丙酮）放一放。把 Phosphorane 和卤代烃反应，生成 Phosphonium salt，这时候磷上多了一个正电荷，它就“胖”多了，变得不那么易受攻击，能在溶液中安稳待着，直到你找到那个完美的羰基去“讨饭”。
要是这一步没做好，直接扔进反应液里，你不仅得不到想要的烯烃，还可能拿到一堆乱七八糟的副产物。 最让人头疼的副功能是消除反应。你辛辛苦苦把磷叶立德做成，结局又把它扔回反应液里，没等反应跑完，它自己就裂解了，生成了乙炔要么碳碳三键，要么直接把 Phosphorane 生成了磷化氢。
这就好比你在盖楼，砌好一层砖头，结局立马又拆掉了，堆在一起变成了脚手架。消除反应形成的乙炔气体在加热时还会回来，和原有的烯丙基阳离子形成重排，生成烯丙基乙炔，要么更糟的，生成四碳四烯。
这意味着，你当作你辛辛苦苦做了一次，实际上可能做成了六碳十二烯，就连更多。
故此在做这类反应时，要是产物里混了乙炔，那根本上就是废油（waste oil），要不就你打算把它当燃料烧掉。 Orthoformate 衍生物就是专门用来对抗这种“自毁”本事的。
一般/平平的 Phosphorane 一旦暴露空气，要么在碱性条件下，就难以管住地自我分解。而用亚甲基三甲基硅基（TMS）要么苯基三甲基硅基（BPA）改一下，把磷原子“包”在一大团硅原子里，这就给它加上了厚厚的铠甲。
这团硅铠甲不仅隔绝了空气，还像给磷叶立德加了缓冲垫，使得它在反应液中能“待”几个小时，就连过夜，而不是一触即发。
要是反应条件略微温和一点，比如管住 pH 在 5-6 之间，要么略微加热，这团铠甲就能帮你顺利搞定从 Phosphorane 到 Phosphonium salt 的重构，让你有充足的工夫去观察反应进度，而不是在反应终止时才惊恐地发现瓶底全是气体。 在实际操作里，我们一般先配好 Phosphonium salt，然后慢慢滴加到羰基试剂里，要么反过来加（这取决于具体的溶剂体系）。滴加的时候要慢，像下棋一样，速看慢下。一旦溶液变浑浊要么分层了，说明反应已经启动了。
这时候，你能够留着底层的 Phosphonium salt，把它用还原剂（比如 NaBH4 或 LiAlH4）还原成烷烃，要么直接用它做消除反应，看看能不能拿到你想要的炔烃。
要是发现产物里混了乙炔，那就得赶紧加几滴酸性水，把富余的 Phosphorane 赶出来，要么用萘酚（Naphthol）这种显色剂试试，看看有没有乙炔形成的证据。 Witting 试剂的魅力在于它让分子重排变得可控。
那会儿做这种反应，全凭经验，看哪位的经验多哪位就能抢跑。目前有了 Witting 试剂，你能够精确地管住双键的位置。
比如你想做 1-辛烯，你就选辛烯作为底物；想做 2-己烯，你就选己烯。别看理论上你能够用其他烯烃，但用同一个烯烃做两次实验，往往拿到的产物是一样的，出于底物没变。
这大大削减了副反应的形成，也让后续的分离纯化变得好办多了。 自然，Witting 试剂也不是圣杯。它有明显的缺点。最大的难题是它一般比较不稳定，配制和使用时需求小心，特别是涉及到高温要么强碱性条件时。并且，它每次只能制备一分子，理论上只能做一次反应。
要是你连续做大量次，就需求不断配新的试剂，这增添了成本。
另外，反应后处理的时候，时常会出于乙炔气体的逸出要么副产物的生成，害得产率不高，并且分离出来的有机层里，往往还夹杂着磷化氢的气体，要是不除干净利落，后续的反应还可能受影响。 总的来说，Witting 试剂是合成烯烃的大战士，但它不是无敌的神。它需求你对 pH 值有精准的把控，需求你懂得如何处理消除反应带来的隐患，还需求你对重排反应有心理预备。但只要你把它用对了，能用它把磷叶立德变成烯烃，那在化学合成这条路上，它绝对是绕不开的主角。
毕竟，哪位不想让反应自己变一变，而不用自己去动手拆下双键重新打上新的一杠？