甲氧甲酰基甲基三苯基溴化膦
[CAS 1779-58-4]

基本信息

• 产品分类: 化学试剂 >> 有机试剂 >> 卤化磷
• 产品名称: 甲氧甲酰基甲基三苯基溴化膦
• 英文名: (Carbomethoxymethyl)triphenylphosphonium bromide
• 别名: CMMTPPB
• 分子式: C₂₁H₂₀BrO₂P
• 分子量: 415.26
• CAS 登录号: 1779-58-4
• EC 号码: 217-222-0
• 分子行输入简码SMILES: COC(=O)C[P+](C1=CC=CC=C1)(C2=CC=CC=C2)C3=CC=CC=C3.[Br-]

物理化学性质

• 熔点: 172 °C (分解) (实验值)

安全数据

• 危险品标志: GHS07 警告
• 危害标签: H315-H319-H335
• 防护标签: P261-P264-P264+P265-P271-P280-P302+P352-P304+P340-P305+P351+P338-P319-P321-P332+P317-P337+P317-P362+P364-P403+P233-P405-P501

危害分类

危害	分类	类别码	危害标签
皮肤刺激	Skin Irrit.	2	H315
眼刺激	Eye Irrit.	2	H319
特定目标器官毒性—单次接触	STOT SE	3	H335

chemBlink 化学品故事

(Carbomethoxymethyl)triphenylphosphonium bromide（甲氧羰基甲基三苯基溴化膦，CAS 1779-58-4）是一种主要用于有机合成中形成碳碳键的有机磷盐，也称为 (methoxycarbonylmethyl)triphenylphosphonium bromide 或 (2-methoxy-2-oxoethyl)triphenylphosphonium bromide。其分子式可以表示为 C₂₁H₂₀BrO₂P，分子量为 415.26。结构上，它由带有 methoxycarbonylmethyl group 的 triphenylphosphonium 阳离子和 bromide 阴离子组成。

这个化合物属于与 Wittig reaction 密切相关的一类重要 phosphonium salts。Wittig reaction 是二十世纪有机合成中具有里程碑意义的反应之一，它能够把 aldehyde 或 ketone 的 carbonyl group 转变成 carbon-carbon double bond。因此，这个反应并不仅仅是改变一个已有官能团，而是直接形成新的 C=C 键，从而改变整个分子的碳骨架。

(Carbomethoxymethyl)triphenylphosphonium bromide 通常并不是直接完成 olefination 的活性物种。在适当碱的作用下，与 phosphorus 相邻的碳原子失去一个质子，形成相应的 phosphorus ylide，通常写作 methyl (triphenylphosphoranylidene)acetate，Ph₃P=CHCO₂Me。由于 ylide carbon 同时与 ester group 相邻，因此它属于 stabilized Wittig ylides。

Ester group 的存在非常重要。当这个 ylide 与 aldehyde 反应时，通常可以生成 α,β-unsaturated methyl ester。用最简单的形式表示，一个 aldehyde R-CHO 可以转化成 R-CH=CH-CO₂Me。也就是说，这个反应一次完成两件事情：把原来的 carbonyl oxygen 从最终碳骨架中移走并形成 C=C，同时把一个含 ester 的二碳片段接到原来的分子上。

这种转化通常称为 olefination。它特别有用，因为 α,β-unsaturated esters 本身又是一类用途广泛的 synthetic intermediates。共轭的 C=C 和 carbonyl group 可以继续参与 hydrogenation、conjugate addition、cycloaddition、reduction、oxidation 等多种反应。因此，一个 Wittig step 不仅制造了一条新的碳碳键，还可能为后面的多步合成建立新的反应平台。

Stabilized ylides 还具有比较典型的立体化学特征。Ester-stabilized phosphorus ylides 与许多 aldehydes 反应时往往倾向于形成 E alkene，不过实际的 E/Z ratio 会受到底物结构和反应条件影响。公开的 methoxycarbonylmethyltriphenylphosphonium salt 反应实例中，就曾得到以 E-configured cinnamate-type products 为主的产物混合物。

这个 phosphonium salt 本身可以通过一个非常直接的 quaternization reaction 制备。Triphenylphosphine 与 methyl bromoacetate 反应，phosphorus 对带溴的碳进行亲核取代，生成 phosphonium bromide，通常以白色固体析出。公开实验报道可以以很高甚至接近定量的收率得到这种盐。一个非常普通的 substitution reaction，就这样制造出了一个能够进一步完成复杂碳碳键构建的试剂。

下一步正好说明 phosphonium salts 为什么如此有用。位于带正电 phosphorus 与 ester carbonyl 之间的碳，其 hydrogen 相对容易被碱除去。Deprotonation 以后形成 ylide，而邻近的 ester group 又能够稳定这个结构。随后，这个 ylide 就可以与 aldehyde 或 ketone 的 carbonyl group 发生反应。

从反应机理看，Wittig reaction 最精彩的地方之一，是利用 phosphorus 推动 oxygen 被 carbon fragment 取代。Ylide 与 carbonyl compound 之间形成新键，整个过程通常通过 betaine 和 oxaphosphetane 等模型来描述，最后分解生成 alkene 和 triphenylphosphine oxide。形成很强的 phosphorus-oxygen bond，是推动整个过程的重要热力学因素之一。

这种化学的重要性最终获得了最高层次的认可。Georg Wittig 与 Herbert C. Brown 分享了 1979 Nobel Prize in Chemistry，以表彰他们在有机合成中使用含 phosphorus 和 boron compounds 的研究。此后，以 Wittig 命名的 olefination reaction 成为在复杂分子的指定位置构建 carbon-carbon double bond 的标准工具之一。

CAS 1779-58-4 已经进入许多不同类型的合成研究。公开商业文献列出了它在通过 Wittig chemistry 制备 GSK-3 inhibitor candidates、具有生物活性研究背景的 substituted furanones、photochromic dithienylethene derivatives，以及用于进一步复杂 cyclization sequences 的 intermediates 等方面的应用。这些实例说明，同一种 phosphonium salt 可以服务于 pharmaceutical chemistry、heterocyclic chemistry 和 materials-oriented synthesis。

这个试剂还有一个很实用的特点：它把“储存形式”和“反应形式”分开。Phosphonium bromide 是可以分离和操作的 crystalline salt，而真正进行 carbon transfer 和 olefination 的则是相应的 ylide。因此，化学家可以保存相对方便处理的 precursor，需要时再产生具有反应性的 ylide。有些实验甚至可以在同一个 reaction vessel 中先形成 ylide，随后直接加入 aldehyde 完成 Wittig reaction。

这也解释了为什么不能简单把这个化合物理解成一个“含 ester 的中间体”。它的大部分 triphenylphosphonium framework 并不会成为目标分子的一部分。三个 phenyl groups 和 phosphorus 最终主要以 triphenylphosphine oxide 的形式离开。真正有合成价值的是它送入目标分子的那个小型 carbon fragment，以及它帮助建立的新 double bond。

因此，(Carbomethoxymethyl)triphenylphosphonium bromide 代表了一种与普通 building block 不同的合成试剂。许多 building blocks 会把自己相当明显的一部分永久留在最终分子中，而这个试剂更像一件“分子施工工具”：它暂时组织原子，使新的 carbon-carbon bond 能够形成，把需要的碳片段送到指定位置，然后让自己大部分结构退出反应。

这也正是 Wittig chemistry 在发现几十年以后仍然非常优美的原因。一个体积很大的 phosphorus-containing reagent，最终完成的却是一项非常精确的分子工程：在一个小小的 carbonyl group 上改变原子的连接方式，增加新的碳，并在合成设计要求的位置建立一条 carbon-carbon double bond。

References

1. Sigma-Aldrich. (Methoxycarbonylmethyl)triphenylphosphonium bromide. CAS 1779-58-4. Molecular weight 415.26; reaction suitability: C-C bond formation.

2. Wittig, G.; Haag, W. (1955). "Uber Triphenyl-phosphinmethylene als olefinbildende Reagenzien." Chemische Berichte, 88, 1654-1666.

3. Maryanoff, B. E.; Reitz, A. B. (1989). "The Wittig Olefination Reaction and Modifications Involving Phosphoryl-Stabilized Carbanions. Stereochemistry, Mechanism, and Selected Synthetic Aspects." Chemical Reviews, 89, 863-927.

4. Byrne, P. A.; Gilheany, D. G. (2013). "The modern interpretation of the Wittig reaction mechanism." Chemical Society Reviews, 42, 6670-6696.

5. Nobel Prize. The Nobel Prize in Chemistry 1979: Herbert C. Brown and Georg Wittig.

6. Chemical synthesis records for CAS 1779-58-4 describing preparation from methyl bromoacetate and triphenylphosphine and subsequent formation of methyl (triphenylphosphoranylidene)acetate.