E' una reazione molto simile a quella delle ilidi di Wittig (potremmo dire che ne è una variante), ma con alcune differenze sostanziali.
Vediamo prima il meccanismo di reazione:
1) La prima parte della reazione è la reazione di Arbuzov. Il fosforo del fosfito alchilico presenta un doppietto di non condivisione (P appartiene al V gruppo). Questo doppietto è particolarmente disponibile (il fosforo è un ottimo nucleofilo), e va ad attaccare il carbonio elettrofilo (δ+) a cui è legato l' alogeno. La reazione è una SN2 e si ha contestualmente l'uscita di Br-.
2) Si ottiene un intermedio con la carica positiva sul fosforo. Questo fa si che i carboni legati agli ossigeni siano centri elettrofili particolarmente attivati. Pertanto, anche il pessimo nucleofilo Br- riesce a dare sostituzione su uno di questi. Contestualmente, l'ossigeno (molto più elettronegativo di C) prende gli elettroni di legame.
Abbiamo ottenuto un estere fosfonato, il substrato di partenza per la reazione di Horner - Wadsworth - Emmons.
Il vantaggio dell'estere fosfonato è che su di esso possiamo generare il carbocatione molto più facilmente rispetto a quanto visto per le ilidi di Wittig, ovvero anche usando una base un po più debole, come ad esempio un idruro.
3) Una volta generato il carboanione anche in questo caso lo facciamo reagire con l'aldeide (o chetone). Il doppietto si addiziona al carbonile e si giunge ad un intermedio con carica negativa sull'ossigento. Sempre nella reazione di Wittig abbiamo già visto come sia molto favorito termodinamicamente il legame P-O. L'intermedio evolve spontaneamente tramite un meccanismo concertato a darci il prodotto con il legame doppio. (Si spezza il legame C-P, polarizzato a favore del carbonio, contestualmente alla formazione del più stabile P-O).
Reazione di Wittig e Horner-Wadsworth-Emmons a confronto
- Il fosfonato (reazione di Horner) a differenza dell'ilide di fosforo, è stabile solo se presenta il gruppo funzionale degli esteri:
- La reazione di Horner può essere eseguita con basi più deboli rispetto a quanto necessario per la reazione di Wittig. Questo perché il carbonile ed il fosforo legato all'ossigeno contribuiscono a rendere più acidi i protoni del fosfonato.
- Mentre la reazione di Wittig è sopratutto Z selettiva, la reazione di Horner è E selettiva. In un certo senso le reazioni sono quindi complementari; entrambe consentono di trasformare un legame C=O in un legame C=O, ma con stereoselettività opposta (in realtà anche la Wittig con qualche difficoltà può essere E selettiva).
