The effects of a scientific discovery on industrial practice are illustrated with reference to the Wittig reaction. The aim of utilizing the Wittig reaction for linking terpenoid building blocks to give vitamin A and carotenoids on an industrial scale prompted extensive research and development work of a synthetic and chemical engineering nature. The importance of the Wittig reaction and its variants in the synthesis of active compounds and fine chemicals in industrial research is demonstrated in the present article. Shortly after World War 11, Wittig directed his attention to the question of the existence of pentavalent nitrogen compounds and discovered, in the course of these studies, the nitrogen ylides of type (I) ['].Formation of the nitrogen ylides (I ) was proved by addition to benzophenone (2) to give the (2-hydroxy-2,2-diphenylethy1)trimethylammonium salt (3 ). HX P H( 1 ) + (CBHB)~C=O -(C6H5)2C, CH,-N ( C H~)~X @ (2) (31 Wittig's studies were always highly systematic, and it was therefore only amatter of course that the investigations carried 48 W i t t i g und G e i s s l e ruberraschend war das Verhalten von V gegenuber Benzop hen o n. Bei dieser Umsetzung wurden T r i p hen y 1 -p hosp h ino x y d (etwa 80%) und 1 , l -Diphenyl-iithylen (84%) vom Schmp. 5-6 O (Mischprobe) gewonnen. Danach hat sich die Methylengruppe gegen den Sauerstoff des Ketons vielleicht uber den Vierring VI : ( + ) (C,H,),P + FH. representatives of a new class of compounds. This work led to the first synthesis of crystalline methylenetriphenylphosphorane. When it was attempted to add this product to benzophenone (by analogy with (1)) a surprising new reaction was observed. In a total of six lines of text, Wittig and Geissler described the almost quantitative conversion of methylenetriphenylphosphorane with benzophenone to give triphenylphosphane oxide and 1 ,I-diphenylethylene (Fig. 1).This reaction has since become general chemical knowledge as the Wittig reaction, or Wittig olefination, and it influenced the development of synthetic organic chemistry in the following years to an almost unparalleled degree. It initiated creative activity in laboratories throughout the world as the challenge was taken up to establish the preparative potential of the reaction, to study its mechanistic aspects, e. g. its stereochemistry, or to investigate its effects on neighboring disciplines. The Wittig Reaction and Its Variants in Industrial Practice Process SimplificationThe traditionally close contacts between the chemistry departments of German universities and the chemical industry led to the very early use of the Wittig reaction in industrial practice. At the beginning of the 1950s, when research at BASF was directed toward the development of syntheses for vitamin A and p-carotene, Wittig revealed the new reaction he had discovered in discussions with Reppe and Pommer. Its significance for the synthesis of compounds of the aforementioned kind was quickly recognized. Studies were immediately undertaken with the aim of utilizing the n...

The translation of new organic syntheses carried out on a laboratory scale into plant practice is a problern which is as old as industrial chemistry itself. The worldwide growth of chemistry necessitates today the production of, inter alia, compounds of complex structure on a scale which has hitherto been reserved for commercial syntheses. This has placed great demands on the ehernist working in industry. The chemist's own knowledge of other scientitic disciplines and his working together with physicists and engineers as a team are essential pre-requisites for economic success.The problems arising in connection with the scaling up of new reactions into chemical processes, say, for the production of 1000 tonsjyear of a vitamin will be described in more detail, referring to a few examples which, for the sake of simplicity, will be restricted to problems in terpene chemistry.The reaction discovered by Wittig in the 'fifties and named after him, namely the introduction of a double bond using phosphoranes, will be explained with reference to the syntheses of vitamin A, carotenoids and terpenes. With the aid of a flow sheet it will be shown how the problems occurring in the translation of these strongly exotherrnie reactions into industrial processes can be solved without taking risks, how triphenylphosphine which is required for the Wittig reaction can be safely produced on a commercial scale from phosphorus trichloride, sodium and chlorobenzene and how the triphenylphosphine oxide formed in the Wittig reaction can be reconverted into triphenylphosphine.It is possible with these basic reactions which can bemastered industrially, the reduction of triphenylphosphine oxide to triphenylphosphine being of great economic importance, to develop from suitable building blocks, mainly C 5 compounds having functional groups, such as CHO-C=CH-CH 2 -0H,

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Die Bildung des Stickstoffylids (1 ) wurde durch Addition an Benzophenon (2) zum (2-Hydroxy-2,2-diphenylethyl)trimethylammoniumsalz (3) nachgewiesen. HX /OHder Frage der Existenz fiinfbindiger Stickstoffverbindungen Wittigs Arbeiten zeichneten sich immer durch ein hohes Ma6 an Systematik aus, und so war es nur konsequent, daB die Untersuchung am Stickstoff spater mit dem im Periodensy- 48 W i t t i g und G e i s s l e ruberraschend war das Verhalten von V gegenuber Benzophenon. Bei dieser Umsetzung wurden Triphenyl-phosphinoxyd (etwa 80%) und 1 , l -Diphenyl-athylen (84%) vom Schmp. 5-6O (Mischprobe) gewonnen. Danach hat sich die Methylengruppe gegen den Sauerstoff des Ketons vielleicht uber den Vierring VI : bekannte Synthese des Triphenylphosphans ( 1 0) aus Chlorbenzol ( 1 1 ), Natrium und Phosphortrichlorid ( 1 2 ) zu einem( 1 2 Die Entscheidung, die Wittig-Reaktion in einer technischen Synthese einzusetzen, induzierte somit eine Reihe von Arbeiten, die fur ihre wirtschaftliche Gestaltung unerlaDlich waren. Das Vitamin-A-Verfahren der BASF1971 wurde in der BASF eine Vitamin-A-Produktionsanlage in Betrieb g e n~m m e n [~~] .Der entscheidende Schritt der Vitamin-A-Synthese der BASF benutzt die Wittig-Olefinierung zur Verknupfung eines C1 5- Abb. 4. Teil der Destillationseinrichtungen der Vitamin-A-Anlage der BASF.439 Dosierpumpen in den Mischreaktor d eingeleitet und dort zur Reaktion gebracht. Die Reaktion setzt sofort ein und lauft nach einer kurzen Verweilzeit vollstandig ab. Die Temperatur Herstellung von p-Carotin und CitranaxanthinMit der Vitamin-A-Produktion hat die Wittig-Reaktion sicher ihre bisher bedeutendste industrielle Anwendung gefunden, aber das Verfahren, isoprenoide Bausteine durch die Wittig-Reaktion zu verkniipfen, hat auch einen bequemen Weg zu anderen wirtschaftlich interessanten Produkten eroffnet. Dazu gehoren p-Carotin ( 2 0 raumen. Auch bei deren Synthese werden die Wittig-Reaktion und ihre Varianten benutzt. Von den inzwischen in groI3er Zahl synthetisierten Verbindungen hat 2-Ethoxy-9-(p-isopropylphenyl)-2,6dimethylnonan ( 4 6 ) eine herausragende Aktivitat gegen Stall-und Ha~sfliegen['~]. /- Die Wittig-Reaktion in der industriellen Forschung und Entwicklung Synthese von Juvenilhormon und JuvenilhormonmimiksAls sehr wertvoll hat sich die Wittig-Reaktion in der Wirkstofforschung und -entwicklung fur die Synthese von Verbindungen rnit spezifischen Wirkungen im Pflanzenschutz, in der Tierernahrung und in der Medizin erwiesen. Sie ist eine der gangigen Synthesereaktionen, rnit der auf rationelle Weise komplizierte ungesattigte Verbindungen hergestellt und in ausreichender Menge fur eingehende Prufungen auf Wirkstoffqualitaten bereitgestellt werden konnen. Aus der Fulle der vorliegenden Beispiele seien einige ausgewahlt. Professor Georg Wttig zum 80. Geburtstag gewidmet Aus dem sehr umfangreichen Tatsachenmaterial uber sterische Wechselwirkungen in der organischen Chemie werden in diesem Aufsatz diejenigen Arbeiten diskutiert, aus denen sich Anhaltspunkte iiber die ,,GroDe" (den ,,...

milienlg~ 20). Ob die bei Gangliosid-Speicherkrankheiten auftretenden Ganglioside identisch sind mit denjenigen, die wir bisher am Rinderhirn kennen, weiB man nicht.Die letzte Frage ware, wieweit Untersuchungen der angedeuteten Art iiberhaupt dazu beitragen konnen, elektrophysiologische und sinnesphysiologische Erscheinungen besser zu verstehen. Auf diese Frage ware folgende Antwort zu geben: Man stelle sich vor, daB es irgendwo in der Welt Chemiker gabe, die noch nie von einem Magnetophonband etwas erfahren haben; diese kamen plotzlich in den Besitz eines solchen, und sie wiirden ausfindig machen wollen, woraus es besteht. Vielleicht gelange es ihnen auch zu erfahren, WOZLI ein solches Band dient, namlich die menschliche Sprache, Musik und andere Laute zu speichern und wiederzugeben. Diese Chemiker wiirden feststellen, -1") P . B. Diezel: Die Stoffwechselstorungen der Sphingolipoide. *") Yi-Yung-David-Hsia: Inborn Errors of Metabolism, Hsia Pub-Springer-Verlag, Berlin-Gottingen-Heidelberg 1957. lishers, Chicago 1959.arnin A als Alkohol, meist verestert, vor. Vitamin-A-Aldehyd, das Retinen, spielt eine hervorragende Rolle beim Sehvorgang. Kunstprodukte sind die biologisch ebenfalls wirksamen Vitamin-A-da13 es sich uni einen Kunststoff handelt, der aus lauter -CH,-CHCI-Gruppen besteht, die Anorganiker wiirden die Formel des Fe,O, wiedererkennen, die Kristallographen die genaue raumliche Anordnung der Eisen-und Sauerstoffatome festlegen, die Physiker schliel3lich wiirden erklaren konnen, wieso die nachgewiesenen Kristallflitter ferromagnetisch sind. Aber all diese physikalisch-chemisch-analytische Arbeit zusammen wiirde nur besagen, woraus das Magnetophonband besteht. Sie wiirde noch nicht erklaren, wie es eigentlich funktioniert. In einem ahnlichen Sinne haben wir wohl auch alle rein chemischen Untersuchungen auf dem Gebiet der Gehirnlipoide zu bewerten, die so miihsam sind. Sie sind nur ein Schritt auf einem Weg, der noch viele weitere Schritte erfordert, zu denen die Physiologen, die Elektrophysiologen und andere beitragen werden. Was wir anstreben ist, das Stoffliche zu klaren, um ein besseres Verstandnis des Physiologischen, des Funktionellen, anzubahnen. Eirigegangen a m 2. September 1960 [A 831 I ' OHC-R HOH, C-R L+ CI, + c2