Силиловые эфиры представляют собой группу химических соединений , которые содержат атом кремния, ковалентно связанный с алкоксигруппой . Общая структура имеет вид R 1 R 2 R 3 Si−O−R 4 , где R 4 представляет собой алкильную группу или арильную группу. Силиловые эфиры обычно используются в качестве защитных групп для спиртов в органическом синтезе . Поскольку R 1 R 2 R 3 могут быть комбинациями различных групп, которые можно варьировать для получения ряда силиловых эфиров, эта группа химических соединений обеспечивает широкий спектр селективности для химии защитных групп. Распространенными силиловыми эфирами являются: триметилсилил ( TMS ), трет -бутилдифенилсилил (TBDPS), трет -бутилдиметилсилил ( TBS/TBDMS ) и триизопропилсилил ( TIPS ). Они особенно полезны, поскольку их можно устанавливать и удалять очень селективно в мягких условиях.
Обычно для силилирования спиртов требуются силилхлорид и аминовое основание. Одной из надежных и быстрых процедур является протокол Кори, в котором спирт реагирует с силилхлоридом и имидазолом при высокой концентрации в ДМФА . [1] Если ДМФА заменить дихлорметаном, реакция будет несколько медленнее, но очистка соединения упрощается. Распространенным затрудненным основанием для использования с силилтрифлатами является 2,6-лутидин . [2] Первичные спирты можно защитить менее чем за один час, в то время как для некоторых затрудненных спиртов может потребоваться несколько дней реакции.
При использовании силилхлорида обычно не требуется никаких специальных мер предосторожности, за исключением исключения большого количества воды. Избыток силилхлорида может быть использован, но это не обязательно. Если используется избыток реагента, продукт потребует флэш-хроматографии для удаления избытка силанола и силоксана .
Иногда используются трифлат силила и затрудненное аминовое основание. Трифлаты силила более реакционноспособны, чем их соответствующие хлориды, поэтому их можно использовать для установки силильных групп в затрудненные положения. Трифлат силила более реакционноспособен и также преобразует кетоны в эфиры силила енола . Трифлаты силила чувствительны к воде и должны работать в условиях инертной атмосферы . Очистка включает добавление водной кислоты, такой как насыщенный раствор хлорида аммония . Вода гасит оставшийся силильный реагент и протонирует аминные основания перед их удалением из реакционной смеси. После экстракции продукт можно очистить с помощью флэш-хроматографии.
Кетоны реагируют с гидросиланами в присутствии металлических катализаторов. [3] [4]
Реакция с кислотами или фторидами, такими как тетра-н-бутиламмонийфторид, удаляет силильную группу, когда защита больше не нужна. Более крупные заместители повышают устойчивость к гидролизу , но также затрудняют введение силильной группы. [5]
В кислой среде относительное сопротивление равно:
В основных средах относительное сопротивление равно:
Можно провести моносилилирование симметричного диола, хотя известно, что это иногда проблематично. Например, было сообщено о следующем моносилилировании: [6]
Однако оказывается, что эту реакцию трудно повторить. Если бы реакция контролировалась исключительно термодинамикой, и если бы дианион имел такую же реакционную способность, как и моноанион, то можно было бы ожидать соответствующую статистическую смесь 1:2:1 дисилилированного:моносилилированного:несилилированного диола. Однако реакция в ТГФ становится селективной благодаря двум факторам: 1. кинетической депротонизации первого аниона и 2. нерастворимости моноаниона. При первоначальном добавлении TBSCl в растворе находится лишь незначительное количество моноаниона, а остальное находится в суспензии. Эта небольшая часть реагирует и смещает равновесие моноаниона, чтобы втянуть больше в раствор, тем самым позволяя получить высокие выходы соединения моно-TBS. В некоторых случаях превосходные результаты можно получить с бутиллитием : [7]
Третий метод использует смесь ДМФ и ДИПЭА . [8]
В качестве альтернативы можно использовать избыток (4 экв.) диола, направляя реакцию в сторону монозащиты.
Селективное снятие защиты с силильных групп возможно во многих случаях. Например, в синтезе таксола : [9]
Силиловые эфиры в основном различаются на основе стерики или электроники. В целом, кислотное снятие защиты снимает защиту менее затрудненных силильных групп быстрее, причем стерический объем на кремнии более значим, чем стерический объем на кислороде. Снятие защиты на основе фторида снимает защиту электронно-бедных силильных групп быстрее, чем электронно-богатых силильных групп. Есть некоторые свидетельства того, что некоторые снятия защиты силила происходят через гипервалентные виды кремния.
Селективное снятие защиты с силиловых эфиров было подробно рассмотрено. [10] [11] Хотя селективное снятие защиты было достигнуто при многих различных условиях, некоторые процедуры, описанные ниже, более надежны. Селективное снятие защиты, вероятно, будет успешным, если есть существенная разница в стерике (например, первичный TBS против вторичного TBS или первичный TES против первичного TBS) или электронике (например, первичный TBDPS против первичного TBS). К сожалению, некоторая оптимизация неизбежно требуется, и часто необходимо проводить снятие защиты частично и перерабатывать материал.