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 спиртов в органическом синтезе . Поскольку R 1 R 2 R 3 могут представлять собой комбинации различных групп, которые можно варьировать для получения ряда силиловых эфиров, эта группа химических соединений обеспечивает широкий спектр селективности для химии защитных групп. Обычными силиловыми эфирами являются: триметилсилил ( TMS ), трет -бутилдифенилсилил (TBDPS), трет -бутилдиметилсилил ( TBS/TBDMS ) и триизопропилсилил ( TIPS ). Они особенно полезны, поскольку их можно устанавливать и снимать очень выборочно в мягких условиях.
Обычно для силилирования спиртов требуется силилхлорид и аминное основание. Одной из надежных и быстрых процедур является протокол Кори, в котором спирт подвергается реакции с силилхлоридом и имидазолом в высокой концентрации в ДМФ . [1] Если ДМФА заменить дихлорметаном, реакция протекает несколько медленнее, но очистка соединения упрощается. Обычным затрудненным основанием для использования с силилтрифлатами является 2,6-лутидин . [2] Первичные спирты можно защитить менее чем за час, в то время как реакция некоторых затрудненных спиртов может занять несколько дней.
При использовании силилхлорида обычно не требуется никаких особых мер предосторожности, за исключением исключения большого количества воды. Можно использовать избыток силилхлорида, но это не обязательно. Если используется избыток реагента, продукт потребуется флэш-хроматография для удаления избытка силанола и силоксана .
Иногда используют силилтрифлат и основу затрудненного амина . Силилтрифлаты более реакционноспособны, чем соответствующие им хлориды, поэтому их можно использовать для установки силильных групп в затрудненные положения. Силилтрифлат более реакционноспособен и также превращает кетоны в эфиры силиленола . Силилтрифлаты чувствительны к воде и должны работать в условиях инертной атмосферы . Очистка включает добавление водной кислоты, такой как насыщенный раствор хлорида аммония . Вода гасит остатки силильного реагента и протонирует аминные основания перед их удалением из реакционной смеси. После экстракции продукт можно очистить флэш-хроматографией.
Кетоны реагируют с гидросиланами в присутствии металлических катализаторов. [3] [4]
Реакция с кислотами или фторидами, такими как фторид тетра-н-бутиламмония, удаляет силильную группу, когда защита больше не требуется. 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:
Симметричный диол можно моносилилировать, хотя известно, что иногда это бывает проблематично. Например, сообщалось о следующем моносилилировании: [6]
Однако оказывается, что эту реакцию трудно повторить. Если бы реакция контролировалась исключительно термодинамикой и если дианион имел бы такую же реакционную способность, как и моноанион, то можно было бы ожидать соответствующую статистическую смесь дисилированного: моносилилированного: несилилированного диола в соотношении 1:2:1. Однако реакция в ТГФ становится селективной благодаря двум факторам: 1. кинетическому депротонированию первого аниона и 2. нерастворимости моноаниона. При первоначальном добавлении TBSCl в растворе присутствует лишь незначительное количество моноаниона, а остальная часть находится в суспензии. Эта небольшая часть реагирует и смещает равновесие моноаниона, чтобы вовлечь больше в раствор, тем самым позволяя получить высокие выходы соединения моно-ТБС. Лучшие результаты в некоторых случаях можно получить с бутиллитием : [7]
Третий метод использует смесь ДМФ и ДИПЭА . [8]
Альтернативно можно использовать избыток (4 экв.) диола, направляя реакцию в сторону монозащиты.
Во многих случаях возможно селективное снятие защиты силильных групп. Например, при синтезе таксола : [9]
Силиловые эфиры в основном различаются по стерическим или электронным характеристикам. В целом, кислотное снятие защитных групп происходит быстрее, при этом стерическая масса кремния более значительна, чем стерическая масса кислорода. Снятие защиты на основе фторида снимает защиту силильных групп с низким содержанием электронов быстрее, чем силильных групп с высоким содержанием электронов. Есть некоторые свидетельства того, что частичное снятие силильной защиты происходит за счет гипервалентных форм кремния.
Селективное снятие защиты с силиловых эфиров было тщательно изучено. [10] [11] Хотя выборочное снятие защиты достигалось во многих различных условиях, некоторые процедуры, описанные ниже, являются более надежными. Выборочное снятие защиты, скорее всего, будет успешным, если существует существенная разница в стерике (например, первичный TBS против вторичного TBS или первичный TES против первичного TBS) или в электронике (например, первичный TBDPS против первичного TBS). К сожалению, некоторая оптимизация неизбежно требуется, и часто бывает необходимо частично провести снятие защиты и переработать материал.