烯丙基硅烷的合成以及在Sakurai反應(yīng)中的應(yīng)用

1、 烯丙基硅烷的合成以及在Sakurai反應(yīng)中的應(yīng)用摘要：本文介紹了近年來(lái)烯丙基硅烷的合成方法及Sakurai反應(yīng)的最新進(jìn)展。尖鍵詞：烯丙基硅烷Sakurai反應(yīng)1 前言烯丙基硅烷是重要的烯丙基化試劑。烯丙基硅烷，圍繞著其碳碳雙鍵及烯丙基的相尖性質(zhì)，可以 發(fā)生一系列的反應(yīng)。Sakurai反應(yīng)就是一個(gè)經(jīng)典的烯丙基硅烷參與的反應(yīng)。Sakurai反應(yīng)，又稱Hosomi- Sakurai反應(yīng)，指的是在Lewis酸的催化下，烯丙基硅烷與親電性位點(diǎn)發(fā)生親核加成，從而將烯丙基引入 的反應(yīng)。烯丙基硅烷可以通過(guò)烯丙基格氏試劑和硅烷鹵代物，在Lewis酸催化下偶聯(lián)實(shí)現(xiàn)合成，也可以用硅乙 烷取代烯丙基醇、醞得到烯丙基

2、硅烷，還可以使有機(jī)硅試劑對(duì)聯(lián)烯加成完成烯丙基硅烷的合成。Sakurai反應(yīng)是Lewis酸催化下烯丙基硅烷作為親核試劑、對(duì)醛、酮、亞胺、a，卩不飽和醛、酮親核加成，得到相應(yīng)的醇、胺的反應(yīng)。一個(gè)經(jīng)典的Sakurai反應(yīng)是在TiCI 4催化下，烯丙基硅烷進(jìn) 攻a ,卩不飽和酮發(fā)生Micheal加成得到y(tǒng) 烯丙基酮類化合物。反應(yīng)式如下：O烯丙基硅烷試劑中的硅烷基團(tuán)具有超共馳效應(yīng)，能夠高選擇性地使sp2碳轉(zhuǎn)化。本文將介紹近年來(lái)報(bào) 導(dǎo)過(guò)的烯丙基硅烷的合成方法，并介紹近年Sakurai反應(yīng)的最新進(jìn)展。2.烯丙基硅烷的合成烯丙基硅烷合成的尖鍵，是碳硅鍵的形成。與形成碳碳鍵類似，碳硅鍵的生成 可以采用硅烷的取代

3、、加成等不同策略進(jìn)行。接下來(lái)本文將分別介紹近年來(lái)報(bào)道過(guò)的不同合成烯丙基硅烷 的方法。2.1鋅催化下的親核取代反應(yīng)2008年，丫orimitsu和Oshima等發(fā)展出了一種鋅催化下格氏試劑對(duì)氯代硅烷進(jìn)行親核取代，得到 相應(yīng)的取代硅烷的方法。這個(gè)反應(yīng)的通式如下：在溫度較低的情況下，有機(jī)鋰試劑能夠順利地和氯代硅烷發(fā)生反應(yīng)，而格氏試劑則需要較高的溫度、較長(zhǎng)的反應(yīng)時(shí)間。Oshima等通過(guò)摸索，發(fā)現(xiàn)鋅鹽對(duì)這一反應(yīng)有著較好的催化作用。加入鋅鹽可以使產(chǎn)率從13%提高到80%(使用ZnF 2作為催化劑)，最后發(fā)現(xiàn)，ZnCI2/TMEDA做催化劑，1,4二氧六環(huán)做溶劑 時(shí)產(chǎn)率最高。用這一方法可以在更加溫和的條件下

4、完成這一反應(yīng)不需要高溫或者低溫等苛刻的條件即可。采用烯丙基格氏試劑參與反應(yīng)，即可得到烯丙基硅烷。對(duì)于三異丙基一氯硅烷，由于其位阻很大，在以前的銀催化條件下幾乎得不到產(chǎn)物，而用這個(gè)催化體系可以以91 %的產(chǎn)率得到對(duì)應(yīng)的烯丙基硅烷。硅烷化合物不穩(wěn)定，往往難以大量制備，用這個(gè)條件可以制備最高達(dá)到500 mmol級(jí)別 的硅烷。對(duì)烯丙基格氏試劑與一叔丁基二甲基一氯硅烷的反應(yīng)可以放大到克級(jí)進(jìn)行。作者給出了這個(gè)反應(yīng)可能的機(jī)理如下:3RMgXR3ZnMgXRMgXMgCX2.2耙催化下烯丙基醇的官能團(tuán)化方法2011年，斯德哥爾摩大學(xué)的K. J. Szab小6組發(fā)表了在耙催化下，以烯丙基醇和二硅烷為前體，直 接

5、合成烯丙基硅烷的方法。耙催化是現(xiàn)代有機(jī)合成化學(xué)的熱點(diǎn)，鋰催化好像是有機(jī)合成的“膠水”，把不 甚活潑的兩個(gè)片段黏在一起。耙催化的官能團(tuán)化與C-C鍵生成的反應(yīng)被廣泛地研究。Szab6小組先前的研究中發(fā)展出一系列的合成烯丙基硼試劑的方法。在這一個(gè)工作中，他們成功地實(shí)現(xiàn) 了在比較柔和的條件下，通過(guò)類似方法以烯丙基醇為前提合成烯丙基硅試劑。他們發(fā)現(xiàn)3苯基烯丙基1 醇與六甲基硅乙烷，在5 mol%的Pd(BF4)2(MeCN)4催化下，在DMSO/MeOH=1 : 1的溶劑中， 50C下反應(yīng)15 h，可以以84%的產(chǎn)率得到烯丙基三甲基硅烷。當(dāng)此反應(yīng)放大到3.0 mmol時(shí)，仍有77%產(chǎn)率。他們嘗試了 9個(gè)

6、不同的烯丙基醇與硅乙烷的反應(yīng)， 產(chǎn)率52-79%，證明了這個(gè)反應(yīng)的適用性。 /PhOH/-Si廠八 TMS當(dāng)3苯基烯丙基1 醇換成1 苯基烯丙基1 醇時(shí)得到的產(chǎn)物不變?nèi)匀皇?-苯基烯丙基三甲基硅烷?；诖?Szabd等提出了以下可能的機(jī)理：TMS-OHRPd(O)Ln60叭 OH(0)活化了羥基，六甲基硅乙烷與疑基結(jié)合。接下來(lái)發(fā)生氧化 加成，同時(shí)碳氧鍵斷裂，生成了一個(gè)離子對(duì)。而這個(gè)硅烷易與耙發(fā)生轉(zhuǎn)金屬化反應(yīng)，然后三甲基硅基進(jìn) 行順式親核進(jìn)攻，得到支鏈較少的烯丙基硅烷。首先Pd ( 0)與烯丙基醇絡(luò)合 Pd2.3硅烷對(duì)聯(lián)烯的加成聯(lián)烯是一類重要的活潑有機(jī)反應(yīng)中間體。京都大學(xué)的M.Suginome小

7、組在2006年就報(bào)道了三烷基 硅基硼試劑對(duì)烷基取代的聯(lián)烯的不對(duì)稱加成反應(yīng)，得到了具有光學(xué)活性的卩硼取代的烯丙基硅烷。與Szabd小組工作類似的是 Suginome小組同樣是采用耙作為催化劑。Mex pPh-Si-BMe OSiPhMe2如上圖所示，此反應(yīng)的要點(diǎn)是反應(yīng)過(guò)程中的手性催化問(wèn)題。Suginome等人嘗試了+ )NMDPP ， (S)MONOPHOS ， ( S)QUINAP ， (S)OP等手性配體來(lái)參與催化反應(yīng)，而最后上圖所示的一類配體展現(xiàn)出最好的手性催化性能。當(dāng)磷原子上面所連的兩個(gè)方向取代基為間二甲 基苯基時(shí)，反應(yīng)產(chǎn)率可達(dá)到99%，而ee值也有了 84%。緊接著，Suginome小

8、組又改變了聯(lián)烯上面的取代基，構(gòu)建了是個(gè)的2硼基3烷基硅基丙烯結(jié)構(gòu)，這些反應(yīng)都有著非常高的產(chǎn)率與對(duì)映選擇性，產(chǎn)率86-97%，ee值80-93%。這個(gè)方法不僅僅可以得到具有立體異構(gòu)的烯丙基硅烷，同時(shí)還在烯丙基的2號(hào)位引入了 一個(gè)硼取代 基，而這個(gè)位點(diǎn)可以進(jìn)一步官能團(tuán)化。密歇根大學(xué)的J. Montgomery及其同事報(bào)道了另一個(gè)手性配體，以用于手性催化及催化硅烷對(duì)聯(lián)烯加 成。通過(guò)對(duì)不同催化劑金屬中心的控制，可以實(shí)現(xiàn)聯(lián)烯sp碳和sp2碳的選擇性加成。在他們之前的工 作中，曾經(jīng)實(shí)現(xiàn)了硅烷對(duì)塊和共覘二烯的加成，而這個(gè)工作中他們則實(shí)現(xiàn)了烯丙基硅烷和聯(lián)烯的加成，并且成 功控制了加成的位點(diǎn)。經(jīng)過(guò)條件篩選，在N

9、i和Pd不同金屬中心的氮雜卡賓配體作用下，分別可以高選擇性 地得到硅烷對(duì)聯(lián)烯的兩種不同的加成結(jié)果。3. Sakurai反應(yīng)進(jìn)展Sakurai反應(yīng)是烯丙基硅烷作為親核試劑，在Lewis酸催化下發(fā)生的親核反應(yīng)。Sakurai反應(yīng)最早由 Sakurai與Hosomi在1976年發(fā)現(xiàn)，至今已經(jīng)成為有機(jī)合成中常用的烯丙基化的方法之一。近年來(lái)也 有許多笑于Sakurai反應(yīng)的進(jìn)展報(bào)道，由于篇幅有限，這里只介紹其中幾篇。3.1銀催化的酮的不對(duì)稱Sakurai烯丙基化反應(yīng)芝加哥大學(xué)的H. Yamamoto小組報(bào)道了在低溫下AgF對(duì)Sakurai反應(yīng)的不對(duì)稱催化。ffi-78C 下，在手性配體的作用下，三甲氧基

10、烯丙基硅對(duì)酮進(jìn)行1,2親核加成，得到相應(yīng)的醇。即使是a ,卩不飽和酮參與反應(yīng)，生成的也是1,2加成的產(chǎn)物。OL gand:經(jīng)過(guò)條件篩選，上圖中的配體催化性能最好。對(duì)于14個(gè)酮類反應(yīng)物，產(chǎn)率在42-98%之ee值大多在78%以上。其可能的反應(yīng)機(jī)理如下：CHOCHO76%其可能的機(jī)理如下:3.3 InCla活化下MesSiBr作為L(zhǎng)ewis酸催化醇與硅試劑的偶聯(lián)大阪大學(xué)的A. Baba小組發(fā)展出以InCi 3活化MesSiBr，使之可以作為L(zhǎng)ewis酸催化一系列硅試劑的反應(yīng)。Sakurai反應(yīng)，產(chǎn)率最高可達(dá)99%。Baba小組為我當(dāng)Nu為烯丙基時(shí)，此反應(yīng)便成為了們提供了一類新的可以活化反應(yīng)位點(diǎn)的L

11、ewis酸。反應(yīng)機(jī)理如下：小結(jié)烯丙基硅烷作為重要的硅試劑、親核試劑和烯丙基化試劑，適用性更寬、條件更溫和、步驟更簡(jiǎn)單 的合成方法的開(kāi)發(fā)是非常重要的。Sakurai反應(yīng)有效地利用了烯丙基硅烷的親核反應(yīng)，可以得到一系列 的 烯丙基的醇、胺或者偶聯(lián)的產(chǎn)物。本文簡(jiǎn)述了一些近年來(lái)的烯丙基硅烷的合成方法與Sakurai反應(yīng) 的進(jìn)展。參考文獻(xiàn)Hosomi, A, Sakurai, H, Tetra. Lett., 1976, 1295.Murakami, K, Yorimitsu,H, Oshima, K, J. Org. Chem., 2009, 74, 1415 - 1417.Selander, N.,

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