ซิลิลอีเทอร์

ซิลิลอีเทอร์เป็นกลุ่มสารประกอบเคมีที่มีอะตอมซิลิคอนเชื่อมต่อกับ หมู่แอ ล คอก ซี ด้วย พันธะโควาเลนต์โครงสร้างทั่วไปคือ R₁R₂R₃Si − O−R₄ โดยที่ R₄ คือหมู่แอลคิลหรือ หมู่ แอริลซิลิลอีเทอร์มักใช้เป็นหมู่ป้องกันแอลกอฮอล์ในการสังเคราะห์สารอินทรีย์เนื่องจากR₁R₂R₃ สามารถเป็นการรวมกันของหมู่ต่างๆ ที่สามารถเปลี่ยนแปลงได้เพื่อให้ได้ซิลิลอีเทอร์หลายชนิด กลุ่มสารประกอบเคมี นี้ จึงให้ความสามารถในการเลือกป้องกันที่หลากหลายในเคมีของหมู่ป้องกัน ซิลิลอีเทอร์ที่พบได้ทั่วไป ได้แก่ ไตร เมทิล ซิลิล ( TMS ), เทอร์ ท-บิวทิลไดฟีนิลซิลิล ( TBDPS ), เทอ ร์ท -บิวทิลได เมทิลซิลิล ( TBS/TBDMS ) และไตรไอโซโพรพิลซิลิล ( TIPS ) พวกมันมีประโยชน์อย่างยิ่งเพราะสามารถติดตั้งและกำจัดได้อย่างเลือกสรรภายใต้สภาวะที่ไม่รุนแรง
ซิลิลอีเทอร์ทั่วไป
| RO(TMS) | RO(TES) | RO(TBS)/RO(TBDMS) | RO(TBDPS) | RO(เคล็ดลับ) |
| ไตรเมทิลไซลิลอีเทอร์ | ไตรเอทิลไซลิลอีเทอร์ | เทอร์ท-บิวทิลไดเมทิลไซลิลอีเทอร์ | เทอร์ท-บิวทิลไดฟีนิลไซลิลอีเทอร์ | ไตรไอโซโพรพิลไซลิลอีเทอร์ |
การก่อตัว
โดยทั่วไปการซิลิเลชันของแอลกอฮอล์ต้องใช้ซิลิลคลอไรด์และเบสอะมีน วิธีการที่เชื่อถือได้และรวดเร็ววิธีหนึ่งคือโปรโตคอลของ Corey ซึ่งแอลกอฮอล์จะทำปฏิกิริยากับซิลิลคลอไรด์และอิมิดาโซลที่ความเข้มข้นสูงในDMF [ 1 ]หากเปลี่ยน DMF เป็นไดคลอโรมีเทน ปฏิกิริยาจะช้าลงเล็กน้อย แต่การทำให้บริสุทธิ์ของสารประกอบจะง่ายขึ้น เบสที่มีหมู่กีดขวางที่ใช้กันทั่วไปกับซิลิลไตรฟลูออเรตคือ2,6-ลูทิดีน [ 2 ] แอลกอฮอล์ปฐมภูมิสามารถป้องกันได้ในเวลาน้อยกว่าหนึ่งชั่วโมง ในขณะที่แอลกอฮอล์ที่มีหมู่กีดขวางบางชนิดอาจต้องใช้เวลาทำปฏิกิริยาหลายวัน
เมื่อใช้ซิลิลคลอไรด์ โดยทั่วไปไม่จำเป็นต้องมีข้อควรระวังพิเศษใดๆ นอกจากการหลีกเลี่ยงน้ำปริมาณมาก สามารถใช้ซิลิลคลอไรด์ในปริมาณที่มากเกินไปได้ แต่ไม่จำเป็น หากใช้สารเคมีมากเกินไป ผลิตภัณฑ์จะต้องผ่านกระบวนการโครมาโทกราฟีแบบแฟลชเพื่อกำจัดซิลาโนลและซิโลเซน ส่วนเกินออก ไป
บางครั้งจะใช้ ซิลิล ไตรฟลูออเรตและเบสเอมีนที่มีหมู่กีดขวาง ซิลิ ลไตรฟลูออเรต มีความไวต่อปฏิกิริยามากกว่าคลอไรด์ที่สอดคล้องกัน ดังนั้นจึงสามารถใช้ในการติดตั้งหมู่ซิลิลลงใน ตำแหน่งที่มีหมู่กีดขวางได้ ซิลิลไตรฟลูออเรตมีความไวต่อปฏิกิริยามากกว่าและยังสามารถเปลี่ยน คีโตนให้เป็น ซิลิลอีโนลอีเทอร์ได้อีกด้วย ซิลิลไตรฟลูออเรตไวต่อความชื้นและต้องดำเนินการภายใต้ สภาวะ บรรยากาศเฉื่อยการทำให้บริสุทธิ์เกี่ยวข้องกับการเติมกรดในน้ำ เช่น สารละลาย แอมโมเนียมคลอไรด์อิ่มตัว น้ำจะทำให้รีเอเจนต์ซิลิลที่เหลืออยู่เป็นกลางและให้โปรตอนแก่เบสเอมีนก่อนที่จะแยกออกจากส่วนผสมของปฏิกิริยา หลังจากสกัดแล้ว ผลิตภัณฑ์สามารถทำให้บริสุทธิ์ได้โดยใช้โครมาโทกราฟีแบบแฟลช
คีโตนทำปฏิกิริยากับไฮโดรซิเลนโดยมีตัวเร่งปฏิกิริยาโลหะ[ 3 ] [ 4 ]
การลบ
ปฏิกิริยากับกรดหรือฟลูออไรด์ เช่นเตตระ-เอ็น-บิวทิลแอมโมเนียมฟลูออไรด์จะกำจัดหมู่ซิลิลเมื่อไม่จำเป็นต้องมีการป้องกันอีกต่อไป สารทดแทนที่มีขนาดใหญ่ขึ้นจะเพิ่มความต้านทานต่อการไฮโดรไลซิสแต่ยังทำให้การนำหมู่ซิลิลเข้ามาทำได้ยากขึ้นด้วย[ 5 ]
ในสภาวะที่เป็นกรด ความต้านทานสัมพัทธ์จะเป็นดังนี้:
- TMS (1) < TES (64) < TBS (20 000) < TIPS (700,000) < TBDPS (5,000,000)
ในตัวกลางพื้นฐาน ความต้านทานสัมพัทธ์คือ:
- TMS (1) < TES (10-100) < TBS~TBDPS (20 000) < TIPS (100,000)
การปกป้องโมโนของไดออลสมมาตร
เป็นไปได้ที่จะทำการโมโนซิลิเลตไดออลสมมาตร แม้ว่าจะทราบกันดีว่าบางครั้งอาจมีปัญหา ตัวอย่างเช่น มีการรายงานการโมโนซิลิเลตดังต่อไปนี้: [ 6 ]
อย่างไรก็ตาม ปรากฏว่าปฏิกิริยานี้ทำซ้ำได้ยาก หากปฏิกิริยาถูกควบคุมโดยอุณหพลศาสตร์เพียงอย่างเดียว และหากไดแอนไอออนมีปฏิกิริยาคล้ายกับโมโนแอนไอออน ก็คาดว่าจะได้ส่วนผสมทางสถิติที่สอดคล้องกันของไดซิลิลเลต:โมโนซิลิลเลต:อันซิลิลเลต 1:2:1 อย่างไรก็ตาม ปฏิกิริยาใน THF มีความเลือกสรรโดยปัจจัยสองประการ ได้แก่ 1. การดีโปรโตเนชันแบบจลนศาสตร์ของแอนไอออนตัวแรก และ 2. การไม่ละลายของโมโนแอนไอออน ในการเติม TBSCl ครั้งแรก จะมีโมโนแอนไอออนเพียงเล็กน้อยในสารละลาย ส่วนที่เหลือจะอยู่ในสารแขวนลอย ส่วนเล็กน้อยนี้จะทำปฏิกิริยาและเปลี่ยนสมดุลของโมโนแอนไอออนเพื่อดึงโมโนแอนไอออนเข้ามาในสารละลายมากขึ้น ทำให้ได้ผลผลิตสูงของสารประกอบโมโน-TBS ผลลัพธ์ที่เหนือกว่าในบางกรณีอาจได้มาจากการใช้บิวทิลลิเทียม : [ 7 ]
วิธีที่ สามใช้ส่วนผสมของDMFและDIPEA [ 8 ]
อีกทางเลือกหนึ่งคือ สามารถใช้ไดออลในปริมาณที่มากเกินไป (4 เท่า) ซึ่งจะทำให้ปฏิกิริยามุ่งไปสู่การป้องกันเพียงหมู่เดียว
การกำจัดหมู่ป้องกันแบบเลือกสรร
การกำจัดหมู่ซิลิลแบบเลือกสรรสามารถทำได้ในหลายกรณี ตัวอย่างเช่น ในการสังเคราะห์แท็กซอล : [ 9 ]
ซิลิลอีเทอร์ส่วนใหญ่แบ่งประเภทตามลักษณะทางสเตอริกหรืออิเล็กทรอนิกส์ โดยทั่วไป การกำจัดหมู่ป้องกันด้วยกรดจะทำให้หมู่ซิลิลที่มีสิ่งกีดขวางทางสเตอริกน้อยกว่าหลุดออกได้เร็วกว่า โดยที่ปริมาณสเตอริกบนซิลิคอนจะมีความสำคัญมากกว่าปริมาณสเตอริกบนออกซิเจน การกำจัดหมู่ป้องกันด้วยฟลูออไรด์จะทำให้หมู่ซิลิลที่มีอิเล็กตรอนน้อยหลุดออกได้เร็วกว่าหมู่ซิลิลที่มีอิเล็กตรอนมาก มีหลักฐานบางอย่างที่แสดงว่าการกำจัดหมู่ป้องกันซิลิลบางชนิดเกิดขึ้นผ่านสารประกอบซิลิคอนที่มีวาเลนซ์สูง
การกำจัดหมู่ป้องกันแบบเลือกเฉพาะของซิลิลอีเทอร์ได้รับการทบทวนอย่างกว้างขวาง[ 10 ] [ 11 ]แม้ว่าการกำจัดหมู่ป้องกันแบบเลือกเฉพาะจะประสบความสำเร็จภายใต้เงื่อนไขที่แตกต่างกันมากมาย แต่ขั้นตอนบางอย่างที่ระบุไว้ด้านล่างนั้นมีความน่าเชื่อถือมากกว่า การกำจัดหมู่ป้องกันแบบเลือกเฉพาะน่าจะประสบความสำเร็จหากมีความแตกต่างอย่างมากในด้านสเตอริก (เช่น TBS หลักเทียบกับ TBS รอง หรือ TES หลักเทียบกับ TBS หลัก) หรือด้านอิเล็กทรอนิกส์ (เช่น TBDPS หลักเทียบกับ TBS หลัก) น่าเสียดายที่จำเป็นต้องมีการปรับให้เหมาะสม และมักจำเป็นต้องดำเนินการกำจัดหมู่ป้องกันเพียงบางส่วนและนำวัสดุกลับมาใช้ใหม่
- สภาวะที่เป็นกรดทั่วไปบางประการ
- 100 โมล% 10-CSA ( กรดแคมโฟร์ซัลโฟนิก ) ในเมทานอล ที่อุณหภูมิห้อง; การ "ฉีด" กรดอย่างรวดเร็วจะกำจัดหมู่ TBS หลักภายในสิบนาที
- 10 mol% 10-CSA, 1:1 MeOH:DCM, −20 หรือ 0 °C; กำจัดหมู่ TBS หลักภายในสองชั่วโมงที่ 0 °C; หากเปลี่ยน CSA เป็นPPTSอัตราจะช้าลงประมาณสิบเท่า; หากใช้p-TsOHจะเร็วขึ้นประมาณสิบเท่า; ส่วนผสมของตัวทำละลายมีความสำคัญมาก
- อัตราส่วน 4:1:1 v/v/v AcOH:THF:น้ำ ที่อุณหภูมิห้อง กระบวนการนี้ช้ามาก แต่สามารถเลือกเป้าหมายได้อย่างแม่นยำ
- เงื่อนไขพื้นฐานทั่วไปบางประการ
ลิงก์ภายนอก
- ตัวอย่างการกำจัดหมู่ป้องกัน TBS ซิลิลอีเทอร์
- ตัวอย่างการกำจัดหมู่ป้องกัน TBDMS ซิลิลอีเทอร์
- การปกป้องหมู่ไฮดรอกซิลด้วยซิลิคอน
- การเกิดซิลิลอีเทอร์ในคาร์โบไฮเดรต