硅醚是含有硅原子與烷氧基以共價鍵鍵合的一類化合物,硅醚化合物在保護基化學當中有非常廣泛的應用。 硅醚之間的區(qū)別主要基于位阻及電性的不同。總的來講,酸性條件脫除位阻較小的硅基團相對更快,而位阻較大的硅基團則因為氧原子上具有很大的空間保護而不易脫除.
概要
硅醚化是保護醇羥基的有效方法。常用于實驗室規(guī)模的精密合成中。
常用硅原子上有至少兩個相同取代基R’的有機硅試劑,否則硅原子會產(chǎn)生不對稱中心,使非對應異構(gòu)體的后處理變得復雜。
TBS, TIPS, TBDPS基的空間位阻大,分子中同時存在仲醇或叔醇羥基時,可選擇性的只保護伯醇羥基。
基本文獻
?Corey, E. J.; Venkateswarlu, A. J. Am. Chem. Soc. 1972, 94, 6190. DOI: 10.1021/ja00772a043
?Corey, E. J.; Cho, H.; Rucker, C.; Hua, D. H. Tetrahedron Lett. 1981, 22, 3455. doi:10.1016/S0040-4039(01)81930-4
?Review: Nelson, T. D.; Crouch, R. D. Synthesis 1996, 1031. DOI: 10.1055/s-1996-4350
反應機理
1.保護
通常硅化學中,硅原子上置換反應是通過五配位的中間體進行的,離去基團(電負性最強基團)在中間體(六面體)發(fā)生反轉(zhuǎn)時離去。
2.脫保護
和保護的機理相同也是通過五配位中間體完成的,即使在酸性條件下也一樣。因為硅陽離子不穩(wěn)定,所以不會通過碳置換(即SN1過程)來進行。用氟源脫保護的驅(qū)動力是形成強的Si-F鍵(Si-F鍵比Si-O鍵強大致30kcal/mol)
反應實例
保護 脫保護的典型實例[1]
用NaH做堿,對二醇中的一個羥基保護(mono-protection)很有效。[2] ![]()
碘做催化劑的TMS保護[3] 
用Si-BEZA保護[4]:溫和條件下對叔醇羥基的保護
用三(全氟苯基)硼烷的硅醚合成[5]:不光能和許多的官能團反應,對有空間障礙的醇也能在短時間內(nèi)保護

實驗步驟
把醇(4.40 g, 13.6 mmol)溶解于DMF(90mL)中,在0 C 下加入咪唑(3.88 g, 56.9 mmol)
和叔丁基二甲基氯硅烷(4.09 g, 27.1 mmol)。 升至室溫,攪拌16 h。加入足量的水結(jié)束反應,用水和乙酸乙酯萃取三次。有機相用硫酸鎂干燥,過濾后濃縮,粗產(chǎn)物用柱層析色譜(正己烷:乙酸乙酯= 50:1)純化分離。目標產(chǎn)物為黃色液體(99%收率)
l 用R’3SiCl/咪唑或R’3SiOTf/2,6-二甲基吡啶的條件,可高收率的得到硅醚。后者反應活性高,可用于保護反應較慢的仲醇,叔醇。
l 脫保護一般可在酸性條件下加水分解或者用含F(xiàn)負離子的氟化物。后者反應發(fā)生的動力是生成強的Si-F鍵
實驗技巧
使用DMF作為溶劑時,反應淬滅時用大量水稀釋,再用正己烷(或石油醚)/乙酸乙酯混合溶劑萃取效果較好。DMF不容易進入有機相,萃取操作更容易。
以下列舉一些常用的保護基
TBS是一般作為首選,其他基團也用
TMS基是最容易脫保護的基團,所以一般用在保護大位阻的叔醇,或短時間的保護
酸性條件下穩(wěn)定性 TMS<TES<TBS<TIPS<TBDPS
對氟負離子穩(wěn)定性 TMS<TES< TIPS < TBS <TBDPS
TBAF條件下脫保護生成的烷氧基銨堿性強,不適用于對堿性條件敏感的化合物。為了緩沖堿性條件,可加入醋酸,或者嘗試更溫和的HF Py、3HF Et3N等緩沖體系。
轉(zhuǎn)自“化學空間”













