烯丙基硅烷的合成以及在Sakurai反应中的应用

1、 烯丙基硅烷的合成以及在Sakurai反应中的应用摘要：本文介绍了近年来烯丙基硅烷的合成方法及Sakurai反应的最新进展。尖键词：烯丙基硅烷Sakurai反应1 前言烯丙基硅烷是重要的烯丙基化试剂。烯丙基硅烷，围绕着其碳碳双键及烯丙基的相尖性质，可以 发生一系列的反应。Sakurai反应就是一个经典的烯丙基硅烷参与的反应。Sakurai反应，又称Hosomi- Sakurai反应，指的是在Lewis酸的催化下，烯丙基硅烷与亲电性位点发生亲核加成，从而将烯丙基引入 的反应。烯丙基硅烷可以通过烯丙基格氏试剂和硅烷卤代物，在Lewis酸催化下偶联实现合成，也可以用硅乙 烷取代烯丙基醇、醞得到烯丙基

2、硅烷，还可以使有机硅试剂对联烯加成完成烯丙基硅烷的合成。Sakurai反应是Lewis酸催化下烯丙基硅烷作为亲核试剂、对醛、酮、亚胺、a，卩不饱和醛、酮亲核加成，得到相应的醇、胺的反应。一个经典的Sakurai反应是在TiCI 4催化下，烯丙基硅烷进 攻a ,卩不饱和酮发生Micheal加成得到y 烯丙基酮类化合物。反应式如下：O烯丙基硅烷试剂中的硅烷基团具有超共馳效应，能够高选择性地使sp2碳转化。本文将介绍近年来报 导过的烯丙基硅烷的合成方法，并介绍近年Sakurai反应的最新进展。2.烯丙基硅烷的合成烯丙基硅烷合成的尖键，是碳硅键的形成。与形成碳碳键类似，碳硅键的生成 可以采用硅烷的取代

3、、加成等不同策略进行。接下来本文将分别介绍近年来报道过的不同合成烯丙基硅烷 的方法。2.1锌催化下的亲核取代反应2008年，丫orimitsu和Oshima等发展出了一种锌催化下格氏试剂对氯代硅烷进行亲核取代，得到 相应的取代硅烷的方法。这个反应的通式如下：在温度较低的情况下，有机锂试剂能够顺利地和氯代硅烷发生反应，而格氏试剂则需要较高的温度、较长的反应时间。Oshima等通过摸索，发现锌盐对这一反应有着较好的催化作用。加入锌盐可以使产率从13%提高到80%(使用ZnF 2作为催化剂)，最后发现，ZnCI2/TMEDA做催化剂，1,4二氧六环做溶剂 时产率最高。用这一方法可以在更加温和的条件下

4、完成这一反应不需要高温或者低温等苛刻的条件即可。采用烯丙基格氏试剂参与反应，即可得到烯丙基硅烷。对于三异丙基一氯硅烷，由于其位阻很大，在以前的银催化条件下几乎得不到产物，而用这个催化体系可以以91 %的产率得到对应的烯丙基硅烷。硅烷化合物不稳定，往往难以大量制备，用这个条件可以制备最高达到500 mmol级别 的硅烷。对烯丙基格氏试剂与一叔丁基二甲基一氯硅烷的反应可以放大到克级进行。作者给出了这个反应可能的机理如下:3RMgXR3ZnMgXRMgXMgCX2.2耙催化下烯丙基醇的官能团化方法2011年，斯德哥尔摩大学的K. J. Szab小6组发表了在耙催化下，以烯丙基醇和二硅烷为前体，直 接

5、合成烯丙基硅烷的方法。耙催化是现代有机合成化学的热点，锂催化好像是有机合成的“胶水”，把不 甚活泼的两个片段黏在一起。耙催化的官能团化与C-C键生成的反应被广泛地研究。Szab6小组先前的研究中发展出一系列的合成烯丙基硼试剂的方法。在这一个工作中，他们成功地实现 了在比较柔和的条件下，通过类似方法以烯丙基醇为前提合成烯丙基硅试剂。他们发现3苯基烯丙基1 醇与六甲基硅乙烷，在5 mol%的Pd(BF4)2(MeCN)4催化下，在DMSO/MeOH=1 : 1的溶剂中， 50C下反应15 h，可以以84%的产率得到烯丙基三甲基硅烷。当此反应放大到3.0 mmol时，仍有77%产率。他们尝试了 9个

6、不同的烯丙基醇与硅乙烷的反应， 产率52-79%，证明了这个反应的适用性。 /PhOH/-Si厂八 TMS当3苯基烯丙基1 醇换成1 苯基烯丙基1 醇时得到的产物不变仍然是3-苯基烯丙基三甲基硅烷。基于此 Szabd等提出了以下可能的机理：TMS-OHRPd(O)Ln60叭 OH(0)活化了羟基，六甲基硅乙烷与疑基结合。接下来发生氧化 加成，同时碳氧键断裂，生成了一个离子对。而这个硅烷易与耙发生转金属化反应，然后三甲基硅基进 行顺式亲核进攻，得到支链较少的烯丙基硅烷。首先Pd ( 0)与烯丙基醇络合 Pd2.3硅烷对联烯的加成联烯是一类重要的活泼有机反应中间体。京都大学的M.Suginome小

7、组在2006年就报道了三烷基 硅基硼试剂对烷基取代的联烯的不对称加成反应，得到了具有光学活性的卩硼取代的烯丙基硅烷。与Szabd小组工作类似的是 Suginome小组同样是采用耙作为催化剂。Mex pPh-Si-BMe OSiPhMe2如上图所示，此反应的要点是反应过程中的手性催化问题。Suginome等人尝试了+ )NMDPP ， (S)MONOPHOS ， ( S)QUINAP ， (S)OP等手性配体来参与催化反应，而最后上图所示的一类配体展现出最好的手性催化性能。当磷原子上面所连的两个方向取代基为间二甲 基苯基时，反应产率可达到99%，而ee值也有了 84%。紧接着，Suginome小

8、组又改变了联烯上面的取代基，构建了是个的2硼基3烷基硅基丙烯结构，这些反应都有着非常高的产率与对映选择性，产率86-97%，ee值80-93%。这个方法不仅仅可以得到具有立体异构的烯丙基硅烷，同时还在烯丙基的2号位引入了 一个硼取代 基，而这个位点可以进一步官能团化。密歇根大学的J. Montgomery及其同事报道了另一个手性配体，以用于手性催化及催化硅烷对联烯加 成。通过对不同催化剂金属中心的控制，可以实现联烯sp碳和sp2碳的选择性加成。在他们之前的工 作中，曾经实现了硅烷对块和共觇二烯的加成，而这个工作中他们则实现了烯丙基硅烷和联烯的加成，并且成 功控制了加成的位点。经过条件筛选，在N

9、i和Pd不同金属中心的氮杂卡宾配体作用下，分别可以高选择性 地得到硅烷对联烯的两种不同的加成结果。3. Sakurai反应进展Sakurai反应是烯丙基硅烷作为亲核试剂，在Lewis酸催化下发生的亲核反应。Sakurai反应最早由 Sakurai与Hosomi在1976年发现，至今已经成为有机合成中常用的烯丙基化的方法之一。近年来也 有许多笑于Sakurai反应的进展报道，由于篇幅有限，这里只介绍其中几篇。3.1银催化的酮的不对称Sakurai烯丙基化反应芝加哥大学的H. Yamamoto小组报道了在低温下AgF对Sakurai反应的不对称催化。ffi-78C 下，在手性配体的作用下，三甲氧基

10、烯丙基硅对酮进行1,2亲核加成，得到相应的醇。即使是a ,卩不饱和酮参与反应，生成的也是1,2加成的产物。OL gand:经过条件筛选，上图中的配体催化性能最好。对于14个酮类反应物，产率在42-98%之ee值大多在78%以上。其可能的反应机理如下：CHOCHO76%其可能的机理如下:3.3 InCla活化下MesSiBr作为Lewis酸催化醇与硅试剂的偶联大阪大学的A. Baba小组发展出以InCi 3活化MesSiBr，使之可以作为Lewis酸催化一系列硅试剂的反应。Sakurai反应，产率最高可达99%。Baba小组为我当Nu为烯丙基时，此反应便成为了们提供了一类新的可以活化反应位点的L

11、ewis酸。反应机理如下：小结烯丙基硅烷作为重要的硅试剂、亲核试剂和烯丙基化试剂，适用性更宽、条件更温和、步骤更简单 的合成方法的开发是非常重要的。Sakurai反应有效地利用了烯丙基硅烷的亲核反应，可以得到一系列 的 烯丙基的醇、胺或者偶联的产物。本文简述了一些近年来的烯丙基硅烷的合成方法与Sakurai反应 的进展。参考文献Hosomi, A, Sakurai, H, Tetra. Lett., 1976, 1295.Murakami, K, Yorimitsu,H, Oshima, K, J. Org. Chem., 2009, 74, 1415 - 1417.Selander, N.,

12、 Paasch, J. R., Szab , K. J., J. Am6. Chem. Soc., 2011, 133, 409- 411.Ohmura, T., Taniguchi, H., Suginome, M.,丄 Am. Chem. Soc., 2006, 128, 13682-13683.Miller,Z. D., Li, W., Belderrain, T. R., Montgomery J., J. Am. Chem. Soc., 2013, 135, 15282- 15285.Wadamoto, M., Yamamoto, H., J. Am. Chem. Soc., 2005, 127, 1455