シリルエーテル

シリルエーテルは、アルコキシ基に共有結合したケイ素原子を含む化合物群です。一般構造は R ¹ R ² R ³ Si−O−R ⁴で、R ^4はアルキル基またはアリール基です。シリルエーテルは通常、有機合成においてアルコールの保護基として使用されます。R ¹ R ² R ³は、さまざまな基の組み合わせにすることができ、さまざまなシリルエーテルを提供できるため、この化合物群は保護基化学に幅広い選択性を提供します。一般的なシリルエーテルは、トリメチルシリル( TMS )、tert -ブチルジフェニルシリル(TBDPS)、tert -ブチルジメチルシリル ( TBS/TBDMS )、トリイソプロピルシリル ( TIPS ) です。これらは、温和な条件下で非常に選択的に導入および除去できるため、特に有用です。

一般的なシリルエーテル

形成

一般にアルコールのシリル化には、シランクロリドとアミン塩基が必要である。信頼性が高く迅速な方法の 1 つは Corey プロトコルであり、アルコールをDMF中の高濃度のシランクロリドとイミダゾールと反応させる。^[1] DMF をジクロロメタンに置き換えると、反応はいくぶん遅くなるが、化合物の精製は簡略化される。シラントリフラートに使用される一般的な立体障害塩基は2,6-ルチジンである。^[2]第一級アルコールは 1 時間未満で保護できるが、立体障害アルコールによっては数日の反応時間が必要になる場合がある。

塩化シランを使用する場合、大量の水を排除することを除いて、通常は特別な予防措置は必要ありません。塩化シランを過剰に使用することもできますが、必須ではありません。試薬を過剰に使用すると、フラッシュクロマトグラフィーで過剰なシラノールとシロキサンを除去する必要があります。

時には、シリルトリフラートとヒンダードアミン塩基が使用される。シリルトリフラートは対応する塩化物よりも反応性が高いため、ヒンダード位置にシリル基を導入するために使用できる。シリルトリフラートはより反応性が高く、ケトンをシリルエノールエーテルに変換する。シリルトリフラートは水に敏感であるため、不活性雰囲気条件下で処理する必要がある。精製には、飽和塩化アンモニウム溶液などの水性酸の添加が含まれる。水は、残りのシリル試薬をクエンチし、アミン塩基をプロトン化してから、反応混合物から除去する。抽出後、生成物はフラッシュクロマトグラフィーで精製できる。

ケトンは金属触媒の存在下でヒドロシランと反応する。^[3]^[4]

除去

酸やテトラ-n-ブチルアンモニウムフルオリドなどのフッ化物との反応により、保護が不要になったときにシルイル基が除去される。置換基が大きいほど加水分解に対する耐性が増すが、シルイル基の導入も困難になる。^[5]

酸性媒体では、相対的な抵抗は次のようになります。

TMS (1) < TES (64) < TBS (20 000) < TIPS (700,000) < TBDPS (5,000,000)

基本的な媒体では、相対的な抵抗は次のようになります。

TMS (1) < TES (10-100) < TBS~TBDPS (20 000) < TIPS (100,000)

対称ジオールのモノ保護

対称ジオールをモノシリル化することは可能ですが、時には問題が発生することが知られています。例えば、次のモノシリル化が報告されています：^[6]

しかし、この反応を再現することは難しいことが判明しました。反応が熱力学のみによって制御され、ジアニオンがモノアニオンと同様の反応性を持つ場合、1:2:1 のジシリル化:モノシリル化:非シリル化ジオールの対応する統計的混合物が予想されます。しかし、THF での反応は、2 つの要因によって選択的になります。1. 最初のアニオンの動力学的脱プロトン化と 2. モノアニオンの不溶性です。最初に TBSCl を加えたとき、溶液には少量のモノアニオンしか存在せず、残りは懸濁状態です。この少量が反応してモノアニオンの平衡をシフトさせ、より多くのモノアニオンを溶液に引き込み、モノ TBS 化合物の高収率を実現します。場合によっては、ブチルリチウムを使用すると優れた結果が得られることがあります。^[7]

3番目の方法はDMFとDIPEAの混合物を使用する。^[8]

あるいは、過剰量（4当量）のジオールを使用して、反応をモノ保護方向に強制することもできます。

選択的脱保護

多くの場合、シリル基の選択的脱保護が可能である。例えば、タキソールの合成では次のようになる。^[9]

シルイルエーテルは、主に立体的または電子的性質に基づいて区別されます。一般に、酸性脱保護では、シリコンの立体的嵩高さが酸素の立体的嵩高さよりも重要になるため、障害の少ないシルイル基の脱保護が速くなります。フッ化物ベースの脱保護では、電子不足のシルイル基の脱保護が、電子過剰のシルイル基の脱保護よりも速くなります。一部のシルイル脱保護は、超原子価シリコン種を介して進行するという証拠があります。

シルイルエーテルの選択的脱保護については、広範囲に検討されている。^[10]^[11]選択的脱保護はさまざまな条件下で達成されているが、以下に概説するいくつかの手順の方が信頼性が高い。選択的脱保護は、立体構造（例えば、一次TBS対二次TBS、一次TES対一次TBS）または電子構造（例えば、一次TBDPS対一次TBS）に大きな違いがある場合に成功する可能性が高い。残念ながら、ある程度の最適化は避けられず、脱保護を途中で実行して材料をリサイクルする必要があることが多い。

一般的な酸性条件

室温の MeOH 中の100 mol% 10-CSA (カンファースルホン酸)。酸の「爆発」により、10 分以内に主要な TBS 基が脱保護されます。
10 mol% 10-CSA、1:1 MeOH:DCM、-20 または 0 °C。0 で 2 時間以内に一次 TBS 基を脱保護します。CSA をPPTSに置き換えると、速度は約 10 倍遅くなります。p -TsOHを使用すると、約 10 倍速くなります。溶媒混合が重要です。
4:1:1 v/v/v AcOH:THF:水、室温。これは非常に遅いですが、選択性が非常に高くなります。

一般的な基本条件

HF-ピリジン、10:1 THF:ピリジン、0 °C、優れた脱保護、8 時間以内に主要な TBS グループを除去、HF を使用する反応はプラスチック容器で実行する必要があります。
TBAF、THFまたは1:1 TBAF /AcOH、THF; TBDPSおよびTBS基は、異なる条件下で互いの存在下で脱保護することができる。^[12]

応用

参考文献

^ Corey, EJ; Venkateswarlu, A. 「tert-ブチルジメチルシリル誘導体によるヒドロキシル基の保護」J. Am. Chem. Soc. 1972 , 94 , 6190–6191. doi :10.1021/ja00772a043
^ Corey, EJ; Cho, H.; Rücker C.; Hua, DH「トリアルキルシリルトリフラートの研究：新しい合成と応用」Tetrahedron Lett. 1981 , 22 , 3455–3458. doi :10.1016/S0040-4039(01)81930-4
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^ 東林誠; 真幸健; 石津剛; 橋本健; 白浜秀; 中田正治「 t-ブチルジメチルシリルエーテル存在下でのテトラブチルアンモニウムフルオリド、酢酸、水によるt-ブチルジフェニルシリルエーテルの選択的脱保護」Synlett 2000、1306–1308。doi : 10.1055 / s-2000-7158

外部リンク

脱保護の例 TBSシリルエーテル
脱保護の例 TBDMSシリルエーテル
シリコンベースのヒドロキシル基の保護
炭水化物中のシリルエーテル形成

[1] Corey, EJ; Venkateswarlu, A. 「tert-ブチルジメチルシリル誘導体によるヒドロキシル基の保護」J. Am. Chem. Soc. 1972 , 94 , 6190–6191. doi :10.1021/ja00772a043

[2] Corey, EJ; Cho, H.; Rücker C.; Hua, DH「トリアルキルシリルトリフラートの研究：新しい合成と応用」Tetrahedron Lett. 1981 , 22 , 3455–3458. doi :10.1016/S0040-4039(01)81930-4

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[Pro_grps-5] Greene, TW; Wuts, PGM (1999).有機合成における保護基. ニューヨーク: John Wiley & Sons. p. 114. ISBN 9780471160199。

[6] ^ McDougal, PG; Rico, JG; Oh, Y.-I.; Condon, BD「対称1, n -ジオールのモノシリル化のための便利な手順」 J. Org. Chem. 1986 , 51 , 3388–3390. doi :10.1021/jo00367a033

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[8] 胡、L.;リュー、B. Yu、C. Tetrahedron Lett. 2000、41、4281。土井：10.1016/S0040-4039(00)00626-2

[9] Holton, RA et al. 「タキソールの最初の全合成。2. C環とD環の完成。」J. Am. Chem. Soc. 1994 , 116 , 1599–1600. doi :10.1021/ja00083a067

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[12] 東林誠; 真幸健; 石津剛; 橋本健; 白浜秀; 中田正治「 t-ブチルジメチルシリルエーテル存在下でのテトラブチルアンモニウムフルオリド、酢酸、水によるt-ブチルジフェニルシリルエーテルの選択的脱保護」Synlett 2000、1306–1308。doi : 10.1055 / s-2000-7158