[スポンサーリンク]

odos 有機反応データベース

シリル系保護基 Silyl Protective Group

アルコール→有機金属化合物

 

概要

  • シリルエーテルは、アルコールの保護に有効である。研究室規模の精密合成では、必ずといっていいほど用いられる。
  • 3つの置換基R’は2つ以上同じものが用いられる。全て異なるとケイ素原子が不斉中心となってしまい、ジアステレオマーの取り扱いが面倒なためである。
  • TBS、TIPS、TBDPS基は立体的にかさ高いため、二級・三級アルコール存在下に一級アルコールのみを選択的に保護することが可能である。

基本文献

Review

開発の歴史

アルコールのシリル化剤として用いたのは米国のE. J. Coreyがはじめてである。1972年にTBSClを塩基としてイミダゾール存在下DMF溶媒中アルコールと反応させると収率よくシリル化体が得られることを発見した。さらにテトラブチルアンモニウムフロリド(TBAF)により除去可能であることも示した。現在ではもっとも頻繁に用いられる保護基の1つとなっている。

 

反応機構

1. 保護
ケイ素化学の常として、置換反応は5配位中間体を経由して進行する。脱離基(最も電気陰性な置換基)がアピカル位を占めるよう擬回転を起こしてから、脱離が起こる。
oh-si-3.gif
2.脱保護
保護の場合と同様、5配位中間体を経由して進行する。酸性条件であっても同様である。シリルカチオンは不安定なため、炭素置換におけるいわゆるSN1経路をとることはない。フッ素源で脱保護される駆動力は、強いSi-F結合形成による(Si-F結合はSi-O結合よりもおよそ30kcal/molほど強い)。
oh-si-4.gif

反応例

  • 保護・脱保護の典型例[1] oh-si-5.gif

 

  • NaHを塩基として用いるとジオールのmono-Protectionが効率よく行える。[2] oh-si-1.gif

 

  • ヨウ素触媒を用いるTMS保護[3]PG_silyl_7.gif

 

  • Si-BEZAを用いる保護[4]:三級アルコールのシリル保護ができる穏和な条件。 PG_silyl_8.gif

 

  • トリスペンタフルオロフェニルボランを用いたシリルエーテル合成[5]:官能基受容性の高さは勿論のこと、混み合ったアルコールを短時間で効果的に保護できる。 PG_silyl_9.gif
    PG_silyl_10.gif

 

  • より嵩高いシリル保護基BIBS[7]:Di-tert-butylisobutylsilyl基は最も嵩高いシリル基である。TIPSよりも1300倍塩基に強い。

2016-01-29_09-25-56

  • ケイ素ケイ素結合をもつトリス(トリアルキル)シリル基(スーパーシリル基)[8]:カルボン酸の保護基として用いることができる。例えば、トリス(トリエチル)シリル基は非常に嵩高いためカルボニル基に求核攻撃が進行しない。

2016-01-29_11-16-17

 

実験手順

 

PG_silyl_11.gif
アルコール(4.40g, 13.6 mmol)をDMF(90 mL)に溶解し、0℃にてイミダゾール(3.88g, 56.9 mmol) とクロロt-ブチルジメチルシラン(4.09g, 27.1 mmol)を加える。室温に昇温し,16時間撹拌する。十分量の水を加えて反応を停止し、水相を酢酸エチルで3回抽出する。有機相を硫酸マグネシウムで乾燥、濾過後濃縮、残渣をカラムクロマトグラフィ(ヘキサン/酢酸エチル=50/1)にて精製。目的物を黄色液体として得る(99%収率)。[6]

※ R’3SiCl/イミダゾールまたはR’3SiOTf/2,6-ルチジンの条件を用いることで、高収率でシリルエーテルを得ることができる。
後者のほうが反応性が高く、低反応性である二級、三級アルコールの保護目的に適している。
※ 脱保護は酸性条件下加水分解(AcOH-THF-H2O etc)あるいはフッ化物イオン(TBAF etc)による方法が一般的である。後者は強力なSi-F結合形成を駆動力とする。

 

実験のコツ・テクニック

※DMFを溶媒として使った際は、クエンチ時に多量の水で薄めた後、ヘキサン(or石油エーテル)/酢酸エチル 混合溶媒系で抽出すると良い。DMFが有機相に来にくくなり、抽出が楽になる。

※ 以下に良く使われる保護基を列挙しておく。TBSが一般的にFirst Choiceとして用いられるが、その他もよく使われている。TMS基はかなり外れやすいため、3級アルコールなどのかさ高いアルコールの保護、もしくは一時的保護目的以外では用いられることは少ない。
PG_silyl_2.gif

※ 酸性条件下での安定性はTMS(1)<TES(64)<TBS(20,000)<TIPS(700,000)<TBDPS(5,000,000)であり、塩基性条件では、TMS(1)<TES(10-100)<TBS, TBDPS(20,000)<TIPS(100,000)である(括弧内の数値はTMSを1とした際の強さを表す)フッ化物イオンに対する安定性はTMS<TES<TIPS<TBS<TBDPSの順である。

2016-01-29_09-14-28

塩基および酸性メタノール溶液中のシリルエーテルの半減期

2016-01-29_09-14-45

TBAF, HClO4を作用させた場合のシリルエーテルの半減期

※ TBAF条件での脱保護後に生じるアンモニウムアルコキシドは強塩基として働くので、塩基に弱い化合物には用いることが出来ない。緩衝目的で酢酸を加えたり、さらに温和な条件(HF・Py、3HF・Et3Nなど)を試す必要がある。

 

参考文献

  1. Oguri, H.; Hishiyama, S.; Oishi, T.;Hirama, M. Synlett 1995, 1252. DOI: 10.1055/s-1995-5259
  2. McDougal, P. G.; Rico, J. G.; Oh, Y.; Condon, B. D. J. Org. Chem. 1986, 51, 3388. DOI: 10.1021/jo00367a033
  3. Karimi, B.; Golshani, B. J. Org. Chem. 200065, 7228. DOI: 10.1021/jo005519s
  4. Misaki, T.; Kurihara, M.; Tanabe, Y.; Chem. Commun., 2001, 2478. doi:10.1039/b107447b
  5. Blackwell, J. M.; Foster, K. L.; Beck, V. H.; Piers, W. E. J. Org. Chem. 1999, 64, 4887. doi:10.1021/jo9903003
  6. Panek, J. S. et al. J. Org. Chem. 2009, 74, 1897. DOI: 10.1021/jo802269q
  7. Liang, H.; Corey, E. J. Org. Lett. 201113, 4120. DOI:10.1021/ol201640y
  8. tan, J.; Akakura, M.; Yamamoto, H. Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 7198. DOI:10.1002/anie.201300102
     

 

関連反応

 

関連書籍

 

外部リンク

The following two tabs change content below.
Hiro

Hiro

Hiro

最新記事 by Hiro (全て見る)

関連記事

  1. 正宗・バーグマン反応 Masamune-Bergman Reac…
  2. マンニッヒ反応 Mannich Reaction
  3. TPAP(レイ・グリフィス)酸化 TPAP (Ley-Griff…
  4. 求核的フルオロアルキル化 Nucleophilic Fluoro…
  5. マーシャル プロパルギル化 Marshall Propargyl…
  6. カバチニク・フィールズ反応 Kabachnik-Fields R…
  7. パーキン反応 Perkin Reaction
  8. 熊田・玉尾・コリューカップリング Kumada-Tamao-Co…

コメント

  1. この記事へのコメントはありません。

  1. この記事へのトラックバックはありません。

注目情報

ピックアップ記事

  1. 超音波有機合成 Sonication in Organic Synthesis
  2. 岩村 秀 Hiizu Iwamura
  3. なんだこの黒さは!光触媒効率改善に向け「進撃のチタン」
  4. リベロマイシンA /Reveromycin A
  5. ブーボー・ブラン還元 Bouveault-Blanc Reduction
  6. プロリン ぷろりん proline
  7. ブレデレック ピリミジン合成 Bredereck Pyrimidine Synthesis
  8. リチウムイオン電池のはなし~1~
  9. デーリング・ラフラム アレン合成 Doering-LaFlamme Allene Synthesis
  10. ペッカ・ピューッコ Pekka Pyykkö

注目記事

関連商品

注目情報

試薬検索:東京化成工業



最新記事

bothの使い方

形容詞もしくは代名詞の働きをする場合(接続詞としての用法もあります)、「both」は日本人学者によっ…

単一分子を検出可能な5色の高光度化学発光タンパク質の開発

第76回のスポットライトリサーチは、大阪大学産業科学研究所永井研究室の鈴木和志さんにお願いしました。…

国連番号(UN番号)

危険な化学品を飛行機や船を使って輸送することは、現代では日常的に行われていることである。安全に化学品…

生きた細胞内でケイ素と炭素がはじめて結合!

生物は豊富にあるケイ素を利用しない。このたび、ケイ素と化学結合を形成して体内の生化学経路に取り込むこ…

H-1B ビザの取得が難しくなる!?

先日、米国の博士研究員の最低賃金変更についてお伝えしました。トランプ政権では、専門職に就くために…

高速エバポレーションシステムを使ってみた:バイオタージ「V-10 Touch」

タイトルから何だそれ?と思った方々。正しいです。高速のエバポ?どういうこと?と思うことでしょう。…

Chem-Station Twitter

PAGE TOP