Éter de sililo - Silyl ether
Los éteres de sililo son un grupo de compuestos químicos que contienen un átomo de silicio unido covalentemente a un grupo alcoxi . La estructura general es R 1 R 2 R 3 Si-O-R 4 donde R 4 es un grupo alquilo o un grupo arilo . Los éteres de sililo se utilizan habitualmente como grupos protectores de alcoholes en síntesis orgánica . Dado que R 1 R 2 R 3 pueden ser combinaciones de grupos diferentes que pueden variarse para proporcionar varios éteres de sililo, este grupo de compuestos químicos proporciona un amplio espectro de selectividad para la química del grupo protector. Los éteres de sililo comunes son: trimetilsililo ( TMS ), terc - butildifenilsililo (TBDPS), terc- butildimetilsililo ( TBS / TBDMS ) y triisopropilsililo ( TIPS ). Son particularmente útiles porque se pueden instalar y quitar de manera muy selectiva en condiciones suaves.
Éteres de sililo comunes
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| TMS | TES | TBS / TBDMS | TBDPS | CONSEJOS |
| Éter de trimetilsililo | Éter de trietilsililo | éter terc- butildimetilsilílico | terc- butildifenilsilil éter | Éter de triisopropilsililo |
Formación
Comúnmente, la sililación de alcoholes requiere un cloruro de sililo y una base de amina. Un procedimiento rápido y confiable es el protocolo de Corey en el que el alcohol se hace reaccionar con cloruro de sililo e imidazol en alta concentración en DMF . Si se reemplaza DMF por diclorometano, la reacción es algo más lenta, pero la purificación del compuesto se simplifica. Una base impedida común para usar con triflatos de sililo es la 2,6-lutidina . Los alcoholes primarios se pueden proteger en menos de una hora, mientras que algunos alcoholes impedidos pueden requerir días de tiempo de reacción.
Cuando se usa un cloruro de sililo, generalmente no se requieren precauciones especiales, excepto para la exclusión de grandes cantidades de agua. Puede emplearse un exceso de cloruro de sililo, pero no es necesario. Si se usa un exceso de reactivo, el producto requerirá cromatografía ultrarrápida para eliminar el exceso de silanol y siloxano .
A veces se utilizan triflato de sililo y una base de amina impedida . Los triflatos de sililo son más reactivos que sus cloruros correspondientes, por lo que pueden usarse para instalar grupos de sililo en posiciones obstaculizadas . El triflato de sililo es más reactivo y también convierte las cetonas en éteres de silil enol . Los triflatos de sililo son sensibles al agua y deben procesarse en condiciones de atmósfera inerte . La purificación implica la adición de un ácido acuoso, como una solución saturada de cloruro de amonio . El agua apaga el reactivo de sililo restante y protona las bases de amina antes de su eliminación de la mezcla de reacción. Después de la extracción, el producto se puede purificar mediante cromatografía ultrarrápida.
Las cetonas reaccionan con los hidrosilanos en presencia de catalizadores metálicos.
Eliminación de grupos protectores de silil éter
La reacción con ácidos o fluoruros como el fluoruro de tetra-n-butilamonio elimina el grupo sililo cuando ya no se necesita protección. Los sustituyentes más grandes aumentan la resistencia a la hidrólisis , pero también dificultan la introducción del grupo sililo.
En medios ácidos, la resistencia relativa es:
- TMS (1) <TES (64) <TBS (20000) <TIPS (700,000) <TBDPS (5,000,000)
En los medios básicos, la resistencia relativa es:
- TMS (1) <TES (10-100) <TBS ~ TBDPS (20000) <TIPS (100.000)
Monoprotección de dioles simétricos
Es posible monosililar un diol simétrico, aunque se sabe que esto es problemático ocasionalmente. Por ejemplo, se informó la siguiente monosililación:
Sin embargo, resulta que esta reacción es difícil de repetir. Si la reacción fuera controlada únicamente por termodinámica, entonces, estadísticamente, si el dianión es de reactividad similar al monoanión, entonces resultará una mezcla estadística correspondiente de 1: 2: 1 diol disililado: monosililado: no sililado. Sin embargo, la reacción en THF se vuelve selectiva por dos factores, la desprotonación cinética del primer anión Y la insolubilidad del monoanión. En la adición inicial de TBSCl, solo hay una pequeña cantidad de monoanión en solución y el resto está en suspensión. Esta pequeña porción reacciona y cambia el equilibrio del monoanión para atraer más a la solución, lo que permite obtener altos rendimientos del compuesto mono-TBS. En algunos casos se pueden obtener resultados superiores con butillitio :
Un tercer método utiliza una mezcla de DMF y DIPEA .
- Alternativamente, se puede usar un exceso (4 eq) del diol, forzando la reacción hacia la monoprotección.
Desprotección selectiva
La desprotección selectiva de grupos sililo es posible en muchos casos. Por ejemplo, en la síntesis de taxol :
Los éteres de sililo se diferencian principalmente sobre la base de la estética o la electrónica. En general, las desprotecciones ácidas desprotegen más rápidamente los grupos sililo menos impedidos, siendo el volumen estérico del silicio más significativo que el volumen estérico del oxígeno. Las desprotecciones basadas en fluoruro desprotegen los grupos sililo pobres en electrones más rápido que los grupos sililo ricos en electrones. Existe alguna evidencia de que algunas desprotecciones de sililo proceden a través de especies de silicio hipervalentes .
La desprotección selectiva de los éteres de sililo se ha revisado ampliamente. Aunque se han logrado desprotecciones selectivas en muchas condiciones diferentes, algunos procedimientos, que se describen a continuación, son más fiables. Es probable que una desprotección selectiva tenga éxito si hay una diferencia sustancial en los estéricos (por ejemplo, TBS primario frente a TBS secundario o TES primario frente a TBS primario) o electrónica (por ejemplo, TBDPS primario frente a TBS primario). Desafortunadamente, se requiere inevitablemente cierta optimización y, a menudo, es necesario ejecutar desprotecciones parcialmente y reciclar el material.
- Algunas condiciones ácidas comunes
- 100% en moles de 10-CSA ( ácido canforsulfónico ) en MeOH, temperatura ambiente; una "ráfaga" de ácido desprotege los grupos TBS primarios en diez minutos.
- 10% en moles de 10-CSA, 1: 1 de MeOH: DCM, -20 o 0ºC; desprotege un grupo TBS primario en dos horas a 0ºC; si CSA se reemplaza por PPTS , la velocidad es aproximadamente diez veces más lenta; con p-TsOH , aproximadamente diez veces más rápido; La mezcla de solventes es crucial.
- 4: 1: 1 v / v / v AcOH: THF: agua, temperatura ambiente; esto es muy lento, pero puede ser muy selectivo.
- Algunas condiciones básicas comunes
- HF-piridina, 10: 1 THF: piridina, 0ºC; una excelente desprotección; elimina los grupos primarios de TBS en ocho horas; Las reacciones que utilizan HF deben realizarse en recipientes de plástico.
- TBAF, THF o TBAF / AcOH, THF 1: 1 ; Los grupos TBDPS y TBS pueden desprotegerse en presencia uno del otro en diferentes condiciones.