阿司匹林的化学合成的原理 有机人名反应Hiyama偶联反应(1)

Hiyama偶联反应(Hiyama Coupling)

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Hiyama偶联反应(桧山偶联反应)是指钯或镍催化的芳基、烯基、烷基卤化物或拟卤(如三氟甲磺酸酯)与有机硅烷之间的交叉偶联反应。与 Suzuki 反应类似,这个反应也需要活化剂,如氟离子(TASF、TBAF)或碱(如氢氧化钠、碳酸钠),在金属转移的时候形成活化的高配位的硅酸盐中间体,否则反应会很难进行。催化循环和Kumada偶联类似。

硅上的取代基通常必须是杂原子或者苯基。如果是三烷基甲硅烷,则难以形成硅酸盐中间体,所以偶联反应较难进行。此反应有诸多优点,包括高原子经济、对环境影响小、有机硅试剂容易储存、易于操作、低毒性、反应条件温和、产率和选择性高以及对其他官能团的耐受性较好等。但对硅保护基的不兼容性,有机硅的制备不易以及活化剂的昂贵,在一定程度上限制了此反应的应用。

反应机理

反应催化循环经过氧化加成、转金属、顺反异构化和还原消除几步,其中关键是把低级化的Si-R键活化,以便进行金属-金属交换。通过加入有机氟试剂,如TBAF,通过F与Si的作用,形成 5价硅,从而活化C-Si键。

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然而,通过使用具有R''基团的硅烷,例如氟或烷氧基代替烷基也可以提高反应速率。实际上,仅存在使用三甲基硅烷衍生物进行偶联反应的成功实例。

另一种方法使用硅环丁烷。这些小环硅烷提供增强的路易斯酸度,因为当硅从四面体转变为五价时,有利于活化。

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对反应机理的详细研究(Org. Lett., 2000, 2, 2491. DOI)显示,硅环丁烷与TBAF • 3H2O迅速开环生成硅烷醇和二硅氧烷的混合物。由氟化物活化的二硅氧烷发生金属转移。

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硅烷醇和硅氧烷都是独立合成的,并且都进行了交叉偶联,为使用硅烷醇作为交叉偶联剂铺平了道路。在特定的方法中(Hiyama-Denmark偶联),不再需要氟化物活化剂。

硅具有低毒性、低环境负荷性等优点,是一个很有潜力的反应。但是目前来说,杂原子取代的硅烷化合物在一般的合成反应中使用频率比较低,相比于Suzuki偶联反应来说,应用还不广泛。

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