位阻型硅烷保护剂--三异丙基氯硅烷

背景及概述

有机硅保护剂（简称OSPA）又称硅烷保护剂（简称SBA），其作用是用硅烷基取代化合物中的活泼氢（如羟基、羧基和氨基中的氢），生成稳定的中间体；然后，该中间体的其它基团再进行某些反应；反应结束后，通过水解反应，脱除硅烷基，使原先被硅烷基保护的基团再生，合成出某些的特定化合物。

应用

由于硅烷的保护和去保护反应的转化率高，甚至是定量反应，使其广泛用于有机合成中，特别是药物和天然产物的合成中。最早被利用的有机硅保护剂是三异丙基氯硅烷保护剂。随着研究的深入，人们发现这种硅烷基用于羧基的保护时，因所形成的硅醚中间体在极性介质中很不稳定，对酸、碱催化、溶剂氢解反应有一定的局限性。采用位阻型有机硅保护剂（硅原子上连接大基团，如叔丁基、异丙基、苯基的有机硅保护剂）得到的中间体在水、醇钠和中性还原介质中都比较稳定。三异丙基氯硅烷是一种重要的位阻型有机硅保护剂，主要用于保护各种类型的羟基，特别是在多官能羟基化合物中，可有选择地进行保护和脱保护，这对合成核苷、核苷酸和糖类化合物非常重要[1]。

三异丙基氯硅烷其硅烷化反应是在稍过量的咪唑溶液中进行的。被保护的中间体的酸性水解稳定性介于叔丁基二甲基氯硅烷和叔丁基二苯基氯硅烷之间，而碱性水解稳定性高于前两者，三者的水解稳定性好，有机硅保护剂的中间体的碱性水解速度都大大地低于其相应的酸性水解速度 （尽管碱性水解反应的温度高于酸性水解反应）。

制备

三异丙基氯硅烷的合成方法主要有两种，一种是以三异丙基硅烷为原料，用盐酸等试剂将硅上的氢氯代。另一种方法是以四氯化硅为原料，和异丙基锂反应得到三异丙基氯硅烷。因为三异丙基氯硅烷和异丙基锂价格昂贵，为了进一步降低生产成本，我们参照其他有机硅保护剂的合成方法，以四氯化硅为原料，与溴代异丙烷的格式试剂反应，一步得到三异丙基氯硅烷，收率到达 74 %，线路见图 1。

图 1 三异丙基氯硅烷合成路线

实验部分

在 1 L 的三颈瓶中，加入金属镁 74.17 g(3.09 mol)，四氢呋喃 240 mL，氮气保护下，在 45～55 ℃下滴加溴代异丙烷376.38 g （3.06 mol），约 6 h 滴加完毕，在 45～55 ℃保温 30 min后备用。

在 2 L 的的三颈瓶中，加入 SiCl 4 164.2 g(0.97 mol)，四氢呋喃 200 mL，于 0～5 ℃滴加格式试剂，滴加完毕后升温到50～55 ℃保温反应 4 小时，冷却到室温，抽滤，滤饼用少量四氢呋喃洗涤，合并滤液，精馏，收集 82～85 ℃/15 mmHg馏分，得到无色液体 122 g，收率 74 %。

讨论

(1)用氯代异丙烷代替溴代异丙烷后，反应结束后发现产品的含量很少，可能是氯代物活性较低的原因。

(2)在和 SiCl 4 反应时，反应是一个连串反应，先生成的单取代和二取代产物，再生成三取代产物，生成的单取代和二取代产物反应很容易进行，所以反应初始阶段在冰浴中反应即可，这样有利于生产控制和减少副产物。

结论

介绍了三异丙基氯硅烷单官能团位阻型硅烷保护剂的性质、用途、合成方法及市场前景。本文以相对廉价易得的 SiCl 4 和异丙烷溴化镁为原料一步制得目标产物，收率达到了 74 %。该工艺路线，试验条件缓和，操作简单，收率也比较高，适合工业化生产。

参考文献

[1] 温远庆，谢庆兰，邓锋杰．位阻型硅烷保护剂[J]．有机硅材料，2004，18(6)：21-23．