叔丁基二甲硅基三氟甲磺酸酯在合成中的应用

叔丁基二甲硅基三氟甲磺酸酯在合成中的应用

叔丁基二甲硅基三氟甲磺酸酯是高活性硅化剂和Lewis酸，能够将伯、仲、叔醇转化为相应的TBDMS醚，并将酮和内酯转化为相应的烯醇硅基醚；促进烷基锌化合物和三苯基膦与α、β-烯酮的共轭加成；[4 +2]环加成反应中染色质的活化吡啶环向格氏试剂的活化和叔胺N-氧化物的反式烷基化N-叔丁氧基羰基转变为N-烷氧基。

醇的硅烷化反应

伯醇、仲醇和叔醇通过与叔丁基二甲硅基三氟甲磺酸酯反应进行硅烷化，收率极佳。

烯醇基醚的形成

通过用1-2当量的TBDMS三氟甲磺酸酯和1.5当量的三乙胺在二氯甲烷或1,2-二氯乙烷，将各种空间位阻酮转化为烯醇硅醚(方程式2)

手性β-酮亚砜与1.1当量的反应二异丙基酰胺锂在-78°C的THF中，然后在-78°C下使用1.2倍的TBDMS三氟甲磺酸酯，产生相应的(Z)-烯醇硅醚(方程式3)

内酯在用TBDMS三氟化盐和CH2Cl2中的三乙胺处理后也转化为硅基烯酮缩醛(方程式4和5)。在8a-乙烯基-2-氧辛基-2h-1,4-苯并恶嗪的情况下，所得到的硅基烯酮缩醛经历Claisen重排，以提供八氢喹啉(方程式6)

烷基溴化锌的共轭加成

炔基溴化锌与α，β-不饱和酮在TBDMS三氟甲磺酸酯存在下在-40℃的醚-四氢呋喃中进行共轭加成，得到相应的1,4加合物(收率54-96%)。其他三烷基硅基三氟甲磺酸盐，如三异丙基硅基三氟甲磺酸盐或三甲基硅基三氟甲磺酸盐，可有效取代TBDMS三氟磺酸盐。

磷硅烷化

用TBDMS三氟甲磺酸酯和三苯基膦在室温THF中处理的环烯酮提供相应的1-(3-叔丁基二甲基硅氧基-2-环烯基)三苯基膦三氟甲磺酸酯(方程8)，在锂化后与正丁基锂其次是与醛类的wittig反应，得到各种共轭二烯:

色酮的硅烷化

4-叔丁基二甲基硅氧基-1-苯并吡喃鎓三氟甲磺酸盐的制备是通过在氮气(方程9)下在80°C下加热色酮和TBDMS三氟甲磺酸盐9小时(无溶剂)进行的。硅烷化色酮与烯醇甲硅烷基醚和2, 6-二甲基吡啶发生加成反应。和[4+2]型在TBDMS三氟甲磺酸和2, 6-二甲苯胺存在下与α, β-不饱和酮的环加成反应。环加成反应的一个例子如方程10所示。

烯丙基三丁基锡烷基甲硅烷基醚的重排

α-甲硅氧基烯丙基锡烷用TBDMS三氟甲磺酸酯异构化为(Z)-γ-甲硅氧基烯丙基锡烷（方程11）。所得的烯丙基锡烷在三氟化硼醚酸盐存在下与醛发生加成反应，提供3-（叔丁基二甲基硅氧基）-4-羟基烯烃。

吡啶的活化

N-(叔丁基二甲基硅基)三氟化吡啶，由吡啶和叔丁基二甲硅基三氟甲磺酸酯在CH2Cl2中在室温下制备，与烷基和芳基格氏试剂进行加成反应，经氧氧化后得到4-取代吡啶(方程 12)在研究的案例中，只有大约1%的2-取代吡啶形成。

叔胺N-氧化物的烷基转移

N-（叔丁基二甲基硅氧基）-N-甲基哌啶鎓三氟甲磺酸盐由N-甲基哌啶N-氧化物（方程13）反应定量形成。由各种三烷基胺N-氧化物衍生的胺盐在0°C下用THF中的甲基锂处理，然后用烷基卤化物和四正丁基氟化铵在密封管中，在110°C下放置10小时，得到三取代胺(方程14)。

N-Boc基团相互转化为N-烷氧基羰基

用1.5等量的TBDMS三氟甲磺酸酯和2当量的2, 6-二甲基吡啶在CH2Cl2中处理叔丁基烷基氨基甲酸酯约15分钟，在室温下提供相应的TBDMS氨基甲酸酯(方程15)这些硅基氨基甲酸酯与氟离子溶液脱硅可得到相应的伯胺。硅基氨基甲酸酯也通过TBAF和烷基卤化物在THF中处理，在0°C下转化为其他N-烷氧羰基衍生物(收率82-88%)

羰基活化

TBDMS三氟甲磺酸的高亲氧性和路易斯酸度激活羰基化合物进行亲核攻击。已经报道了杂原子和碳基亲核试剂的例子。

TBDMS三氟甲磺酸酯已用于取代更常用的TMS三氟甲磺酸甲磺酸酯作为Noyori方案中的催化剂，用于从酮和1,2-双(三甲基硅氧基)乙烷(方程16)形成环状缩醛。

δ-戊内酰胺与2，3-O-异亚丙基-D-甘油醛的分子间加成由TBDMS三氟甲磺酸酯和i-PrNEt各3等量的组合促进(等式17)。在这些条件下，添加核碱基(如胸腺嘧啶、尿嘧啶和6-氯嘌呤)也是有效的。

O-酰基扁桃酰胺在TBDMS三氟甲磺酸酯存在下进行高度立体选择性的分子内环化反应，得到稳定的2-硅氧基-1，3-恶唑烷-4-酮(方程18)。

分子内硅烷醛醇反应已被有效地用作合成多种氨基甲糖的关键步骤(方程19)。TBDMS三氟甲磺酸酯在这种化学中起着双重作用，形成烯醇硅烷并激活醛对亲核攻击。

TBDMS三氟甲磺酸活性羰基化合物也被碳-碳双键在分子内捕获，例如在呋喃的分子内傅-克烷基化中(方程20)。

据报道，由TBDMS三氟甲磺酸催化的高度立体选择性分子内Prins双环化(方程21)。大位阻的TBDMS三氟甲磺酸盐优先用于TES三氟甲磺酸盐，以阻止对三级醇的竞争性保护。

共轭加成

三氟甲磺酸TBDMS已被用于促进碳和杂原子基亲核试剂以化学计量和催化量共轭加成到一系列α，β-不饱和羰基化合物中。在某些情况下，甲硅烷基烯醇醚是分离的，在其他情况下，它被暗示为中间体，但原位或通过添加已知可裂解碳硅键的酸或试剂（例如TBAF）水解。碳基亲核试剂的例子如方程22-26所示。

TBDMS三氟甲磺酸盐促进由相应的有机锂化合物和三甲铝原位生成的有机铝酸盐添加到α, β-不饱和羰基化合物中(方程22)。17与TMS烯醇醚相比，TBDMS烯醇醚具有更高的水解稳定性，使得TBDMS三氟甲磺酸酯在该化学中优于TMS三氟甲磺酸酯，尽管无法实现对β-二取代的α, β-不饱和酮和α, β-不饱和酯的添加。

TBDMS三氟甲磺酸促进甲醛腙与α,β-不饱和酮和内酯的共轭加成(方程24)。另一种大块硅烷化剂，二甲基(1, 2, 2-三甲基丙基)甲硅烷基(TDS)三氟甲磺酸酯，也与烯酮具有相同的效果。

TBDMS三氟甲磺酸酯是将叔丁基二甲基硅基乙烯酮缩醛添加到N-甲苯磺酰基-2-吡啶酮中最具选择性和最有效的催化剂(方程25)。

从对映体纯铼结合萘单罐形成菲环系统的步是TBDMS三氟甲磺酸酯促进的迈克尔添加到3-戊烯-2-酮(方程26)。富电子铼结合的萘也经历TBDMS三氟甲磺酸酯促进的共轭加成反应，与活化程度较低的迈克尔受体(如丙烯酸甲酯)发生，导致萘与这种亲二烯菌形成正式的Diels-Alder环加成产物。

TBDMS三氟甲磺酸酯也促进了杂原子亲核试剂添加到α,β-不饱和羰基化合物中。分子间氮杂双迈克尔反应已被开发为功能化哌啶-2-酮的途径(方程27)。由于其相对易于处理，三氟甲磺酸TBDMS通常优于TMSI-HMDS作为此类反应中的添加剂。

将硫化物和TBDMS三氟甲磺酸盐添加到烯酮中导致3-叔丁基二甲基硅氧基醛-2-烯基锍盐的形成，其特征在于低温核磁共振波谱。尽管太不稳定而无法分离，但它们与原位生成的烯丙基鎓试剂(方案28)发生亲核置换反应。这些物种也被提议作为烯酮与二甲基缩醛的森田-贝利斯-希尔曼反应的中间体(方程29)。TBDMS三氟甲磺酸酯在该反应中可能发挥双重作用，既促进共轭加成，又激活缩醛以添加硫化物，为分子间加成反应产生更活跃的亲电试剂。

乙缩醛活化

活性羰基衍生物也是通过TBDMS三氟甲磺酸酯处理缩醛而获得的。在氧亲核试剂的情况下，这导致形成新的缩醛(方程30和31)。

据报道，在用TBDMS三氟甲磺酸活化的缩醛中添加碳基亲核试剂。在Mukaiyama醛化型反应中，氧、硫和氮基杂环硅氧基二烯添加到来自相同构建单元的手性亲电物质中(方程32)。亲核试剂和亲电试剂的所有九种可能组合都已实现。

由TBDMS三氟甲磺酸酯和缩醛组合产生的氧物质已被用作与芳环的π碱性过渡金属配合物（例如方程26中的铼结合萘）形成碳-碳键形成反应中的亲电试剂。

糖基化

三氯乙酸糖基在CH2Cl2低温下由TBDMS三氟酯催化，以高度立体选择性的方式与广泛的糖基受体进行糖苷化反应(方案33)。糖基乙酸酯和糖基磷酸酯也被用作TBDMS- triflat介导的糖基化的糖基供体。与更常用的TMS三氟甲磺酸酯相比，TBDMS三氟甲磺酸酯Lewis酸度降低，可用于促进敏感底物的糖苷化反应，并限度地减少不必要的副产物的形成。

环氧化物开环

当三甲基铝、Et3N和TBDMS三氟化盐在CH2Cl2中结合处理时，环氧化物在−50℃下发生立体定向打开反应，从而得到相应的烷基化-硅化产物，产率极好(方程34)。TMS三氟甲磺酸酯和TES三氟甲磺酸酯同样有效，并已与其他三烷基铝试剂联合使用

用TBDMS三氟甲磺酸酯和碱处理环氧甲硅烷基醚导致“非醛醇醛醇重排”为甲硅烯醇醚。虽然可以使用其他不受阻碍的甲硅烷基三氟甲磺酸酯，但使用TBDMS三氟甲磺酸酯和受TBDMS保护的环氧醇获得最干净的反应混合物。所得的甲硅烷基烯醇醚可直接用于随后的Mukaiyama醛醇加成反应（方程35）。在苯甲醛的情况下，观察到共选择性。非醛醇醛醇重排是一个非对映选择性过程，并且取决于初始环氧甲硅烷基醚的相对立体化学和受保护的仲醇中烷基的大小，可能导致竞争性迁移和甲硅基三氟甲磺酸酯促进的佩恩重排。

C=N双键的活化

三氟甲磺酸TBDMS已被用于促进许多含有碳氮双键的体系的添加和异构化。TBDMS 三氟甲磺酸酯是促进 Mukaiyama 型乙烯基亚氨基醛醇(曼尼希型)加成2-[(叔丁基二甲基硅基)氧基]呋喃到衍生自(2S)-2,3-O-异亚丙基亚甲基甘油醛(方程36)的N-苄基亚胺中的三氟甲磺酸甲硅酯。

TBDMS三氟甲磺酸酯是一种高效的促进剂，用于将二乙基亚磷酸酯立体选择性添加到一系列手性N-苄基氮(方程37)中。

O-甲基- O-叔丁基二甲基硅酮缩醛在TBDMS三氟酯存在时与相同的硝酮发生同步选择性加成(方程38)。还报道了TBDMS三氟酯促进O-甲基-O-叔丁基二甲基硅酮缩醛对其他手性氮酮的加成。

参考文献

Hua, D.H., Chen, J., Grainger, R.S. and Aricó, C.S. (2007). tert-Butyldimethylsilyl Trifluoromethanesulfonate. In Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis, (Ed.).