相關申請的交叉引用
本申請要求于2014年8月6日提交的第62/033,975號、于2014年12月19日提交的第62/094,381號和于2015年4月2日提交的第62/141,905號美國專利申請的優先權,出于所有目的,其內容通過引用并入本文。
政府權利
本發明是在美國政府支持下,在美國國家科學基金會資助的撥款號che1212767下做出的。政府在本發明中具有某些權利。
本發明涉及用于使用氫氧化物(尤其氫氧化鉀)和硅烷試劑使芳族基質(包括雜芳族基質)甲硅烷基化的方法。
背景
使有機部分甲硅烷基化的能力已在近年來吸引了極大的關注,這歸因于甲硅烷基化材料本身或作為用于例如在農用化學、藥學和電子材料應用中所使用的其他重要材料的中間體的實用性。此外,用有機硅烷使多核芳族化合物官能化的能力提供了利用這些材料的令人感興趣的性質的機會。
以往,芳族化合物的甲硅烷基化已經通過涉及用熱的方法、用光化學的方法或以其他方式衍生的自由基源的自由基過程來實現。芳族化合物已知與氫化硅在以下情況下反應:在氣相中在500℃-850℃下、在液相中在自生的壓力下在350℃-500℃下、在過氧化物的存在下在135℃下在氣相縮合下、以及使用電放電反應。此類反應條件不適合于非揮發性材料或熱敏材料。
目前,雜芳族c-si鍵構建的最常見方法包括雜芳基鋰試劑或雜芳基鎂試劑與硅親電體的相交(interception)。然而,此方法常常在范圍方面受限,并且要求通過使用自燃的有機金屬物質以化學計量的量使雜芳烴預官能化(prefunctionalization)。對于c-si鍵構建,強有力的雜芳族官能化策略例如minisci型自由基取代和傅-克反應(friedel–craftsreaction)已經具有受限制的用途,這是由于產生對應的甲硅烷基自由基和三配位硅正離子(silyliumion)的困難。
最近,過渡金屬介導的芳族c-h甲硅烷基化已被描述,其中所描述的不同體系基于例如co、rh、ir、fe、ru、os、ni、pd和pt催化劑。但是某些電子應用,甚至低水平的此類殘余物的存在可能不利地影響甲硅烷基化材料的性能。相似地,在某些藥學應用或電子應用中,對殘余的過渡金屬的限制是相當嚴格的,并且完全避免它們的能力在合成后的處理(work-up)期間提供益處。
本發明利用本文中引用的發現來避免與先前已知的方法有關的問題中的至少一些。
概述
本公開內容提供關于芳族基質的丁醇鹽催化的甲硅烷基化的新的信息,以及可以使得koh(氫氧化鉀)作為在本反應中的催化劑是可操作的最近的發現。與早期發現相反的是,現在已經發現,koh對于雜芳族物質與氫硅烷(hydrosilane)在某些條件下的直接甲硅烷基化可以是有效的催化劑。現在看來,通過修改反應條件,此koh催化劑體系可以與每種基質一起使用,在所述每種基質中叔丁醇鉀(或其他“強堿”)先前被示出是有效的,但其中koh先前被示出是不能實行的,例如如在美國專利申請序列號14/043,929和國際申請號pct/us2013/062963(兩者均于2013年10月2日提交)中所描述的。koh的使用提供重要的實際益處,例如較低的成本和毒性、更易操作、以及有利的反應建立和純化。另外,其提供在使用較強的堿(包括醇鹽)的反應中未見到的選擇性。
本說明書還公開了先前未明確地描述的從叔丁醇鉀方面描述的另外的實施方案,本說明書示出這些方法的多用性的更完整的一組實施例。
本發明的多個實施方案提供用于使有機化合物甲硅烷基化的化學體系,每種體系包含(a)至少一種有機硅烷和(b)至少一種強堿的混合物或基本上由(a)至少一種有機硅烷和(b)至少一種強堿的混合物組成,所述強堿的定義現在還包括koh,當優選地在大體上無過渡金屬化合物的情況下進行時,所述體系還對于使芳族前體甲硅烷基化是可操作的。體系還包含至少一種有機芳族基質。
其他實施方案提供方法,每種方法包括使有機芳族基質與包含(a)至少一種有機硅烷和(b)至少一種強堿或基本上由(a)至少一種有機硅烷和(b)至少一種強堿組成的混合物在足以使基質甲硅烷基化的條件下接觸,所述強堿的定義現在還包括koh。在一些實施方案中,所述混合物和所述基質優選地但不必要地大體上無過渡金屬化合物。
附圖簡述
當結合附圖閱讀時,進一步地理解本申請。出于闡明主題的目的,在附圖中示出了主題的示例性實施方案;然而,本文公開的主題不限于所公開的具體的方法、裝置和體系。此外,附圖不一定按比例繪制。在附圖中:
圖1a和圖1b圖示通過本文描述的方法可用的反應的一些的實例。
圖2圖示吲哚類的堿催化的甲硅烷基化的范圍。在這些實例中,ko-t-bu被用作示例性的堿。[si]–h=et3sih、et2sih2、etme2sih、phme2sih或n-bu3sih。mom,甲氧基甲基;sem,2-[(三甲基甲硅烷基)乙氧基]甲基。
圖3圖示含n-、含o-以及含s-的雜芳烴的堿催化的甲硅烷基化的范圍。在這些實例中,ko-t-bu被用作示例性的堿。詳見實施例6.9.1至實施例6.9.51。[si]–h=et3sih、et2sih2、etme2sih、phme2sih或n-bu3sih。
圖4a-4e示出堿催化的c-h甲硅烷基化的某些合成應用。在這些實例中,ko-t-bu被用作示例性的堿。圖4a示出142g的c2-甲硅烷基化的吲哚構建單元2a的制備的示意圖。圖4b圖示雜芳基硅烷在交叉偶聯和苯并噻吩的c7處的縮甲醛c-h硼基化(borylation)中的某些應用。圖4c圖示選擇性前體至高級材料和聚合物的某些具體合成。圖4d圖示被用于制備后期化學選擇性和區域選擇性修飾的活性藥物成分的本發明方法的選擇性實例。圖4e示出通過氧定向的sp2(oxygen-directedsp2)和固有的(innate)芐型sp3c–h甲硅烷基化對芳烴的官能化的實例。詳見實施例6.7.1至實施例6.7.4。[si]=et3si;i-pr,異丙基;dba,二亞芐基丙酮(dibenzylideneacetone);bpin,4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧雜環戊硼烷;tmeda,四甲基乙二胺;edot,3,4-亞乙二氧基噻吩。
圖5a/b示出在3當量的et3sih和不同的koh載量下,在45℃下,1-甲基吲哚的甲硅烷基化的轉化率相對于時間數據(時間以分鐘計并且轉化率以百分比計)。圖5a示出作為時間的函數的總轉化率,并且圖5b示出作為時間的函數的c2:c3的比率。頂部曲線(正方形)是關于20mol%koh,并且底部曲線是關于5mol%。
圖6示出在3當量的et3sih下,在65℃下,1-甲基吲哚的甲硅烷基化的koh催化劑載量數據。
圖7示出對用koh催化體系甲硅烷基化的代表性基質進行測試的結果。條件a:起始材料(0.5mmol,1當量);koh(0.1mmol,5.6mg,20mol%);siet3h(1.5mmol,3當量,240μl),在thf(0.5ml)中在65℃下。條件b:起始材料(0.5mmol,1當量);koh(0.1mmol,5.6mg,20mol%);siet3h(0.6mmol,1.2當量,96μl),在thf(0.5ml)中在45℃下。
說明性實施方案詳述
本發明建立于一系列反應上,這些反應中的每一個都依賴于有機硅烷和強堿的簡單混合物,所述強堿的定義現在還包括氫氧化物,尤其koh,它們一起形成能夠使液相中的芳族分子尤其雜芳基化合物在不存在過渡金屬催化劑、uv輻射或電放電(包括等離子體放電)的情況下甲硅烷基化的原位體系(insitusystem)(活性物質的結構和性質是尚未知的)。這些反應與在開發用于制備對藥學和電子應用重要的產物的實用方法中的重要進展有關。重要的是,該反應是令人感興趣的,因為其僅產生了環境友好的硅酸鹽(environmentallybenignsilicate)和二氫(dihydrogen)作為副產物并且可以避免如在為了這個目的文獻中提出的幾乎所有的其他方法中將觀察到的有毒金屬廢物流。通過這些體系中的至少一些所呈現出的顯著容易性和區域專一性為這些領域中的化學工作者的工具箱中提供有用的工具。
本公開內容包括先前在美國專利申請序列號14/043,929和國際申請號pct/us2013/062963(兩者均于2013年10月2日提交)中提供的一些信息,以及先前未明確地描述的從叔丁醇鉀方面描述的新的另外的實施方案,本公開內容示出這些方法的多用性的一組更完整的實施方案。本公開內容還提供與可以使得koh(氫氧化鉀)和其他氫氧化物在本文反應中作為催化劑是可操作的最近發現有關的數據。與早期發現相反的是,現在已經發現,koh對于雜芳族物質與氫硅烷在某些條件下的直接甲硅烷基化可以是有效的催化劑。盡管本文提供的許多實例在叔丁醇鹽、氫化物等等的方面被描述,但這些實例還可以被擴展到包括其中koh是有效的催化劑的那些,并且關于前者所描述的實施方案還擴展到使用后者的那些。相似地,關于叔丁醇鹽體系的可操作性(例如對于官能團的耐受(tolerance))的評論明確地意圖還反映koh體系的可操作性。
本文所描述的甲硅烷基化反應在溫和的條件下、在氫受體、配體或添加劑不存在下進行,并且在任選地無溶劑條件下可擴展到大于100克。難以用貴金屬催化劑活化的基質種類以良好的收率并且以優良的區域選擇性被甲硅烷基化。衍生的雜芳基硅烷產物容易地參與使得用于雜芳族的加工(heteroaromaticelaboration)的新的合成策略成為可能的多用性轉化,并且憑其自身因素而在藥學應用和材料科學應用中是有用的。
本發明可以通過參照結合附圖和實施例的以下描述而更容易地理解,其全部形成本公開內容的一部分。應理解,本發明不限于本文中描述的或示出的具體的產物、方法、條件或參數,并且本文中使用的術語僅用實例的方式用于描述具體實施方案的目的且不意圖是任何要求保護的發明的限制。相似地,除非另有具體說明,否則關于用于改進的可能的作用機理或模式或理由的任何描述意味著僅是說明性的,并且本文的發明將不被用于改進的任何此類建議的作用機理或模式或理由的正確性或不正確性約束。貫穿本文,意識到的是,該描述指的是組合物以及制造和使用所述組合物的方法。換言之,如果本公開內容描述或要求保護與組合物或者制造或使用組合物的方法相關聯的特征或實施方案,那么應意識到,這種描述或權利要求意圖使這些特征或實施方案延伸至這些上下文中的每個中的實施方案(即組合物、制造方法和使用方法)。
在本公開內容中,單數形式“一(a)”、“一(an)”和“該(the)”包括復數指代物,并且提到的具體數值的指代包括至少該具體值,除非上下文另有清楚地指示。因此,例如,對“一種材料”的指代是對本領域技術人員已知的此類材料及其等同物中的至少一種的指代,等等。
當值通過使用描述符“約”被表示為近似值時,應理解,該具體值形成另一個實施方案。一般而言,術語“約”的使用指示近似值,該近似值可以取決于將通過公開的主題獲得的所尋求的期望性能而變化并且將在其中使用該主題的具體上下文中基于該主題的功能來理解。本領域技術人員將能夠按常規解釋該術語。在某些情況下,用于具體值的有效數字的數目可以是確定詞語“約”的程度的一個非限制性方法。在其他情況下,在一系列值中使用的等級可以用于確定預期范圍,該預期范圍對于每個值的術語“約”是可用的。如果存在,那么所有的范圍是包括端點的并且是可組合的。換言之,對以范圍陳述的值的指代包括在該范圍內的每個值。
應意識到,為了清楚起見,在本文中的單獨的實施方式的上下文中描述的本發明的某些特征也可以在單一的實施方案中被組合地提供。換言之,除非明顯地不可相容或具體地排除的,否則每個單個的實施方案被視為是與任何其他實施方案可組合的并且這種組合被認為是另一個實施方案。相反地,為了簡潔起見,單一的實施方案的上下文中描述的本發明的各種特征也可以被單獨提供或以任何子組合來提供。最后,雖然實施方案可以被描述為一系列步驟的一部分或更多通用結構的一部分,但是每個所述步驟也可以被認為是與其他實施方案可組合的自身獨立的實施方案。
過渡術語“包含”、“基本上由......組成”和“由......組成”意圖包含它們的在專利行話中的被普遍接受的含義;即,(i)與“包括”、“含有”或“以......為特征”同義的“包含”是包括端點的或開放式的并且不排除另外的、未敘述的要素或方法步驟;(ii)“由......組成”排除未在權利要求中指定的任何要素、步驟或成分;并且(iii)“基本上由......組成”將權利要求的范圍限制于指定的材料或步驟以及“不實質上影響要求保護的發明的基本特征和新穎特征的材料或步驟”。在措辭“包含”(或其等同物)的方面所描述的實施方案也提供在“由......組成”和“基本上由......組成”的方面獨立地描述的那些作為實施方案。對于在“基本上由......組成”的方面提供的那些實施方案,基本特征和新穎特征是用于使芳族有機部分甲硅烷基化的方法(或在此類方法中使用的體系或從其衍生的組合物)的簡便的可操作性。在提供包括使用基本上由基質、有機硅烷(可選擇地被稱為氫硅烷)、和強堿(強堿的定義現在還包括氫氧化物,尤其koh)組成的混合物的體系和方法的那些實施方案中,其指的是以下的事實:此體系操作以使基質以對應于本文所描述的那些的速率,在如本文所描述的可比較的條件下甲硅烷基化而沒有另外的(例如過渡金屬)催化劑或等離子體或紫外輻射源。雖然可以存在某種水平的過渡金屬,但它們對于方法的可操作性是不需要的,并且可以被認為是為了該反應的目的的旁觀者。事實上,進行的大量實驗和分析排除通過外來的過渡金屬殘余物的催化(參見實施例3.1至實施例3.3)。相似地,雖然其他先前的甲硅烷基化反應已經采用了等離子體或紫外輻照來操作,但本發明不需要這些能源。這些能源的另外的存在不應當被認為替代引起本文方法的可操作性的基礎。
當呈現出清單時,除非另有指示,否則應理解,該清單的每個單個的要素以及該清單的每個組合是單獨的實施方案。例如,作為“a、b、或c”呈現的實施方案的清單應被解釋為包括實施方案“a”、“b”、“c”、“a或b”、“a或c”、“b或c”、或“a、b、或c”。相似地,諸如c1-3的指定包括作為單獨的實施方案的c1、c2、c3、c1-2、c2-3、c1,3,以及c1-3。
貫穿本說明書,詞語被賦予它們的正常含義,如相關領域技術人員將理解的。然而,為了避免誤解,某些術語的含義將被特別地定義或澄清。
如本文使用的術語“烷基”指的是直鏈的、支鏈的或環狀的飽和烴基團,其通常但不一定含有1個至約24個碳原子,優選地含有1個至約12個碳原子,例如甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、叔丁基、辛基、癸基、及類似基團,以及環烷基例如環戊基、環己基及類似基團。通常,但再次不一定地,本文的烷基含有1至約12個碳原子。術語“低級烷基”意指1個至6個碳原子的烷基,并且特定術語“環烷基”意指通常具有4個至8個、優選5個至7個碳原子的環狀的烷基。術語“被取代的烷基”指的是被一個或更多個取代基基團取代的烷基,并且術語“含雜原子的烷基”和“雜烷基”指的是其中至少一個碳原子被雜原子代替的烷基。如果沒有另外指明,那么術語“烷基”和“低級烷基”分別包括直鏈的、支鏈的、環狀的、未被取代的、被取代的和/或含雜原子的烷基和低級烷基。
如本文使用的術語“亞烷基”指的是雙官能的直鏈的、支鏈的或環狀的烷基,其中“烷基”如上文所定義。
如本文使用的術語“烯基”指的是含有至少一個雙鍵的2個至約24個碳原子的直鏈的、支鏈的或環狀的烴基,例如乙烯基、正丙烯基、異丙烯基、正丁烯基、異丁烯基、辛烯基、癸烯基、十四烯基、十六烯基、二十烯基、二十四烯基、及類似基團。本文中優選的烯基含有2個至約12個碳原子。術語“低級烯基”意指2個至6個碳原子的烯基,并且特定術語“環烯基”意指優選地具有5個至8個碳原子的環狀的烯基。術語“被取代的烯基”指的是被一個或更多個取代基基團取代的烯基,并且術語“含雜原子的烯基”和“雜烯基”指的是其中至少一個碳原子被雜原子代替的烯基。如果沒有另外指明,那么術語“烯基”和“低級烯基”分別包括直鏈的、支鏈的、環狀的、未被取代的、被取代的和/或含雜原子的烯基和低級烯基。
如本文使用的術語“亞烯基”指的是雙官能的直鏈的、支鏈的或環狀的烯基,其中“烯基”如上文所定義。
如本文使用的術語“炔基”指的是含有至少一個三鍵的2個至約24個碳原子的直鏈的或支鏈的烴基,例如乙炔基、正丙炔基、及類似基團。本文中優選的炔基含有2個至約12個碳原子。術語“低級炔基”意指2個至6個碳原子的炔基。術語“被取代的炔基”指的是被一個或更多個取代基基團取代的炔基,并且術語“含雜原子的炔基”和“雜炔基”指的是其中至少一個碳原子被雜原子代替的炔基。如果沒有另外指明,那么術語“炔基”和“低級炔基”分別包括直鏈的、支鏈的、未被取代的、被取代的和/或含雜原子的炔基和低級炔基。
如本文使用的術語“烷氧基”意指通過單個的末端醚鍵結合的烷基;即,“烷氧基”可以表示為-o-烷基,其中烷基是如上文定義的。“低級烷氧基”意指含有1個至6個碳原子的烷氧基。類似地,“烯氧基”和“低級烯氧基”分別指的是通過單個末端醚鍵結合的烯基和低級烯基,并且“炔氧基”和“低級炔氧基”分別是指通過單個末端醚鍵結合的炔基和低級炔基。
術語“芳族的”指的是滿足芳香性的hückel4n+2規則的環部分,并且包括芳基(即,碳環的)結構和雜芳基(也被稱為雜芳族的)結構二者,這些結構包括芳基、芳烷基、烷芳基、雜芳基、雜芳烷基、或烷雜芳基的部分、或其預聚合的(pre-polymeric)(例如單體的、二聚合的)類似物、低聚物類似物或聚合物類似物。雖然包括koh的方法和體系的描述關于雜芳族基質被提供,其中其可操作性是優選的,然而合理地認為,它們還對于芳基基質起作用。
如本文使用的術語“芳基”,并且除非另有指定,否則指的是含有單個芳環或稠合在一起、直接連接或間接連接(使得不同的芳環被結合到共用基團例如亞甲基部分或亞乙基部分)的多個芳環的芳族取代基或結構。除非另有修飾,否則術語“芳基”指的是碳環結構。優選的芳基含有5個至24個碳原子,并且特別優選的芳基含有5個至14個碳原子。示例性芳基含有一個芳環或兩個稠合或連接的芳環,例如苯基、萘基、聯苯、二苯醚、二苯胺、二苯甲酮等。“被取代的芳基”是指被一個或更多個取代基基團取代的芳基部分,并且術語“含雜原子的芳基”和“雜芳基”是指其中至少一個碳原子被雜原子替換的芳基取代基,如下文將進一步詳細描述。
如本文使用的術語“芳氧基”指的是通過單獨的指的是通過單個、末端醚鍵結合的芳基,其中“芳基”是如上文定義的。“芳氧基”基團可以表示為-o-芳基,其中芳基是如上文定義的。優選的芳氧基含有5個至24個碳原子,并且特別優選的芳氧基含有5個至14個碳原子。芳氧基的實例包括但不限于苯氧基、鄰-鹵代-苯氧基、間-鹵代-苯氧基、對-鹵代-苯氧基、鄰-甲氧基-苯氧基、間-甲氧基-苯氧基、對-甲氧基-苯氧基、2,4-二甲氧基-苯氧基、3,4,5-三甲氧基-苯氧基、及類似基團。
術語“烷芳基”指的是具有烷基取代基的芳基,并且術語“芳烷基”指的是具有芳基取代基的烷基,其中“芳基”和“烷基”是如上文定義的。優選的烷芳基和芳烷基含有6個至24個碳原子,并且特別優選的烷芳基和芳烷基含有6個至16個碳原子。烷芳基包括,例如,對-甲基苯基、2,4-二甲基苯基、對-環己基苯基、2,7-二甲基萘基、7-環辛基萘基、3-乙基-環戊-1,4-二烯、及類似基團。芳烷基的實例包括但不限于芐基、2-苯基-乙基、3-苯基-丙基、4-苯基-丁基、5-苯基-戊基、4-苯基環己基、4-芐基環己基、4-苯基環己基甲基、4-芐基環己基甲基、及類似基團。術語“烷芳氧基”和“芳烷氧基”指的是式-or的取代基,其中r分別是如剛剛定義的烷芳基或芳烷基。
術語“酰基”指的是具有式-(co)-烷基、-(co)-芳基、或-(co)-芳烷基的取代基,并且術語“酰氧基”指的是具有式-o(co)-烷基、-o(co)-芳基、或-o(co)-芳烷基的取代基,其中“烷基”、“芳基”和“芳烷基”如上文所定義。
術語“環狀的”和“環”指的是脂環族基團或芳族基團,這些基團可以是或可以不是被取代的和/或含雜原子的,并且可以是單環的、雙環的或多環的。術語“脂環族的”在常規的意義上用于指代脂肪族的環狀部分,這與芳族的環狀部分相對,并且可以是單環的、雙環的或多環的。術語“脂環族的”指的是其中雙鍵不被包含在環結構內的結構。
術語“鹵素(halo)”、“鹵化物”和“鹵素(halogen)”在常規的意義上用于指代氯、溴、氟或碘取代基。
“烴基”指的是含有1個至約30個碳原子、優選1個至約24個碳原子、最優選1個至約12個碳原子的一價烴基基團,包括直鏈的、支鏈的、環狀的、飽和的和不飽和的物質,例如烷基、烯基、芳基、及類似基團。術語“低級烴基”意指1個至6個碳原子、優選1個至4個碳原子的烴基,并且術語“亞烴基”意指含有1個至約30個碳原子、優選1個至約24個碳原子、最優選1個至約12個碳原子的二價烴基部分,包括直鏈的、支鏈的、環狀的、飽和的和不飽和的物質。術語“低級亞烴基”意指1個至6個碳原子的亞烴基。“被取代的烴基”指的是被一個或更多個取代基基團取代的烴基,并且術語“含雜原子的烴基”和“雜烴基”指的是其中至少一個碳原子被雜原子代替的烴基。相似地,“被取代的亞烴基”指的是被一個或更多個取代基基團取代的亞烴基,并且術語“含雜原子的亞烴基”和“亞雜烴基”指的是其中至少一個碳原子被雜原子代替的亞烴基。除非另外指明,否則術語“烴基”和“亞烴基”應分別被解釋為包括被取代的和/或含雜原子的烴基部分和亞烴基部分。
如在“含雜原子的烴基”中的術語“含雜原子的”指的是其中一個或更多個碳原子被除碳之外的原子例如氮、氧、硫、磷或硅、通常是氮、氧或硫代替的烴分子或烴基分子碎片。相似地,術語“雜烷基”指的是含雜原子的烷基取代基,術語“雜環的”指的是含雜原子的環狀取代基,術語“雜芳基”和“雜芳族的”分別指的是含雜原子的“芳基”和“芳族的”取代基及類似基團。應注意,“雜環”基團或化合物可以是或可以不是芳族的,并且進一步地,“雜環”可以是如上文關于術語“芳基”描述的單環、雙環或多環。雜烷基的實例包括烷氧基芳基、烷基硫烷基(alkylsulfanyl)取代的烷基、n-烷基化的氨基烷基等。雜芳基取代基的非限制性實例包括吡咯基、吡咯烷基、吡啶基、喹啉基、吲哚基、嘧啶基、咪唑基、1,2,4-三唑基、四唑基,等等,并且含雜原子的脂環族基團的實例是吡咯烷基、嗎啉基、哌嗪基、哌啶基,等等。
如本文使用的,術語“基質”或“有機基質”意圖表示離散的小分子(有時描述為“有機化合物”)和含有此類“芳族部分”的低聚物和聚合物二者。術語“芳族部分”意圖指的是具有所指示的芳族結構的至少一種的化合物、預聚合物(pre-polymer)(即,能夠聚合的單體化合物)、低聚物或聚合物的那些部分。當作為結構示出時,該部分至少含有被示出的部分,以及含有另外的官能團、取代基或二者,包括但不限于本文中描述為“fn”的官能團。
如在上文提到的定義中的某些中提到的,如在“被取代的烴基”、“被取代的烷基”、“被取代的芳基”及類似物中的“被取代的”意指在烴基、烷基、芳基、雜芳基或其他部分中結合至碳(或其他)原子的至少一個氫原子被一個或更多個非氫取代基代替。此類取代基的實例包括不限于:本文被稱為“fn”的官能團,例如鹵素(例如f、cl、br、i)、羥基、氫硫基、c1-c24烷氧基、c2-c24烯氧基、c2-c24炔氧基、c5-c24芳氧基、c6-c24芳烷氧基、c6-c24烷芳氧基、酰基(包括c1-c24烷基羰基(-co-烷基)和c6-c24芳基羰基(-co-芳基))、酰氧基(-o-酰基,包括c2-c24烷基羰基氧基(-o-co-烷基)和c6-c24芳基羰基氧基(-o-co-芳基))、c2-c24烷氧基羰基((co)-o-烷基)、c6-c24芳氧基羰基(-(co)-o-芳基)、鹵代羰基(-co)-x,其中x是鹵素)、c2-c24烷基碳酸根(-o-(co)-o-烷基)、c6-c24芳基碳酸根(-o-(co)-o-芳基)、羧基(-cooh)、羧酸根(-coo-)、氨基甲酰基(-(co)-nh2)、單(c1-c24烷基)取代的氨基甲酰基(-(co)nh(c1-c24烷基))、二(c1-c24烷基)取代的氨基甲酰基(-(co)-n(c1-c24烷基)2)、單(c1-c24鹵代烷基)取代的氨基甲酰基(-(co)-nh(c1-c24烷基))、二(c1-c24鹵代烷基)取代的氨基甲酰基(-(co)-n(c1-c24烷基)2)、單(c5-c24芳基)取代的氨基甲酰基(-(co)-nh-芳基)、二(c5-c24芳基)取代的氨基甲酰基(-(co)-n(c5-c24芳基)2)、二-n-(c1-c24烷基)取代的氨基甲酰基、n-(c5-c24芳基)取代的氨基甲酰基、硫代氨基甲酰基(-(cs)-nh2)、單(c1-c24烷基)取代的硫代氨基甲酰基(-(co)-nh(c1-c24烷基))、二(c1-c24烷基)取代的硫代氨基甲酰基(-(co)-n(c1-c24烷基)2)、單(c5-c24芳基)取代的硫代氨基甲酰基(-(co)-nh-芳基)、二(c5-c24芳基)取代的硫代氨基甲酰基(-(co)-n(c5-c24芳基)2)、二-n-(c1-c24烷基)取代的硫代氨基甲酰基、n-(c5-c24芳基)取代的硫代氨基甲酰基、脲基(-nh-(co)-nh2)、氰基(-c≡n)、氰酸根(-o-c=n)、硫代氰酸根(-s-c=n)、甲酰基(-(co)-h)、硫代甲酰基(-(cs)-h)、氨基(-nh2)、單(c1-c24烷基)取代的氨基、二(c1-c24烷基)取代的氨基、單(c5-c24芳基)取代的氨基、二(c5-c24芳基)取代的氨基、c1-c24烷基酰氨基(-nh-(co)-烷基)、c6-c24芳基酰氨基(-nh-(co)-芳基)、亞氨基(-cr=nh,其中r=氫、c1-c24烷基、c5-c24芳基、c6-c24烷芳基、c6-c24芳烷基等等)、c2-c20烷基亞氨基(-cr=n(烷基),其中r=氫、c1-c24烷基、c5-c24芳基、c6-c24烷芳基、c6-c24芳烷基等等)、芳基亞氨基(-cr=n(芳基),其中r=氫、c1-c20烷基、c5-c24芳基、c6-c24烷芳基、c6-c24芳烷基等等)、硝基(-no2)、亞硝基(-no)、磺基(-so2oh)、磺酸根(so2o-)、c1-c24烷基硫烷基(-s-烷基;還被稱為“烷基硫代”)、c5-c24芳基硫烷基(-s-芳基;還被稱為“芳基硫代”)、c1-c24烷基亞磺酰基(-(so)-烷基)、c5-c24芳基亞磺酰基(-(so)-芳基)、c1-c24烷基磺酰基(-so2-烷基)、c1-c24單烷基氨基磺酰基(-so2-n(h)烷基)、c1-c24二烷基氨基磺酰基-so2-n(烷基)2、c5-c24芳基磺酰基(-so2-芳基)、硼基(-bh2)、二羥硼基(-b(oh)2)、硼酸根(boronato)(-b(or)2,其中r是烷基或其他烴基)、膦酰基(-p(o)(oh)2)、膦酸根(-p(o)(o)2)、次磷酸根(p(o)(o-))、二氧膦基(-po2)、以及膦(-ph2);以及烴基部分,c1-c24烷基(優選地c1-cl2烷基、更優選地c1-c6烷基)、c2-c24烯基(優選地c2-c12烯基、更優選地c2-c6烯基)、c2-c24炔基(優選地c2-c12炔基、更優選地c2-c6炔基)、c5-c24芳基(優選地c5-c24芳基)、c6-c24烷芳基(優選地c6-c16烷芳基)、以及c6-c24芳烷基(優選地c6-c16芳烷基)。在這些取代基結構內,“烷基”、“亞烷基”、“烯基”、“亞烯基”、“炔基”、“亞炔基”、“烷氧基”、“芳族的”、“芳基”、“芳氧基”、“烷芳基”和“芳烷基”部分可以任選地是氟化的或全氟化的。此外,提到的醇、醛、胺、羧酸、酮或其他相似的反應性官能團還包括它們的被保護的類似物。例如,提到的羥基或醇還包括其中羥基被以下保護的那些取代基:乙酰基(ac)、苯甲酰基(bz)、芐基(bn、bnl)、β-甲氧基乙氧基甲醚(mem)、二甲氧基三苯甲基、[雙-(4-甲氧基苯基)苯基甲基](dmt)、甲氧基甲醚(mom)、甲氧基三苯甲基[(4-甲氧基苯基)二苯基甲基、mmt)、對-甲氧基芐基醚(pmb)、甲基硫代甲醚、新戊酰基(piv)、四氫吡喃基(thp)、四氫呋喃(thf)、三苯甲基(三苯基甲基、tr)、硅醚(最常用的硅醚包括三甲基甲硅烷基(tms)、叔丁基二甲基甲硅烷基(tbdms)、三異丙基甲硅烷氧基甲基(tom)、和三異丙基甲硅烷基(tips)醚)、乙氧基乙基醚(ee)。提到的胺還包括其中胺被以下保護的那些取代基:boc甘氨酸、芐氧羰基(cbz)、對-甲氧基芐基羰基(moz或meoz)、叔丁基氧基羰基(boc)、9-芴基甲氧基羰基(fmoc)、乙酰基(ac)、苯甲酰基(bz)、芐基(bn)、氨基甲酸酯、對-甲氧基芐基(pmb)、3,4-二甲氧基芐基(dmpm)、對-甲氧基苯基(pmp)、甲苯磺酰基(ts)基團、或磺酰胺(nosyl和nps)基團。提到的含有羰基的取代基還包括其中羰基被以下保護的那些取代基:縮醛基或縮酮基、縮羰酯基、或代森基(diathanegroup)。提到的含有羧酸或羧酸酯基團的取代基還包括其中羧酸或羧酸酯基團被以下保護的那些取代基:其甲酯、芐酯、叔丁酯、2,6-二取代的苯酚(例如2,6-二甲基苯酚、2,6-二異丙基苯酚、2,6-二叔丁基苯酚)的酯、甲硅烷基酯、原酸酯或噁唑啉。優選的取代基是在本文被確定為不影響或很少影響甲硅烷基化化學的取代基,例如包括包含以下的那些取代基:烷基;烷氧化物、芳氧化物、芳烷基烷氧化物、被保護的羰基;任選地被f、cl、-cf3取代的芳基;環氧化合物;n-烷基氮丙啶類;順式和反式烯烴;乙炔類;吡啶類、伯胺、仲胺以及叔胺;膦類;以及氫氧化物。
如在“官能化的烴基”、“官能化的烷基”、“官能化的烯烴”、“官能化的環烯烴”及類似物中的“官能化的”意指在烴基、烷基、芳基、雜芳基、烯烴、環烯烴或其他部分中結合至碳(或其他)原子的至少一個氫原子被一個或更多個官能團例如在這里和上文描述的那些代替。術語“官能團”意指包括適合于本文描述的用途的任何官能物質。特別地,如本文使用的,官能團將必需具備與基質表面上的相應的官能團反應或結合的能力。
此外,如果特定的基團允許,那么前面提到的官能團可以被一個或更多個另外的官能團或被一個或更多個烴基部分例如上文具體地列舉的那些進一步地取代。類似地,上文提到的烴基部分可以被一個或更多個官能團或另外的烴基部分例如具體地列舉的那些進一步地取代。
“任選的”或“任選地”意指后續描述的情況可以或可以不發生,使得該描述包括其中該情況發生的例子和其中該情況不發生的例子。例如,措辭“任選地被取代的”意指非氫取代基可以或可以不存在于給定的原子上,并且,因此,該描述包括其中存在非氫取代基的結構和其中不存在非氫取代基的結構。
如本文使用的,術語“甲硅烷基化”指的是碳-硅鍵的形成,通常是在先前被碳-氫鍵、通常是未活化的c-h鍵占據的位置形成。在本文描述的條件下,用c-si鍵直接地代替c-h鍵的能力被認為是無先例的(unprecedented)。
本發明包括與用于使芳族化合物和芳族部分甲硅烷基化的化學體系和方法相關的實施方案。具體的實施方案提供用于使芳族化合物和芳族部分甲硅烷基化的化學體系,每個體系包含(a)至少一種有機硅烷和(b)至少一種強堿的混合物,所述強堿的定義現在還包括氫氧化物,尤其koh,所述體系優選地但不必要地大體上無過渡金屬化合物。
意識到,在不同的條件下(主要是在較高的溫度下)提供芳族化合物和芳族部分的甲硅烷基化的體系和反應還能夠使芳族基質內的c-o鍵、c-n鍵、c-s鍵裂解。該后者的還原裂解特征是于2013年10月2日提交的名稱為“transition-metal-freereductivecleavageofaromaticc-o,c-n,andc-sbondsbyactivatedsilanes”的共同未決的美國專利申請第14/043,917號的主題,其為了所有目的也通過引用以其整體并入。體系和方法通過其操作的機理尚未被理解,例如,甲硅烷基化是否是裂解反應的中間步驟或共產物(co-product)或副產物(某些觀察提示不是),但確實表現為每個分支的相對貢獻可以通過反應條件來操縱。例如,如果其他因素是相似的或相等的并且在某些例外情況下,那么似乎較高的溫度和較長的反應時間相對于甲硅烷基化反應(其在相對較溫和的溫度下發生)傾向于有利于c-o鍵、c-n鍵、c-s鍵的裂解。相似地,氫和氫供體分子的不存在(甚至在較高的溫度下)和強堿的亞化學計量的量的使用(所述強堿的定義現在還包括氫氧化物,尤其koh)(相對于有機硅烷),似乎有利于甲硅烷基化反應并且不利于c-x裂解。
對于雜芳族化合物的至少甲硅烷基化的初步的機理研究表明涉及自由基物質,盡管連續的機理(acontinuumofmechanism)可以是可操作的。元素性甲硅烷基自由基產生-取代機理(elementarysilylradicalgeneration-substitutionmechanism)似乎是不可能的,這是由于與缺電子雜芳烴例如吡啶的差的反應性(例如,實施6.9.49至實施例6.9.51)。此外,甲硅烷基化的速率在含硫雜芳烴中比在含氧雜芳烴中更快,并且在含氧雜芳烴中比在含氮雜芳烴中更快,如在內部競爭研究(參見例如實施例7.1)中觀察到的,該研究提供對于親電取代和minisci型反應的補充的反應性。這些觀察結果指明不同于已知雜芳族c-h官能化反應的潛在的機理。
如本文使用的,術語“大體上無過渡金屬化合物”意圖反映出,在本文所述的相對溫和的條件下該體系對于其使芳族化合物和芳族部分甲硅烷基化的預期目的是有效的,即使在沒有任何外源的(即,有意地加入的或以其他方式加入的)過渡金屬催化劑時。雖然某些實施方案提供了包括能夠催化甲硅烷基化反應的那些的過渡金屬可以以與此催化活性通常相關聯的水平存在于本文描述的體系或方法內,但是不要求此類金屬(作為催化劑或旁觀者化合物(spectatorcompound))的存在并且在許多情況下不是合意的。據此,在優選的實施方案中,體系和方法是“大體上無過渡金屬化合物”。除非另有聲明,否則那么,術語“大體上無過渡金屬化合物”定義成反映出,甲硅烷基化體系內的過渡金屬的總水平獨立地或在有機基質的存在下小于約5ppm,如在下文實施例3.3中描述的由icp-ms測量的。另外的實施方案還提供了過渡金屬的濃度小于約10wt%、5wt%、1wt%、100ppm、50ppm、30ppm、25ppm、20ppm、15ppm、10ppm、或5ppm至約1ppm或0ppm。如本文使用的,術語“過渡金屬”定義成包括co、rh、ir、fe、ru、os、ni、pd、pt、cu、或其組合。在另外的具體的獨立的實施方案中,如由icp-ms測量的ni的濃度小于25ppm、小于10ppm、小于5ppm或小于1ppm。
這些體系通常包含基于烴或醚的溶劑,或體系可以在沒有溶劑下操作。如本文描述的,溶劑例如苯、甲苯、均三甲苯、和四氫呋喃類(包括2-甲基四氫呋喃)已被示出很好地起作用。在某些實施方案中,反應在純的基質(neatsubstrate)中進行。
雖然可以不必限制該體系向水和氧氣的暴露,但是,在某些實施方案中,化學體系和方法在大體上無水、無氧氣、或無水和氧氣二者的環境中進行。在其他實施方案中,存在空氣和/或水。除非另有指定,否則術語“大體上無水”指的是水的水平小于約500ppm且“大體上無氧氣”指的是氧氣的水平對應于小于1托的分壓。如果聲明的話,那么另外的獨立的實施方案可以提供:“大體上無水”指的是水的水平小于1.5%、1%、0.5%、1000ppm、500ppm、250ppm、100ppm、50ppm、10ppm、或1ppm并且“大體上無氧氣”指的是對應于小于50托、10托、5托、1托、500毫托、250毫托、100毫托、50毫托、或10毫托的分壓的氧氣水平。在本文描述的一般程序中,做出有意的努力以排除水和氧氣兩者,除非另外指定的。
如為了描述體系和方法在本文所使用的,術語“有機硅烷”或“氫硅烷”可以可交換地被使用并且指的是具有至少一個硅-氫(si-h)鍵的化合物或試劑。有機硅烷還可以含有硅-碳鍵、硅-氧鍵、硅-氮鍵或其組合,并且可以是單體的或被包含在低聚物框架或聚合物框架內,包括被鏈接至異質支持結構或均質支持結構。在某些實施方案中,這些有機硅烷可以包含至少一種式(i)或式(ii)的化合物:
(r)4-msi(h)m(i)r—[—sih(r)-o—]n—r(ii)
其中:m是1、2、或3,優選是1或2;
n在從約5至約500、從約10至約100或從約25至約50的范圍內;并且
每個r獨立地是任選地被取代的c1-12烷基或雜烷基、任選地被取代的c5-20芳基或c4-20雜芳基、任選地被取代的c6-30烷芳基或c4-30雜烷芳基、任選地被取代的c6-30芳烷基或c4-30雜芳烷基、任選地被取代的-o-c1-12烷基或雜烷基、任選地被取代的-o-c5-20芳基或–o-c4-20雜芳基、任選地被取代的-o-c6-30烷芳基或–o-c4-30雜烷芳基、或任選地被取代的-o-c6-30芳烷基或–o-c4-30雜芳烷基,并且如果被取代,那么取代基可以是膦酸根、磷酰基、磷烷基(phosphanyl)、膦基、磺酸根、c1-c20烷基硫烷基、c5-c20芳基硫烷基、c1-c20烷基磺酰基、c5-c20芳基磺酰基、c1-c20烷基亞磺酰基、c5-c20芳基亞磺酰基、磺酰氨基、氨基、酰氨基、亞氨基、硝基、亞硝基、羥基、c1-c20烷氧基、c5-c20芳氧基、c2-c20烷氧基羰基、c5-c20芳氧基羰基、羧基、羧酸根、巰基、甲酰基、c1-c20硫酯、氰基、氰酸根、硫代氰酸根、異氰酸酯、硫代異氰酸酯、氨基甲酰基、環氧基、苯乙烯基、甲硅烷基、甲硅烷氧基(silyloxy)、硅烷基、硅氧氮烷基(siloxazanyl)、硼酸根、硼基、或鹵素、或含金屬的基團或含準金屬的基團,其中所述準金屬是sn或ge,其中所述取代基可以任選地向包括氧化鋁、二氧化硅、或碳的不可溶的或微溶的支持介質提供鏈接(tether)。示例性的、非限制性的有機硅烷包括(r)3sih,其中r是c1-6烷基,特別地是三乙基硅烷和三丁基硅烷、混合的芳基烷基硅烷例如phme2sih,以及聚合物材料例如聚甲基氫硅氧烷(pmhs)。一般結構(r)2sih2的有機硅烷的使用也良好地工作,并且提供偶聯反應或橋接反應的機會。
如本文使用的,術語“強堿”指的是尤其在但不僅僅在非水介質中對氫原子具有強親合力的化合物。在具體的獨立的實施方案中,至少一種強堿包括堿金屬或堿性金屬氫化物或醇鹽。然后應認識到,該定義不嚴格地限于經典的共軛酸堿模型—因為氫化物的共軛酸將是二氫。這種“強親合力”的一個測量可以是該強堿(如果與水反應的話)將反應以實質上從其完全形成氫氧化物。其他“強堿”可以被視為包括烷基鋰化合物或酰胺離子,例如雙(三甲基甲硅烷基)氨基鉀。再次,這些描述先前已經被用于描述醇鹽、烷基(例如,烷基鋰化合物)、酰胺離子、氫化物、以及其他非常強的堿。在先前公開內容的上下文中,這些描述在被描述為“超強堿(superbase)”的材料的上下文中被使用。現在發現的是,在本發明的范圍內,術語“強堿”還可以被認為涵蓋氫氧化物,特別地koh(氫氧化鉀)。
有用的醇鹽包括包含c1-12直鏈的或支鏈的烷基部分或c5-10芳族部分或c4-10雜芳族部分的那些,例如甲醇鹽、乙醇鹽、丙醇鹽、丁醇鹽、2-乙基-己醇鹽、或苯甲醇鹽。這些中的每種似乎給出類似的反應性。另外,抗衡陽離子的選擇也影響化學體系的活性的效力,使得鉀是優選的。更具體地,甲醇鉀、乙醇鉀和叔丁醇鉀和2-乙基-己基醇銫已被示出在這種作用中是有效的。通過比較,et3sih與叔丁醇鋰或鈉的反應提供很少或不提供反應性,這表明抗衡離子在活性甲硅烷基化物質的產生中并且可能地在基質醚的活化中或在兩者中起重要作用。相似地,在足以充當鉀螯合劑的18-冠-6的存在下進行與叔丁醇鉀的反應導致該反應的幾乎完全抑制。
氫氧化物例如氫氧化鉀(koh)在本發明的方法中,現在首次被認為是堿的有用的來源。該氫氧化物,koh,可以原位形成,例如通過游離態的金屬(例如鉀)與水的反應原位形成,但在優選的實施方案中,氫氧化物(例如koh)按原樣有意地被添加并且優選地無水地添加(即,在水不存在下)。似乎先前描述的反應的條件不產生足以使其以此容量(capacity)工作的koh。
雖然有機硅烷和強堿(所述強堿的定義現在還包括氫氧化物,尤其koh)的相對量不被認為是特別重要的,只要二者均以充分的量存在,但在某些實施方案中,有機硅烷和至少一種強堿(所述強堿的定義現在還包括氫氧化物,尤其koh)以相對于彼此的在從約20:1至約1:1的范圍內的摩爾比共同地存在。在其他實施方案中,這些比率可以是約5:1至約1:1、從約3:1至約1:1或從約3:2至約1:1的級別。甲硅烷基化反應似乎也有利于其中堿相對于基質、尤其是更有活性的體系為0.01:1至0.9:1的亞化學計量的那些條件。另外的實施方案提供堿相對于基質以從約0.01:1至約0.6或從約0.1:1至約0.6的比率存在。參見例如表6。
另外的實施方案提供還包含基于n的化合物(優選是基于n的螯合劑)的體系,包括,例如,任選地被取代的四烷基乙二胺(例如,四甲基乙二胺)、任選地被取代的1,10-菲咯啉衍生物、任選地被取代的2,2’-聯吡啶衍生物、和任選地被取代的4-二甲基氨基吡啶衍生物。參見,例如,實施例2和表2。
在這一點上,本發明已在能夠使芳族化合物或芳族部分甲硅烷基化的化學體系方面被描述,但是還應明顯的是,本發明還包括實施這些轉化的方法。換言之,各種另外的實施方案包括其中使包含芳族部分的有機基質與上文描述的化學體系中的任何在足以使基質的至少一部分甲硅烷基化的條件下接觸的那些方法。換言之,某些實施方案提供方法,每種方法包括:在足以使基質甲硅烷基化的條件下,使包含芳族部分的有機基質與(a)至少一種有機硅烷和(b)至少一種強堿(所述強堿的定義現在還包括氫氧化物,尤其koh)的混合物接觸;其中所述混合物和所述基質優選地,但不必要地大體上無過渡金屬化合物。這些實施方案通常在液相中進行,而沒有uv輻照或電放電條件或等離子體放電條件。
在某些實施方案中,足以使有機基質甲硅烷基化的條件包括:在約10℃至約165℃的范圍內的溫度下,加熱基質與(a)所述至少一種有機硅烷和(b)所述至少一種強堿(所述強堿的定義現在還包括氫氧化物,尤其koh)的混合物。在某些情況下,溫度可以在從約20℃、約30℃、約40℃、約50℃、約60℃、或約80℃至約165℃、約150℃、約125℃、約100℃、或至約80℃的范圍內被應用。實施例中描述的任何溫度均可以被認為是獨立的實施方案。典型的操作反應時間可以在從約2小時、從約4小時、從約6小時、或從約10小時至約28天、至約14天、至約7天、至約4天、至約3天、至約48小時、至約24小時、至約12小時,或至約6小時的范圍中。
如上文所描述的,描述為與用于使芳族化合物和芳族部分甲硅烷基化的化學體系有關的那些特征也與使這些芳族化合物和芳族部分甲硅烷基化的方法有關。例如,在各種實施方案中,該方法提供了該體系大體上無水、無氧氣、或無水和氧氣二者。
在其他實施方案中,至少一種有機硅烷包括式(i)或式(ii)的有機硅烷:
(r)4-msi(h)m(i)r—[—sih(r)-o—]n—r(ii)
其中m是1、2、或3(優選地1或2);
n是10至100;并且
每個r獨立地是任選地被取代的c1-12烷基或雜烷基、任選地被取代的c5-20芳基或c4-20雜芳基、任選地被取代的c6-30烷芳基或c4-30雜烷芳基、任選地被取代的c6-30芳烷基或雜芳烷基、任選地被取代的-o-c1-12烷基或雜烷基、任選地被取代的-o-c5-20芳基或–o-c4-20雜芳基、任選地被取代的-o-c6-30烷芳基或c4-30雜烷芳基、或任選地被取代的-o-c6-30芳烷基或–o-c4-30雜芳烷基,并且如果被取代,那么取代基可以是膦酸根、磷酰基、磷烷基、膦基、磺酸根、c1-c20烷基硫烷基、c5-c20芳基硫烷基、c1-c20烷基磺酰基、c5-c20芳基磺酰基、c1-c20烷基亞磺酰基、c5-c20芳基亞磺酰基、磺酰氨基、氨基、酰氨基、亞氨基、硝基、亞硝基、羥基、c1-c20烷氧基、c5-c20芳氧基、c2-c20烷氧基羰基、c5-c20芳氧基羰基、羧基、羧酸根、巰基、甲酰基、c1-c20硫酯、氰基、氰酸根、硫代氰酸根、異氰酸酯、硫代異氰酸酯、氨基甲酰基、環氧基、苯乙烯基、甲硅烷基、甲硅烷氧基、硅烷基、硅氧氮烷基、硼酸根、硼基、或鹵素、或含金屬的基團或含準金屬的基團,其中所述準金屬是sn或ge,其中所述取代基可以任選地向包括氧化鋁、二氧化硅、或碳的不可溶的或微溶的支持介質提供鏈接。
在另外其他的實施方案中,有機硅烷是(r)3sih,其中r是c1-6烷基、優選地et3sih或et2mesih、或(r)2sih2。至少一種強堿可以包括堿金屬或堿性金屬的氫化物,如上文所描述的,例如,氫化鈣或氫化鉀。至少一種強堿可以包括堿金屬或堿性金屬的醇鹽,如上文所描述的,例如,其中至少一種醇鹽包含c1-12直鏈的或支鏈的烷基部分或c5-10芳基或c4-10雜芳基部分,優選地是甲醇鹽、乙醇鹽、丙醇鹽、丁醇鹽、或2-乙基-己醇鹽。堿金屬陽離子優選地是鉀或銫。在最優選的實施方案中,所述有機硅烷是三乙基硅烷、三甲基硅烷、二乙基甲基硅烷、二乙基硅烷、二甲基硅烷、二甲基乙基硅烷、乙基二甲基硅烷、二甲基苯基硅烷、二乙基苯基硅烷并且強堿是叔丁醇鉀。強堿現在可以包括氫氧化鉀。其他組合或示例性的反應物在這點上提供另外的實施方案。
在某些實施方案中,有機硅烷(或單體等效物)和至少一種強堿(所述強堿的定義現在還包括氫氧化物,尤其koh)以相對于彼此的在從約20:1至約1:1的范圍內的摩爾比共同地存在。在某些實施方案中,至少一種強堿(包括koh)和有機基質以相對于彼此的在從約0.01:1至約5:1的范圍內的摩爾比共同地存在。優選地,堿相對于有機基質是亞化學計量的-即,以0.01:1至0.9:1的比率。即,方法可以被認為相對于本文所預期的強堿是催化性的。
此外,在方法的上下文中,術語“大體上無過渡金屬化合物”具有與上文針對化學體系描述的相同的含義和相關實施方案;即,反映出該方法在無任何有意添加的過渡金屬催化劑的存在下有效地進行。除非另有聲明,否則當描述方法或體系時,術語定義為反映過渡金屬的總水平小于約50ppm,如通過在下文實施例3.3中描述的由icp-ms測量的。另外的實施方案還提供了過渡金屬的濃度小于相對于總體系的重量(即,相對于甲硅烷基化體系以及甲硅烷基化體系和有機基質二者)的約10wt%、5wt%、1wt%、100ppm、50ppm、30ppm、25ppm、20ppm、15ppm、10ppm、或5ppm至約1ppm或0ppm。如本文使用的,術語“過渡金屬”至少定義成包括co、rh、ir、fe、ru、os、ni、pd、pt、cu、或其組合。在另外的獨立的實施方案中,如由icp-ms測量的ni的濃度小于25ppm、小于10ppm、小于5ppm或小于1ppm。在此注意,化學體系的某些實施方案可以包含至少一種有機硅烷和強堿(所述強堿的定義現在還包括氫氧化物,尤其koh),應認識到,當考慮這些混合物組合中的每一個時,獨立的實施方案提供了過渡金屬的水平保持低于剛剛描述的水平。
另外的實施方案提供了該方法還包括使用亞化學計量的量(相對于基質)的包括以下的基于n的化合物(優選是基于n的螯合劑):例如,任選地被取代的四烷基乙二胺(例如,四甲基乙二胺)、任選地被取代的1,7-菲咯啉衍生物、任選地被取代的1,10-菲咯啉衍生物、任選地被取代的2,2'-聯吡啶衍生物、和任選地被取代的4-二甲基氨基吡啶衍生物。
該方法相對于基質是相當靈活的,并且適應含有芳基和雜芳基部分二者的那些。包含芳基部分的示例性基質包括:包含任選地被取代的苯(包括均三甲苯和甲苯)、聯苯、萘、蒽或高級多芳環結構(higherpolyaromaticringstructure)的那些。這些純的烴基質通常要求比雜芳基體系更有力的條件以使環碳甲硅烷基化。參見實施例6.4。然而,使這些烴環結構官能化的能力是這些方法和體系的重要特征。
如果芳基部分或雜芳基部分包含α-甲基或亞甲基c-h鍵,如在任選地被取代的c1-6烷基中(如通過實施例中的甲苯、均三甲苯、1,2-二甲基吲哚或2,5-二甲基噻吩的甲基例示的),那么似乎反應進行以在比使環碳甲硅烷基化所需的溫度更低的溫度下形成α硅烷。如本文使用的,術語“α碳”指的是位于芳族部分的環外的第一個碳,并且如在“α甲基或亞甲基”中的“α”,意指在直接地附接至芳環的第一個環外的碳上的甲基或亞甲基。術語“α-硅烷”指的是結合至該α碳的硅烷。術語“α”被認為包括6元芳基芳族化合物的芐基碳。引起此類甲硅烷基化的方法在本發明的范圍內。
包括具有環外的芳族c-x鍵的那些的其他的環外的環取代基,通常根據本文描述的方法來反應。術語“環外的”指的是o、n或s相對于芳環體系的位置。例如,術語“環外的”指的是這樣的鍵,在該鍵中碳被包含在芳環體系內,但是相應的氧、氮或硫原子不被包含在芳環體系內,并且(在氮的情況下)反之亦然。例如苯酚、二甲基苯胺、1-甲基-1h-吡咯和苯硫酚分別地含有環外的芳族的c-o鍵、c-n鍵和c-s鍵。示例性有機基質包括但不限于任選地被取代的苯基醚類、苯胺類、苯硫醚類、萘基醚類、萘胺類、或萘硫醚類部分、n-烷基或n-芳基吡咯類、或其組合。
當x是o或n時,反應在含有環外的c-x鍵的碳的鄰位或鄰近處的碳處有利于環的甲硅烷基化。富電子體系或給電子基團或取代基通常表現為比缺電子體系或吸電子基團或取代基通常更具反應性;后者可能要求比前者更有力的條件,但是請注意,來源于較高溫度的更有力的條件可能導致驅動c-x裂解分支(cleavagemanifold),參見,例如于2013年10月2日提交的名稱為“transition-metal-freereductivecleavageofaromaticc-o,c-n,andc-sbondsbyactivatedsilanes”的共同提交的美國專利申請第14/043,917號。苯甲醚和2-甲氧基萘示出對鄰位位置的特別偏好,并且這種選擇性為包括此類基質的選擇性鄰位甲硅烷基化的實施方案提供基礎。參見例如,實施例6.7.1和實施例6.7.4。
注意,這些化合物可以被看作聚合物或低聚物的代用品。例如,使二甲氧基苯、二苯基醚、以及3-甲氧基萘甲硅烷基化所呈現的能力提供能夠支持使具有例如以下的連接基(linkage)的聚合物甲硅烷基化的能力:
包括例如亞苯基氧化物、萘氧化物、或亞烷基亞苯基氧化物的聚合物或共聚物,并且實現這些轉化的方法被認為是在本公開內容的范圍內。
令人關注地,并且對比之下,具有環外的芳族c-x鍵(其中x是s-烷基)的那些基質提供了不同的反應性,示出對使烷基而非芳環體系甲硅烷基化的傾向。參見,例如,實施例6.7.5。這種反應性模式為包括此類基質的β-甲硅烷基化的那些實施方案提供基礎。
在某些實施方案中,該方法被應用于包含雜芳基部分的有機基質。非限制性的雜芳基部分包括那些任選地被取代的呋喃、吡咯、噻吩、吡唑、咪唑、三唑、異噁唑、噁唑、噻唑、異噻唑、噁二唑、吡啶、噠嗪、嘧啶、吡嗪、三嗪酮、苯并呋喃、苯并吡咯、苯并噻吩、異苯并呋喃、異苯并吡咯、異苯并噻吩、吲哚、異吲哚、吲嗪、吲唑、氮雜吲哚、苯并異噁唑、苯并噁唑、喹啉、異喹啉、噌啉、喹唑啉、萘啶、2,3-二氫苯并呋喃、2,3-二氫苯并吡咯、2,3-二氫苯并噻吩、二苯并呋喃、呫噸、二苯并吡咯、二苯并噻吩。在更優選的實施方案中,所述基質包含包括以下的部分:任選地被取代的呋喃、吡咯、噻吩、吡唑、咪唑、苯并呋喃、苯并吡咯、苯并噻吩、吲哚、氮雜吲哚、二苯并呋喃、呫噸、二苯并吡咯、或二苯并噻吩部分。獨立的實施方案提供了該方法獲得如本文描述的被取代的甲硅烷基化產物。
在其他的具體實施方案中,該方法關于包含以下部分的基質是可操作的:
其中x是n-r”、o、或s;
y是h、n(r”)2、o-r”、或s-r”;
p是0至4、0至3、0至2、或0至1;
r’是如上文所描述的官能團“fn”,或(r’)p包括稠合的脂環族部分、雜脂環族(例如亞甲基、亞乙基、或亞丙基連接的二醚)部分、芳基部分或雜芳基部分;并且
r”是胺保護基團或任選地被取代的烷基、芳基、雜芳基、烷芳基或烷雜芳基,優選是任選地被取代的c1-c6烷基、苯基、甲苯基、芐基或苯乙基。
示例性稠合的雜環部分包括例如以下基團:
在某些更具體的實施方案中,該方法關于包含以下部分的有機基質是可操作的:
其中x、y、r'、r”和p如上文所定義。注意,在每種情況下,指定
意圖允許在任一個芳族環上的取代。
雜芳基部分似乎根據本發明的方法在比它們的芳基同族(cogener)更溫和的條件下反應,使得在混合的芳基-雜芳基體系中,反應通常進行以優先地使雜芳基環甲硅烷基化。
另外,5元雜芳基部分似乎根據本發明的方法在比甚至6元雜芳基部分更溫和的條件下反應。例如,如在實施例6.9.26至實施例9.9.29中示出的,1h-吡咯并吡啶被示出在分子的5元雜環部分中優先地甲硅烷基化。并且兩個環都在比對于吡啶所發現的條件溫和得多的條件下甲硅烷基化。
用包含5元雜芳基部分的基質的甲硅烷基化反應也提供顯著清楚的且顯然地可調節的區域選擇性。包含含有o或n的5元雜芳基環的基質顯然可以在c-2或c-3位甲硅烷基化,這取決于時間和溫度,但較溫和的條件似乎有利于在c-2位的取代。雖然不意圖受任何特定理論的正確性或不正確性的束縛,但是似乎在c-2位的甲硅烷基化代表反應的動力學結果,而在c-3位的甲硅烷基化是熱力學上有利的。雖然在“動力學”和“熱力學”路徑方面被描述,但不清楚的是,在c-3位的甲硅烷基化必然通過c-2中間體進行。事實上,使用其中c-2位被甲基基團封阻的1,2-二甲基吲哚和2,5-二甲基噻吩的實驗,反應進行以優先地使α-甲基基團甲硅烷基化,而無c-3位中的甲硅烷基化的跡象。
除非另有聲明,否則提到的在特定位的甲硅烷基化意圖暗示產物的在該位置的大于約80%的區域選擇性或區域專一性。但是其他實施方案提供了在該位置的區域專一性大于約50%、大于約75%、大于約90%或大于約95%。
甲硅烷基化反應還對于一系列官能團是明顯地耐受的(參見例如實施例7.2)。通常,羰基是不被耐受的,但如果被保護為對應的縮醛或縮酮,則可以被使得是相容的。芳基–f、芳基–cl、芳基–cf3、環氧化物、n-烷基氮丙啶、順式烯烴和反式烯烴、乙炔、吡啶、以及叔胺和膦部分全部與甲硅烷基化化學是相容的。甚至游離的oh和nh基團在某種程度上被耐受,這顯然歸因于雜原子的幸運的(fortuitous)甲硅烷基化的原位保護。相比之下,芳基–br、芳基–i、芳基–cn、以及芳基–no2的存在全部似乎使反應停止。此多用性對于將當前方法應用于例如生物堿天然產物合成和在早期的或用于高級中間體官能化的藥學科學應用是重要的。
本發明方法的產物在農用化學、藥學和電子應用的范圍內是有用的,如在下文描述的。雜芳基硅烷衍生物,例如本文所描述的,被已知經歷多種強有力的合成轉化;許多代表性實例此處被證實(圖4b)。再次,這些下游轉化中的每個由于本發明的工藝是可達到的,并且因此這些下游步驟(當與本發明的甲硅烷基化結合時)被認為在本發明的范圍內。
芳族硅烷的使用,例如本文描述的那些,對于制備聯芳化合物/聯芳族化合物是有用的合成子,例如,使用本領域中一般地認可的hiyama偶聯方法。如技術人員所理解的,“聯芳族的(biaromatic)”指的是通過單鍵連接的兩個獨立的芳族/雜芳族環體系-例如,雙環呋喃(bifuran)、聯苯、聯吡啶、聯噻吩、苯基-吡啶等等。技術人員將很好地能夠使這些hiyama偶聯方法的教導與此處呈現的那些教導在不過度實驗下組合,以制備聯芳化合物/聯芳族化合物,并且此類制備被認為是在本發明的范圍內。另外,ball和同事(ball等人,science2012年9月28日:第337卷,第6102期,第1644-1648頁,針對其催化劑、方法和基質的教導內容通過引用將其并入本文)最近已描述了另一種方法,使用金催化劑來偶聯三烷基硅烷,例如本文描述的那些,從而形成聯芳化合物/聯芳族化合物。再次,技術人員將能夠再次在無過度實驗情況下很好地結合包括在ball參考文獻中教導或表明的至少第二芳基化合物的ball偶聯的教導內容,以制備聯芳化合物或聯芳族化合物,并且此類方法和制備被認為是在本發明的范圍內。在此類實施方案中,本發明的甲硅烷基化產物,無論是被分離還是被原位地生成,都在足以使甲硅烷基化產物與第二芳族化合物偶聯以制備聯芳產物或聯芳族產物的條件(包括合適的過渡金屬催化劑的存在)下進一步反應。如本文意圖的,第二芳族化合物包含任選地被取代的芳族部分,該芳族部分包括任選地被取代的芳基部分和雜芳基部分,其中術語“任選地被取代的”、“芳族的”、“芳基”和“雜芳基”具有與已經在本文中描述的相同的定義。
這樣的轉化在本文被說明。例如,通過zhao和snieckus的方法的c2si定向的suzuki–miyaura交叉偶聯,或經由雜芳基硅醇6的hiyama–denmark交叉偶聯,提供2-芳基化的吲哚。苯并噻吩的不常見的直接c7官能化以給出硼酸酯7和8通過使用保護基策略從甲硅烷基化的前體4h來實現。參見實施例8.4.1和實施例8.4.2。此一般轉化(即,使用本發明的甲硅烷基化以保護/脫保護某些有利的位置)被認為是在本發明的范圍內。事實上,雖然實施例8.4.1和實施例8.4.2在吲哚類(并且引申開來,苯并呋喃類和噻吩類)的c2位的上下文中這樣示出,但區域專一性地設置并且然后除去甲硅烷基的能力在化學家的工具箱中是有價值的新的工具。
使用熟知的fleming-tamao氧化方法,芳族硅烷的轉化例如本文描述的那些也已知可轉化成芳族的羥基化合物。技術人員將能夠再次在無過度實驗情況下很好地組合這些fleming-tamao氧化的教導內容與在此提出的那些教導內容,以制備羥基化的芳族化合物,并且此類方法和制備被認為是在本發明的范圍內。在此類實施方案中,本發明的芳族的甲硅烷基化產物,無論是被分離還是被原位地生成,都在足以使甲硅烷基化產物轉化為羥基化的芳族產物的條件(包括合適的過渡金屬催化劑的存在)下進一步反應。在羥基化之后,芳族產物可以通過常規方法被轉化成對應的烷基或芳基醚、烷基或芳基酯、鹵化物(氯代、溴代、氟代、碘代)、硝酸酯、亞硝酸酯、或其他類似的官能團。芳基或雜芳基碘化物對于一系列偶聯反應是尤其方便的前體(參見例如,如在nishihara,等人,tetrahedronletters,50(2009)4643-4646中描述的此類化合物與炔基硅烷的鈀/銅催化的硅雜-sonogashira反應)。由其產生的所有此類轉化和產物被認為是在本發明的范圍內(當結合本發明的甲硅烷基化進行時)。
另外,本發明的為了提供α-碳取代基(或在環外的硫的情況中的β-甲硅烷基基團)而提供甲硅烷基化的能力也提供了那些產物可以用作用于peterson烯烴化反應的合成子。當α-亞甲基質子鄰近于硅烷的硅時(“α硅效應”),已知的易于使該α-亞甲基質子去質子化以獲得α-甲硅烷基負碳離子可以形成用于該烯烴化反應的方便的前體。技術人員將能夠再次在無過度實驗情況下很好地組合這些peterson烯烴化反應的教導內容與在此提出的那些教導內容,以用α烯烴代替α甲硅烷基基團,并且此類方法和制備被認為是在本發明的范圍內。在此類實施方案中,本發明的芳族的甲硅烷基化產物,無論是被分離還是被原位地生成,都在足以使甲硅烷基化產物轉化為芳族的α-烯烴產物的條件(包括合適的過渡金屬催化劑的存在)下進一步反應。
另外的實施方案包括以下的實施方案:其中本發明的芳族甲硅烷基化產物,無論是被分離還是被原位生成,在足以使α甲硅烷基化產物轉化成對應的羧酸的條件(包括合適的過渡金屬催化劑的存在)下使用例如在mita,等人,organicletters,2012,第14卷,第13期,3462-3465中描述的方法進一步反應。技術人員將能夠在再次無過度實驗情況下很好地組合這些反應的教導內容與在此提出的那些教導內容,以制備羧基化的芳族化合物,并且此類方法和制備被認為是在本發明的范圍內。
又另外的實施方案包括以下的實施方案:其中本發明的芳族甲硅烷基化產物,無論是被分離還是被原位地生成,在足以使芳族的甲硅烷基化產物轉化成硼的鹵化物和酯、鹵化物(包括氯代、溴代、和碘代)、以及亞硝基的條件(包括合適的過渡金屬催化劑的存在)下使用例如在zhao,等人,organicletters,2005,第7卷,第13期,2523-2526中描述的方法進一步反應。技術人員將能夠在再次無過度實驗情況下很好地組合這些反應的教導內容與在此提出的那些教導內容,以制備羧基化的芳族化合物,并且此類方法和制備被認為是在本發明的范圍內。另外,如在zhao參考文獻中所描述的,衍生自本發明的這些芳族的甲硅烷基化的前體還可以使用上文描述的suzuki-miyaura交叉偶聯方案與芳族鹵化物交叉偶聯,以產生聯芳族產物。
使被取代的噻吩和三聚噻吩(terthiophene)甲硅烷基化所呈現的能力還提供這些產物與全氟芳烴(perfluoroarene)的進一步反應,以提供交替的噻吩-全氟芳烴共聚物,如在wangy.和watsonm.,j.amer.chem.soc.,2006,128,2536-2537中所描述的。技術人員將能夠在再次無過度實驗情況下很好地組合wang和watson的教導與在此呈現的那些教導,以制備無過渡金屬的交替的噻吩-全氟芳烴共聚物,并且此類方法和從其衍生的產物被認為是在本發明的范圍內。
有機硅在高級材料的開發中已經廣泛地被研究,這歸因于硅的獨特的物理的和化學的性質。在本上下文中,本公開內容提供在材料和藥物上下文中有價值的化合物和轉化的實例(參見例如,圖4c和實施例8.8.1至實施例8.8.5)。在僅一個實例中,硅雜雜環9在一步中直接從可商購的未被官能化的雜芳烴通過無先例的雙c-h官能化(包括分子間甲硅烷基化,隨后是分子內甲硅烷基化)來制備。噻吩低聚體10的高收率雙甲硅烷基化(bis-silylation)為至交替的共聚物的完全無過渡金屬的催化路線提供起始材料。最后,3,4-亞乙二氧基噻吩單體的單選擇性甲硅烷基化為聚噻吩衍生的材料的修飾提供可能的策略(圖4c,11)。使噻吩類(包括edot)和三聚噻吩類甲硅烷基化的一般能力是本發明的許多重要的方面中的一個。
硅雜藥物類似物已經從醫藥化學工作者獲得許多注意力,因為與母體全碳化合物比較,它們可以提供改進的穩定性、溶解度以及藥代動力學性質。此外,裝入的有機硅官能性可以用作用于隨后詳細闡述的合成操作,這有助于庫合成(librarysynthesis)并且使得能夠進行構效關系研究(structure–activityrelationshipstudy)。結果,包含有機硅的小分子是藥物科學中逐漸增長的興趣,并且先導化合物(leadcompound)的直接甲硅烷基化因此將代表藥物發現中新的且可能強有力的工具。為了評估用于此類后期c-h官能化應用的本文方法,使抗組胺藥西那利定和抗血小板藥物噻氯匹定經受代表性催化甲硅烷基化條件。反應在兩種活性藥物成分的情況下都平穩地進行,這產生56%–68%收率的具有優良的化學選擇性和區域選擇性的含si目標化合物12和13a–c(圖4d)。哌啶類、苯胺、芐型c-h鍵和芳基氯部分全部被耐受,而沒有任何觀察到的副反應。氮雜類似物14的甲硅烷基化也很好地進行,這證明這些方法與具有可能的藥物重要性的含吡啶的絡合物分子的相容性。最后,在這些研究期間,在環境溫度下,少量的sp2和sp3c–h甲硅烷基化副產物分別在甲氧基和甲基取代的吲哚類的情況下(即,15和16;圖4e)被觀察到。簡單的芳烴類似地反應。苯甲醚的鄰位甲硅烷基化和甲苯的無定向取代基的(directinggroup-free)c(sp3)–h甲硅烷基化被發現,這分別提供甲硅烷基化的衍生物17a和18a。四個另外的實施例被呈現,這提供具有優良的選擇性的甲硅烷基芳烴(17b和17c)和芐基硅烷(18b和18c)。應特別注意的是2,6-盧剔啶的c(sp3)–h甲硅烷基化,這提供在缺電子體系中c-h甲硅烷基化的實例。令人關注地,甲氧基甲苯19和芐基醚21(兩者均包含可能反應性sp2和sp3c–h鍵)在相反的選擇性下被甲硅烷基化,以產生20和22。在22的情況下,反應引入si取代的手性中心。
以下實施方案的清單意圖補充而非代替或取代之前的描述。
實施方案1.用于使包含芳族部分的有機基質甲硅烷基化的化學體系,所述體系包含(a)至少一種有機硅烷和(b)至少一種強堿的混合物或基本上由(a)至少一種有機硅烷和(b)至少一種強堿的混合物組成,所述強堿的定義現在還包括氫氧化物,尤其koh,所述體系優選地但不必要地大體上無過渡金屬化合物,所述強堿足以實現有機部分的甲硅烷基化,而不用過渡金屬催化劑、等離子體、或紫外輻射。
實施方案2.如實施方案1所述的體系,其中所述過渡金屬化合物以相對于總體系的重量的小于10ppm而存在。
實施方案3.如實施方案1或2所述的化學體系,還包含任選地被取代的四烷基乙二胺(例如,四甲基乙二胺)、任選地被取代的1,7-菲咯啉衍生物、任選地被取代的1,10-菲咯啉衍生物、任選地被取代的2,2'-聯吡啶衍生物、或任選地被取代的4-二甲基氨基吡啶衍生物。
實施方案4.如實施方案1至3中任一項所述的體系,所述體系大體上無水、無氧氣、或無水和氧氣二者,優選地無氧的且無水的。
實施方案5.如實施方案1至4中任一項所述的體系,其中至少一種有機硅烷包括式(i)或式(ii)的有機硅烷:
(r)4-msi(h)m(i)r—[—sih(r)-o—]n—r(ii)
其中:m是1、2、或3;n是10至100;并且每個r獨立地是任選地被取代的c1-12烷基或雜烷基、任選地被取代的c5-20芳基或c4-20雜芳基、任選地被取代的c6-30烷芳基或雜烷芳基、任選地被取代的c5-30芳烷基或雜芳烷基、任選地被取代的-o-c1-12烷基或雜烷基、任選地被取代的-o-c5-20芳基或–o-c4-20雜芳基、任選地被取代的-o-c5-30烷芳基或雜烷芳基、或任選地被取代的-o-c5-30芳烷基或雜芳烷基,并且如果被取代,那么取代基可以是膦酸根、磷酰基、磷烷基、膦基、磺酸根、c1-c20烷基硫烷基、c5-c20芳基硫烷基、c1-c20烷基磺酰基、c5-c20芳基磺酰基、c1-c20烷基亞磺酰基、c5-c20芳基亞磺酰基、磺酰氨基、氨基、酰氨基、亞氨基、硝基、亞硝基、羥基、c1-c20烷氧基、c5-c20芳氧基、c2-c20烷氧基羰基、c5-c20芳氧基羰基、羧基、羧酸根、巰基、甲酰基、c1-c20硫酯、氰基、氰酸根、硫代氰酸根、異氰酸酯、硫代異氰酸酯、氨基甲酰基、環氧基、苯乙烯基、甲硅烷基、甲硅烷氧基、硅烷基、硅氧氮烷基、硼酸根、硼基、或鹵素、或含金屬的基團或含準金屬的基團,其中所述準金屬是sn或ge,其中所述取代基可以任選地向包括氧化鋁、二氧化硅、或碳的不可溶的或微溶的支持介質提供鏈接。
實施方案6.如實施方案5所述的體系,其中所述有機硅烷是(r)3sih或(r)2sih2,其中r是芳基、芳烷基、或c1-6烷基。
實施方案7.如實施方案1至6中任一項所述的體系,其中所述至少一種強堿包括堿金屬或堿性金屬的氫化物或醇鹽。
實施方案8.如實施方案1至7中任一項所述的體系,其中所述至少一種強堿包括堿金屬或堿性金屬的氫化物。
實施方案9.如實施方案8所述的體系,其中所述至少一種強堿包括氫化鈣或氫化鉀。
實施方案10.如實施方案1至7中任一項所述的體系,其中所述至少一種強堿包括堿金屬或堿性金屬的醇鹽。
實施方案11.如實施方案10所述的體系,其中所述至少一種醇鹽包含c1-12直鏈的或支鏈的烷基部分或c5-10芳族或雜芳族的部分。
實施方案12.如實施方案11所述的體系,其中所述至少一種醇鹽包括甲醇鹽、乙醇鹽、丙醇鹽、丁醇鹽、或2-乙基-己醇鹽。
實施方案13.如實施方案7至12中任一項所述的體系,其中所述堿金屬或堿性金屬的氫化物或醇鹽堿(alkoxidebase)是鉀或銫的醇鹽。
實施方案14.如實施方案1至13中任一項所述的體系,其中所述有機硅烷是三乙基硅烷并且所述強堿是叔丁醇鉀。
實施方案15.如實施方案1至7中任一項所述的體系,其中所述至少一種強堿包括氫氧化鉀(koh)。
實施方案16.如實施方案1至15中任一項所述的體系,其中所述有機硅烷和所述至少一種強堿以相對于彼此的在從約20:1至約1:1的范圍內的摩爾比共同地存在。
實施方案17.如實施方案1至15中任一項所述的體系,還包含有機芳族化合物,所述化合物是溶劑、基質、或溶劑和基質二者。
實施方案18.如實施方案17所述的體系,其中所述有機化合物包含任選地被取代的苯、聯苯、萘或蒽的環結構。
實施方案19.如實施方案17或18所述的體系,其中所述有機芳族化合物包含雜芳基部分。
實施方案20.如實施方案19所述的體系,其中所述有機芳族化合物包含任選地被取代的呋喃、吡咯、噻吩、吡唑、咪唑、三唑、異噁唑、噁唑、噻唑、異噻唑、噁二唑、吡啶、噠嗪、嘧啶、吡嗪、三嗪酮、苯并呋喃、苯并吡咯、苯并噻吩、異苯并呋喃、異苯并吡咯、異苯并噻吩、吲哚、異吲哚、吲嗪、吲唑、氮雜吲哚、苯并異噁唑、苯并噁唑、喹啉、異喹啉、噌啉、喹唑啉、萘啶、2,3-二氫苯并呋喃、2,3-二氫苯并吡咯、2,3-二氫苯并噻吩、二苯并呋喃、呫噸、二苯并吡咯、或二苯并噻吩部分。
實施方案21.如實施方案19或20所述的體系,其中所述有機芳族化合物包含任選地被取代的呋喃、吡咯、噻吩、吡唑、咪唑、苯并呋喃、苯并吡咯、苯并噻吩、吲哚、氮雜吲哚、二苯并呋喃、呫噸、二苯并吡咯、二苯并噻吩或受阻的二苯并呋喃、二苯并吡咯或二苯并噻吩部分。
實施方案22.如實施方案17至21中任一項所述的體系,其中所述有機芳族化合物包含以下部分中的至少一種:
其中x是n-r”、o、或s;
y是h、n(r”)2、o-r”、或s-r”;
p是0至4、0至3、0至2、或0至1;
r’是如上文所描述的官能團“fn”,或(r’)p包括任選地被取代的稠合的脂環族部分、雜脂環族部分(例如亞甲基、亞乙基、或亞丙基連接的二醚)、芳基部分或雜芳基部分;并且
r”是胺保護基團或任選地被取代的烷基、芳基、雜芳基、烷芳基或烷雜芳基,優選是任選地被取代的c1-c6烷基、苯基、甲苯基、芐基或苯乙基。
實施方案23.如實施方案17至22中任一項所述的體系,其中所述基質包含以下部分中的至少一種:
其中x、y、r'、r”和p如上文所定義。注意,在每種情況下,指定
意圖允許在任一個芳族環上的取代。
實施方案24.如實施方案17至22中任一項所述的方法的體系,其中所述芳族有機化合物包含至少一種α-甲基或亞甲基c-h鍵,所述方法導致α硅烷的形成。
實施方案25.一種使包含芳族部分的基質甲硅烷基化的方法,所述方法包括使一定量的有機基質與實施方案1至24中任一項所述的體系接觸。
實施方案26.一種方法,包括:使包含芳族部分的有機基質與包含(a)至少一種有機硅烷和(b)至少一種強堿或基本上由(a)至少一種有機硅烷和(b)至少一種強堿組成的混合物在足以使所述基質甲硅烷基化的條件下接觸,所述強堿的定義現在還包括氫氧化物,尤其koh;其中所述混合物和所述基質優選地但不必要地大體上無過渡金屬化合物。
實施方案27.如實施方案26所述的方法,其中所述過渡金屬化合物以相對于總體系的重量的小于10ppm而存在。
實施方案28.如實施方案26或27所述的方法,其中所述混合物還包含任選地被取代的四烷基乙二胺(例如,四甲基乙二胺)、任選地被取代的1,7-菲咯啉衍生物、任選地被取代的1,10-菲咯啉衍生物、任選地被取代的2,2'-聯吡啶衍生物、或任選地被取代的4-二甲基氨基吡啶衍生物。
實施方案29.如實施方案26至28中任一項所述的方法,所述方法大體上無水、無氧氣、或無水和氧氣二者。
實施方案30.如實施方案26至29中任一項所述的方法,其中至少一種有機硅烷包括式(i)或式(ii)的有機硅烷:
(r)4-msi(h)m(i)r—[—sih(r)-o—]n—r(ii)
其中m是1、2、或3(優選地1或2);
n是10至100;并且
每個r獨立地是任選地被取代的c1-12烷基或雜烷基、任選地被取代的c5-20芳基或c4-20雜芳基、任選地被取代的c6-30烷芳基或雜烷芳基、任選地被取代的c6-30芳烷基或雜芳烷基、任選地被取代的-o-c1-12烷基或雜烷基、任選地被取代的-o-c5-20芳基或-c4-20雜芳基、任選地被取代的-o-c6-30烷芳基或-o-c4-30雜烷芳基、或任選地被取代的-o-c6-30芳烷基或–o-c4-30雜芳烷基,并且如果被取代,那么取代基可以是膦酸根、磷酰基、磷烷基、膦基、磺酸根、c1-c20烷基硫烷基、c5-c20芳基硫烷基、c1-c20烷基磺酰基、c5-c20芳基磺酰基、c1-c20烷基亞磺酰基、c5-c20芳基亞磺酰基、磺酰氨基、氨基、酰氨基、亞氨基、硝基、亞硝基、羥基、c1-c20烷氧基、c5-c20芳氧基、c2-c20烷氧基羰基、c5-c20芳氧基羰基、羧基、羧酸根、巰基、甲酰基、c1-c20硫酯、氰基、氰酸根、硫代氰酸根、異氰酸酯、硫代異氰酸酯、氨基甲酰基、環氧基、苯乙烯基、甲硅烷基、甲硅烷氧基、硅烷基、硅氧氮烷基、硼酸根、硼基、或鹵素、或含金屬的基團或含準金屬的基團,其中所述準金屬是sn或ge,其中所述取代基可以任選地向包括氧化鋁、二氧化硅、或碳的不可溶的或微溶的支持介質提供鏈接。
實施方案31.如實施方案26至30中任一項所述的方法,其中所述有機硅烷是(r)3sih,其中r獨立地是c1-6烷基。
實施方案32.如實施方案26至31中任一項所述的方法,其中所述至少一種強堿包括堿金屬或堿性金屬的氫化物或醇鹽。
實施方案33.如實施方案26至32中任一項所述的方法,其中所述至少一種強堿包括堿金屬或堿性金屬的氫化物。
實施方案34.如實施方案33所述的方法,其中所述至少一種強堿包括氫化鈣或氫化鉀。
實施方案35.如實施方案26至34中任一項所述的方法,其中所述至少一種強堿包括堿金屬或堿性金屬的醇鹽。
實施方案36.如實施方案35所述的方法,其中所述至少一種醇鹽包含c1-12直鏈的或支鏈的烷基部分或c5-10芳基或c4-10雜芳基部分。
實施方案37.如實施方案36所述的方法,其中所述至少一種醇鹽包括甲醇鹽、乙醇鹽、丙醇鹽、丁醇鹽或2-乙基-己醇鹽。
實施方案38.如實施方案32至37中任一項所述的方法,其中所述堿金屬或堿性金屬的氫化物或醇鹽是鉀或銫的醇鹽。
實施方案39.如實施方案26至38中任一項所述的方法,其中所述有機硅烷是三乙基硅烷且所述強堿是叔丁醇鉀。
實施方案40.如實施方案26所述的方法,其中所述有機硅烷是三乙基硅烷且所述強堿是氫氧化鉀。
實施方案41.如實施方案26至29中任一項所述的方法,其中所述有機硅烷和所述至少一種強堿以相對于彼此的在從約20:1至約1:1的范圍內的摩爾比共同地存在,所述強堿的定義現在包括氫氧化物,尤其koh。
實施方案42.如實施方案26至41中任一項所述的方法,其中所述至少一種強堿和所述基質以相對于彼此的在從約0.01:1至約5:1的范圍內、優選地在從約0.01:1至約0.9:1的范圍內的摩爾比共同地存在,所述強堿的定義現在包括氫氧化物,尤其koh。
實施方案43.如實施方案26至42中任一項所述的方法,其中所述有機基質包含任選地被取代的苯、聯苯、萘或蒽的環結構。
實施方案44.如實施方案26至43中任一項所述的方法,其中所述有機基質包含環外的芳族c-x鍵,其中x是n、o或s。
實施方案45.如實施方案26至44中任一項所述的方法,其中所述有機基質包含環外的芳族的c-x鍵并且所述甲硅烷基化在環外的c-x鍵的鄰位發生,其中x是n、o或s。
實施方案46.如實施方案26至45中任一項所述的方法,其中所述有機基質包含雜芳基部分。
實施方案47.如實施方案26至46中任一項所述的方法,其中所述基質包含任選地被取代的呋喃、吡咯、噻吩、吡唑、咪唑、三唑、異噁唑、噁唑、噻唑、異噻唑、噁二唑、吡啶、噠嗪、嘧啶、吡嗪、三嗪酮、苯并呋喃、苯并吡咯、苯并噻吩、異苯并呋喃、異苯并吡咯、異苯并噻吩、吲哚、異吲哚、吲嗪、吲唑、氮雜吲哚、苯并異噁唑、苯并噁唑、喹啉、異喹啉、噌啉、喹唑啉、萘啶、2,3-二氫苯并呋喃、2,3-二氫苯并吡咯、2,3-二氫苯并噻吩、二苯并呋喃、呫噸、二苯并吡咯、或二苯并噻吩部分。
實施方案48.如實施方案26至47中任一項所述的方法,其中所述基質包括任選地被取代的呋喃、吡咯、噻吩、吡唑、咪唑、苯并呋喃、苯并吡咯、苯并噻吩、吲哚、氮雜吲哚、二苯并呋喃、呫噸、二苯并吡咯、或二苯并噻吩。
實施方案49.如實施方案26至48中任一項所述的方法,其中所述有機芳族基質包含以下部分中的至少一種:
其中x是n-r”、o、或s;
y是h、n(r”)2、o-r”、或s-r”;
p是0至4、0至3、0至2、或0至1;
r’是如上所述的官能團“fn”,或(r’)p是任選地被取代的稠合的脂環族部分、雜脂環族部分、芳基部分或雜芳基部分;并且
r”是胺保護基團或任選地被取代的烷基、芳基、雜芳基、烷芳基或烷雜芳基,優選是任選地被取代的c1-c6烷基、苯基、甲苯基、芐基或苯乙基。
實施方案50.如實施方案26至48中任一項所述的方法,其中所述基質包含以下部分中的至少一種:
其中x、y、r'、r”和p如上文所定義。注意,在每種情況下,指定
意圖允許在任一個芳族環上的取代。
實施方案51.如實施方案26至50中任一項所述的方法,其中所述有機基質包含以下結構的雜芳基部分:
并且所述甲硅烷基化在雜芳基環的c-2位發生。
實施方案52.如實施方案26至51中任一項所述的方法,其中所述有機基質包含以下結構的雜芳基部分:
并且所述甲硅烷基化在雜芳基環的c-3位發生。
實施方案53.如實施方案26至52中任一項所述的方法,其中芳族基質包含至少一種α-甲基或亞甲基c-h鍵,所述方法導致α硅烷的形成。
實施方案54.如實施方案26至53中任一項所述的方法,其中所述芳族基質是聚合的或是聚合物前體。
實施方案55.如實施方案26至54中任一項所述的方法,其中所述芳族的甲硅烷基化產物在足以使所述甲硅烷基化產物與第二芳族化合物偶聯以制備聯芳族產物的條件下進一步反應。
實施方案56.如實施方案26至54中任一項所述的方法,其中所述芳族的甲硅烷基化產物在足以使所述甲硅烷基化產物轉化為芳族的羥基化的(被保護的或游離的羥基)、烷氧基化的(或芳氧基化的)、或烷基或芳基羧酸化的產物的條件下進一步反應。
實施方案57.如實施方案26至54中任一項所述的方法,其中所述芳族的甲硅烷基化產物在足以使所述甲硅烷基化產物轉化為芳族的α-烯烴產物的條件下進一步反應。
實施方案58.如實施方案26至54中任一項所述的方法,其中所述芳族的甲硅烷基化產物在足以使所述甲硅烷基化產物轉化為芳族鹵化物(氯代、溴代、氟代、碘代)、硝酸酯、或亞硝酸酯的條件下進一步反應。
實施方案59.如實施方案26至54中任一項所述的方法,其中所述芳族的甲硅烷基化產物在足以使所述甲硅烷基化產物轉化為芳族的α-羧酸或羧酸烷基酯或羧酸芳基酯的條件下進一步反應。
實施方案60.如實施方案26至54中任一項所述的方法,其中所述芳族的甲硅烷基化產物在足以使所述甲硅烷基化產物轉化為芳族的硼鹵化物或硼酸酯(boronicester)的條件下進一步反應。
實施方案61.如實施方案26至54中任一項所述的方法,其中所述甲硅烷基化的噻吩產物在足以使所述甲硅烷基化產物轉化為交替的噻吩-全氟芳烴共聚物的條件下進一步反應。
實施例
提供以下實施例以例證在本公開內容內描述的概念中的某些。雖然每個實施例被認為是提供組合物、制備方法和用途的具體的單獨的實施方案,但是無一實施例應當被認為限制本文描述的較一般的實施方案。
在以下實施例中,雖然已作出努力來確保關于所使用的數字(例如量、溫度等等)的準確度,但是某些實驗誤差和偏差應當被考慮在內。除非另有指示,否則溫度以攝氏度計,壓力在或接近大氣壓。
實施例1:一般信息
除非另有指定,否則所有的反應都在干燥玻璃器皿(例如烘箱干燥的或火焰干燥的)中使用標準舒倫克線(schlenkline)技術在氬氣氣氛下或在真空氣氛手套箱中在氮氣氣氛下進行。
溶劑通過在氬氣下通過穿過活性氧化鋁柱來干燥。反應進程通過薄層色譜法(tlc)分析、uhplc-lcms分析或gc-fid分析來監測。tlc使用e.merck硅膠60f254預涂覆的玻璃板(0.25mm)進行,并且通過紫外熒光猝滅、磷鉬酸、或kmno4染色來可視化。silicyclesiliaflashp60academic硅膠(粒度40–63nm)被用于快速色譜法。
均三甲苯(純度≥99.0%(gc))用鈉/二苯甲酮回流,然后蒸餾。四氫呋喃通過穿過溶劑純化柱來純化,然后用鈉-鉀合金進一步蒸餾并且用氬氣脫氣。所有的其他溶劑通過穿過溶劑純化柱來純化并且用氬氣進一步脫氣。用于空氣敏感實驗的nmr溶劑用cah2干燥并且被真空轉移或蒸餾至干燥的舒倫克瓶(schlenkflask)中,并且隨后用氬氣脫氣。三乙基硅烷(99%)購自sigma-aldrich、用分子篩回流,并且接下來被蒸餾。然后,其在使用之前通過三個冷凍-泵-解凍(freeze-pump-thaw)循環來脫氣并且隨后傳遞穿過中性的氧化鋁。氘代三乙基硅烷(97原子%d)購自sigma-aldrich并且在使用之前通過三個冷凍-泵-解凍循環來脫氣并且其他可商購獲得的液體試劑被類似地處理。苯基二甲基硅烷(≥98%)、乙基二甲基硅烷(98%)和二乙基硅烷(99%)購自sigma-aldrich并且用cah2蒸餾并且在使用之前通過三個冷凍-泵-解凍循環來脫氣。其他可商購獲得的液體試劑被類似地處理。1-甲基吲哚(≥97%)、苯并呋喃(99%)、硫茚(98%)、1-甲氧基萘(≥98%)、苯甲醚(99%)和硫代苯甲醚(99%)購自sigma-aldrich并且在使用之前被蒸餾。2-甲氧基萘從沸騰的et2o重結晶兩次。1-苯基吡咯(99%)被溶解在et2o中并且被傳遞穿過活性氧化鋁。將醚在真空中除去,并且將固體殘余物從絕對etoh/水的3:1混合物中重結晶兩次。1-苯基吡咯(99%)、二苯基醚(≥99%)、二苯并噻吩(≥99%)購自sigma-aldrich,并且按原樣被使用。4-甲氧基吡啶(97%)和2,6-二甲氧基吡啶(98%)購自sigma-aldrich,通過中性的活性氧化鋁傳遞若干次,并且在使用之前經受3個冷凍-泵-解凍循環。1-甲基-7-氮雜吲哚遵照cheve,g.等人,medchemcomm2012,3,788的程序來制備。升華級kot-bu(99.99%)購自sigma-aldrich并且在使用之前經受真空升華(30毫托,160℃)。二-4-(甲基)苯基醚、1-萘酚、2-萘酚、4-叔丁基苯甲醚、4-甲基苯甲醚、1,3-二苯氧基苯、2-甲氧基萘、和1.0m四丁基氟化銨thf溶液購自sigma-aldrich并且按原樣使用。4-(甲氧基)二苯并呋喃、二-4-(叔丁基)苯基醚、萘基醚類、4-(苯基)苯基苯基醚、2-乙氧基萘、2-新戊氧基萘、2-叔丁氧基萘根據文獻程序來合成。
雜芳族基質購自aldrich、tci、或acros,或根據文獻程序例如(a)kong,a.;han,x.;lu,x.org.lett.2006,8,1339.(b)islam,s.;larrosa,i.chem.–eur.j.2013,19,15093.(c)huestis,m.p.;fagnou,k.org.lett.2009,11,1357.(d)mahadevan,i.;rasmussen,m.tetrahedron,1993,49,7337來合成。另外,以下化合物被合成,并且先前已經在美國專利第9,000,167號中被報告:4-(三乙基甲硅烷基)二苯并呋喃(3);4,6-雙(三乙基甲硅烷基)二苯并呋喃(4);3-(三乙基甲硅烷基)聯苯-2-醇(5);(3’-三乙基甲硅烷基)聯苯-2-醇(6);3,3’-雙(三乙基甲硅烷基)聯苯-2-醇(7);鄰三乙基甲硅烷基二苯醚
標準nmr光譜學實驗用以下進行:varianmercury(1h,300mhz)光譜儀、varianinova400mhz光譜儀、裝配有autox探針的varian500mhz光譜儀、或裝配有triax探針的varian600mhz光譜儀。化學位移通過使用殘留溶劑峰作為內標依據距me4si的低磁場ppm來報告。光譜使用第7版mestrenova來分析和處理。ir光譜在perkinelmerspectrumbxii光譜儀上使用沉積在nacl板上的薄膜來獲得,并且以吸收頻率(cm–1)被報告。uhplc-lcms分析在裝配有agilenteclipseplusc18rrhd1.8μm柱的agilent1290超高效液相色譜/質譜儀上獲得。gc-fid分析在裝配有hp-5(5%-苯基)-甲基聚硅氧烷毛細管柱的agilent6890n氣相色譜儀(agilent)上獲得。gc-ms分析在裝配有hp-5(5%-苯基)-甲基聚硅氧烷毛細管柱的agilent6850氣相色譜儀(agilent)上獲得。高分辨率質譜(ei和fab)通過加州理工學院(californiainstituteoftechnology)的質譜設備獲取。epr光譜在brukerems光譜儀上記錄。
實施例2:堿性活化劑的評估
貫穿本說明書,n-甲基吲哚被示出充當與本發明的化學有關的反應性的優良的示例。各種堿的影響在以下的標稱條件下被評估,其中表1中提供了結果:
來自表1的結果揭示,用于c-h甲硅烷基化反應的良好的催化劑通過體積大的堿性陰離子和鉀陽離子的組合來分類:kot-bu證明是理想的催化劑,并且在純的條件(neatcondition)下或在thf和meot-bu(條目18、20和22)中操作,但khmds(條目21)和kotms(條目24)也是有效的。在liot-bu和naot-bu(條目1和條目2)下的完全沒有反應性以及當18-冠-6被添加到kot-bu(條目23)時反應性的急劇降低支持鉀陽離子的重要的、雖然未知的作用。在化學計量的反應中,轉化率大致與堿度相關聯(即,ot-bu>oet>ome;條目5–7)。在這些條件下,在催化劑不存在下或當使用kh、koh、koac以及cs2co3(條目9–12)時,沒有產物被觀察到。注意,koh在這些反應中是不起反應的先前的發現現在已經被確證,但通過改變反應條件,現在可能的是,在此催化劑下實現這些轉化(參見對于koh的實施例9)。有機堿dabco和用于硅的常見基于氟的活化劑-tbaf、csf、以及kf–也被研究,并且未能使起始材料轉化(條目13–16)。成功的甲硅烷基化反應的頂部空間gctcd分析指示h2的形成。
令人關注地,其他潛在的螯合劑不抑制并且在許多情況下改進了體系的收率和選擇性二者。這種效應不被很好地理解。在不受這個或任何其他理論的正確性的束縛的情況下,可以提出這些配體螯合了鉀陽離子。基于聯吡啶的配體骨架以及tmeda(未示出)被證實在促進甲硅烷基化反應中的高的選擇性和效率中是最有效的。這通過與不能螯合鉀的1,7-菲咯啉的反應來支持,該反應給出較低的產物收率。
本發明的體系和方法的活性對不同的堿載量是顯著地耐受的。在n-甲基吲哚模型體系中,例如,減少堿載量僅略微地降低了效率。顯著地,甚至下降至1mol%的kotbu是有效的并且得到了65%收率和相應的89%c2選擇性的主要c2產物。這種載量甚至低于或等于技術現狀的基于過渡金屬的芳族c-h甲硅烷基化體系所需要的載量。
實施例3:對照實驗和痕量金屬分析
實施例3.1:采用可商購的kot-bu、再升華的kot-bu、以及新鮮制備的kot-bu的對照反應。三個反應平行地進行(thf,45℃,1-甲基吲哚,20mol%kot-bu,0.2mmol規模):a)kot-bu(aldrich,升華級別,99.99%,痕量金屬基礎)按原樣被使用;b)kot-bu(aldrich,升華級別,99.99%痕量金屬基礎)在通過在真空下加熱該材料而再升華之后來使用;以及c)通過鉀金屬與無水t-buoh的反應,隨后是t-buoh的蒸發和固體的升華而制備的kot-bu被使用。在這些反應中在轉化率和選擇性方面沒有明顯的差異被觀察到。
實施例3.2:采用購自不同的供應商的不同級別的kot-bu的對照反應。四個反應平行地進行(thf,45℃,1-芐基吲哚,20mol%kot-bu,0.2mmol規模):a)kot-bu(aldrich,升華級別,99.99%,痕量金屬基礎),b)kot-bu(strem,98%),c)kot-bu(tci,>97%),以及d)kot-bu(alfa-aesar,97%)。反應通過uhplc-lcms來監測。產物的轉化率在90小時之后完成大于90%,并且在這四個反應中在轉化率和選擇性方面沒有明顯的差異被觀察到。
實施例3.3:分析500mg樣品,各自具有來自四個不同供應商(strem,aldrich,tci,alfa-aesar)的kot-bu、1-芐基吲哚、et3sih、thf,以及標準反應混合物(0.5mmol規模混合物,遵循一般程序用103.5mg的1-bn-吲哚、來自aldrich的11.2mg的kot-bu、在0.5ml的thf中的173.5mg的et3sih制備的并且在手套箱中攪拌持續72h)。將每個樣品添加到50mldigitube消化管(digestiontube)(scpscience),隨后添加3.0ml的等離子體純硝酸(plasmapurenitricacid)(scpscience),并且加熱到75℃持續36小時。在消化之后,使用milliq水將每個樣品稀釋到50ml并且在agilent7900icp-ms光譜儀上進行樣品分析。lod指示,分析物濃度低于儀器的最低檢測限。值以ppb(微克每升)計。
表3.
實施例4:對于kot-bu-催化的c-h甲硅烷基化的自由基性質的研究
進行若干實驗以獲得對于反應機理的洞察。作為第一項研究,反應在自由基捕獲劑(radicaltrap)tempo和加爾萬氧基(galvinoxyl)的存在下進行。在以其他方式有益于n-甲基吲哚的甲硅烷基化的條件下,兩種添加劑都阻礙c-h甲硅烷基化。
在第二組實驗中,三個對照實驗試圖探查tempo的作用。在23℃下,在1當量的tempo下,觀察到痕量的三乙基甲硅烷基保護的產物ii,推測由甲硅烷基自由基和tempo自身的自由基組合引起。當溫度升高到65℃時,產物ii變成混合物的主要組分,這支持在甲硅烷基化反應中涉及甲硅烷基自由基物質。相比之下,在kot-bu不存在下,沒有觀察到此被保護的化合物ii,這指示催化劑對于產生甲硅烷基自由基是重要的。
為了評估極性機理(即,甲硅烷基陰離子的形成)的可能的貢獻,用苯并噻吩3h作為基質,在作為添加劑的環己烯氧化物(已知環氧化物(包括環己烯氧化物)通過甲硅烷基陰離子經歷親核開環)的存在下對kot-bu–催化的反應進行實驗。然而,在該測試中使用的標準環境條件下,環氧化物在反應之后被定量回收,并且以中等收率獲得期望的甲硅烷基化產物4h,這提供對抗離散的甲硅烷基陰離子的形成的證據。
實施例5:一般程序
在氮氣填充的手套箱中,使2打蘭閃爍管(scintillationvial)或4ml螺口管(screwcapvial)裝載有對應的基質(0.1mmol-0.5mmol,1當量)、堿(例如kot-bu或koh,0.1當量-5當量)和磁性攪拌棒,隨后注射添加溶劑(1ml)和硅烷(1當量-5當量,在使用之前,通過短的活性氧化鋁墊過濾)。將反應管密封,并且將混合物在指示的溫度下攪拌持續指示的時間。將該管從手套箱中移出,將反應混合物用二乙醚(2ml)稀釋,并且在減壓下濃縮。區域選擇性(c2甲硅烷基化產物與c3甲硅烷基化產物:c2:c3)通過粗制混合物的1hnmr分析或gc分析來確定。將殘余物通過硅膠快速色譜法來純化,以給出期望的產物。
除非另有指示,否則在制備實驗中僅具有超過2%的總收率的產物被分離并表征。在萘基烷基醚的情況下,使用不同的后處理程序(workupprocedure)。在冷卻之后,反應用二氯甲烷(5ml)來稀釋并且小心地用2ml的1n含水的hcl來猝滅。添加十三烷,并且將混合物轉移至分液漏斗。分離出有機相,并且用二氯甲烷(3ml)萃取水層。合并的有機層經無水mgso4干燥并且過濾。對于所有的反應而言,產物通過與可信樣品比較使用gc/ms和gc/fid和nmr來確定。在萘基烷基醚還原中觀察到的痕量的可溶性副產物包括萘、1,2,3,4-四氫萘和5,6,7,8-四氫-2-萘酚。
在大多數情況下,產物在通過經由獨立的光譜分析或與可信樣品比較、或二者的nmr和/或gc-ms的表征之前被分離并且純化。在其中產物不被分離和純化的那些情況下,表征基于gc-ms和/或gc-fid分析來進行。
實施例6:選定的反應
實施例6.1:4-(三乙基甲硅烷基)二苯并呋喃的反應
反應根據一般程序通過在100℃下,使4-et3si-二苯并呋喃(3,141mg,0.5mmol,1當量)、kot-bu(112mg,1mmol,2當量)和et3sih(401微升,2.5mmol,5當量)在2ml的甲苯中加熱持續20小時來進行。在酸性水溶液后處理之后,粗制反應混合物通過使用己烷和己烷-醚(10:1)的二氧化硅色譜法來純化,以分離2-苯基苯酚(2,30mg,0.177mmol,35%)、2-三乙基甲硅烷基-6-苯基苯酚(5,37mg,0.134mmol,26%)、2-(3-三乙基甲硅烷基苯基)苯酚(6,17mg,0.063mmol,12%)。未消耗的3以及產物1、4和7的量使用對應的混合級分的色譜法后(post-chromatography)gc-fid分析來獲得。
實施例6.2:作為中間體的甲硅烷基化的二苯并呋喃朝向c-o鍵裂解的研究:用kot-bu的裂解嘗試
在100℃下,在j.young管中在氮氣下將起始材料3(14.1mg,0.05mmol,1當量)與kot-bu(分別為5.6mg或11.2mg,1當量或2當量)在0.8ml的氘代甲苯中一起加熱持續20小時。通過1hnmr監測反應進程顯示出在這兩種情況下無3的轉化。同樣地,在160℃下,使起始材料3(28.2mg,0.1mmol,1當量)或4(39.6mg0.1mmol,1當量)與kot-bu(36.6mg)在0.3ml的均三甲苯中加熱持續20小時。粗制反應混合物的通過gc-fid或1hnmr的后續分析揭示出在3的情況下至1的3%轉化率和從4至3的5%轉化率。
實施例6.3:4-(甲氧基)二苯并呋喃在升高的溫度下的反應
反應根據一般程序通過在100℃下將4-meo-二苯并呋喃(8,89mg,0.5mmol,1當量)、kot-bu(112mg,1mmol,2當量)和et3sih(401微升,2.5mmol,5當量)在2ml的甲苯中加熱持續20小時來進行。在水溶液后處理之后,粗制反應混合物通過使用己烷和己烷-醚的硅膠色譜法來純化以回收未消耗的起始材料8(3mg,0.015mmol,3%)并且分離二苯并呋喃(1,8.4mg,0.05mmol,10%;因為1的級分包含少量的起始材料8,所以定量通過1h-nmr使用ch2br2作為內標來進行)、1,1’-聯苯-2-醇(2,4.3mg,0.025mmol,5%)、4-et3si-二苯并呋喃(3,11mg,0.039mmol,8%)、2-甲氧基-6-苯基-苯酚(9,mg,0.025mmol,5%)、2-(3’-甲氧基苯基)苯酚(10,47mg,0.235mmol,47%)。注意:僅表征了具有超過2%的收率的化合物。9和10的1h和13cnmr光譜歸屬(spectralassignment)與文獻報告一致。
實施例6.4:芳烴的三乙基甲硅烷基化
實施例6.4.1.在升高的溫度下
在許多例子中,當在升高的溫度下使用甲苯或均三甲苯作為在還原裂解反應中使用的溶劑時,溶劑衍生的甲硅烷基化產物的形成在升高的溫度下在目的在于c-o鍵、c-n鍵或c-s鍵裂解的實驗期間被觀察到。因為不可能通過柱色譜法或蒸餾使得到的產物從它們的相應的母溶劑分離,所以就此而言,難以評估它們的收率,但是它們被試驗性地估計為基于et3sih的5%-10%的范圍內。在甲苯的情況下,產物的確定通過使所獲得的nmr光譜與文獻數據(rychnovsky等人,j.org.chem.2003,68,10135.)比較而確證。因此,結論是,主要產物是芐基三乙基硅烷(17),這也與異構產物的碎裂模式的gc-ms分析一致。同樣地,似乎均三甲苯的甲硅烷基化主要在芐(或α)位中進行。hrms[c15h26si]計算為234.1804,測量為234.1804)。
實施例6.4.2.直接c(sp3)–h甲硅烷基化反應
芐基三乙基硅烷18a:反應根據一般程序通過在65℃下將kot-bu(11.2mg,0.1mmol,20mol%)、甲苯(46mg,0.5mmol,1當量)、et3sih(243μl,1.5mmol,3當量)和dme(0.5ml)加熱持續108h來進行。c(sp3):c(sp2)=18:1。期望的產物18a的gc收率是53%。在真空(60毫托,23℃)下對起始材料和揮發物的蒸發之后,分析純產物(25.0mg,24%收率)作為無色油來獲得。注意:化合物18a是易揮發的,并且在真空下容易除去。rf=0.8(100%己烷);1hnmr(500mhz,cdcl3)δ7.22(m,2h),7.09–7.05(m,1h),7.05–7.02(m,2h),2.12(s,2h),0.96–0.91(t,9h),0.53(q,j=7.9hz,6h)。
三乙基((4’-甲基-[1,1’-聯苯]-4-基)甲基)硅烷18b:反應根據一般程序通過在85℃下將kot-bu(11.2mg,0.1mmol,23mol%)、4,4’-二甲基-1,1’-聯苯(80.0mg,0.44mmol)、et3sih(240μl,1.5mmol,3.4當量)、以及0.5ml的thf加熱持續96h來進行。單甲硅烷基化產物與雙甲硅烷基化產物的比率是16:1。期望的產物18b和起始材料4,4’-二甲基-1,1’-聯苯(69.7mg的混合物,包含56.6mg的18b,43%收率,基于1hnmr計算的)在通過硅膠快速色譜法(100%己烷)純化之后獲得。小部分的分析純化合物18b在隨后通過硅膠快速色譜法的純化之后作為無色油獲得。rf=0.5(100%己烷);1hnmr(500mhz,cdcl3)δ7.50–7.47(m,2h),7.46–7.42(m,2h),7.25–7.21(m,2h),7.11–7.04(m,2h),2.39(s,3h),2.14(s,2h),0.95(t,j=7.9hz,9h),0.54(q,j=8.0hz,6h);13cnmr(126mhz,cdcl3)δ139.7,138.5,136.7,136.5,129.6,128.6,126.8,126.7,21.4,21.2,7.5,3.1;ir(純的膜(neatfilm),nacl)3022,2951,2909,2873,1610,1497,1455,1416,1238,1209,1153,1005,845,806,773,729cm–1;hrms(ei+)對于c20h28si[m+·]計算為:296.1960,實測為296.1954。
2-甲基-6-((三乙基甲硅烷基)甲基)吡啶18c:反應根據一般程序通過在65℃下將kot-bu(11.2mg,0.1mmol,20mol%)、2,6-盧剔啶(53.5mg,0.5mmol)、et3sih(240μl,1.5mmol,3當量)、以及0.5ml的thf加熱持續120h來進行。期望的產物18c(58.6mg,53%收率)在通過硅膠快速色譜法(梯度洗脫,在己烷中5%→10%etoac)純化之后作為無色油獲得。注意:化合物18c是易揮發的,并且在真空下容易除去。rf=0.3(在己烷中5%etoac);1hnmr(500mhz,cdcl3)δ7.36(t,j=7.6hz,1h),6.90–6.73(m,2h),2.47(s,3h),2.32(s,2h),0.98–0.83(m,9h),0.58–0.48(m,6h);13cnmr(126mhz,cdcl3)δ160.8,157.4,135.9,119.0,118.4,25.4,24.5,7.2,3.3;ir(純的膜,nacl)3060,2951,2874,1587,1575,1450,1414,1372,1269,1238,1145,1078,1016,919,796,748,726cm–1;hrms(ei+)對于c13h24nsi[m+h]+計算為:222.1678,實測為222.1666。
2,5-二甲基噻吩的甲硅烷基化:反應根據一般程序通過在65℃下將2,5-二甲基噻吩(56mg,0.5mmol,1當量)、kot-bu(11.2mg,0.1mmol,0.2當量)和et3sih(3當量)在四氫呋喃中加熱持續45小時來進行。粗制產物混合物的gc-ms獲得了與單甲硅烷基化衍生物相關聯的質量峰。1hnmr數據與2-甲基-5-(三乙基甲硅烷基甲基)噻吩的形成一致。1hnmr(500mhz,thf-d8)δ6.52–6.42(m,1h),6.41–6.29(m,1h),2.35(s,3h),2.23(s,2h),1.00–0.92(m,9h),0.63–0.53(m,6h)。13cnmr(126mhz,thf-d8)δ140.78,136.28,125.96,124.03,15.73,15.45,7.97,4.08。hrms:[c12h22ssi]計算為226.1212,測量為226.1220。
n-甲基-2-甲基吲哚的甲硅烷基化:反應根據一般程序通過在65℃下將1,2-二甲基吲哚(73mg,0.5mmol,1當量)、kot-bu(17mg,0.15mmol,0.3當量)和et3sih(319微升,2.0mmol,4當量)在1ml的四氫呋喃中加熱持續65小時來進行。在水溶液后處理之后,粗制反應混合物通過分別使用己烷:et2o:et3n的80:1:4混合物的硅膠色譜法來純化,以獲得作為無色油的74mg(57%)的標題化合物。1hnmr(500mhz,thf-d8)δ7.35–7.29(m,1h),7.19(dd,j=8.1,0.9hz,1h),6.97(ddd,j=8.2,7.1,1.2hz,1h),6.90(ddd,j=8.0,7.1,1.1hz,1h),6.06(d,j=0.8hz,1h),3.64(s,3h),2.25(d,j=0.7hz,2h),0.96(t,j=7.9hz,9h),0.71–0.58(m,6h)。13cnmr(126mhz,thf-d8)δ139.50,138.30,129.69,120.24,119.70,119.47,109.27,98.96,29.75,11.73,7.62,4.16。hrms:[c16h25nsi]計算為259.1756,測量為259.1754。此反應產物的hsqc光譜先前在美國專利第9,000,167號中已經被報告。
三乙基(苯氧基(苯基)甲基)硅烷22:反應根據一般程序通過在65℃下將kot-bu(11.2mg,0.1mmol,20mol%)、(芐氧基)苯21(92.0mg,0.5mmol)、et3sih(240μl,1.5mmol,3當量)、以及0.25ml的thf加熱持續120h來進行。期望的產物22(68.4mg,46%收率)在通過硅膠快速色譜法(100%己烷)純化之后作為無色油獲得。rf=0.3(100%己烷);1hnmr(500mhz,cdcl3)δ7.46–7.37(m,4h),7.38–7.28(m,4h),7.30–7.20(m,2h),5.80(s,1h),0.92(t,j=7.9hz,9h),0.66–0.55(m,6h);13cnmr(126mhz,cdcl3)δ145.3,128.1,128.1,126.9,126.9,126.4,126.3,6.7,4.9;ir(純的膜,nacl)3063,3026,2954,2875,1598,1492,1454,1413,1302,1239,1188,1090,1065,1006,974,833,740,700cm–1;hrms(ei+)對于c19h25osi[(m+h)-h2]+計算為:297.1675,實測為297.1668。
芳族胺也經得起甲硅烷基化。在以下的情況下,gc-ms確定出的以下方案在所提供的條件下是可操作的:
在較低的溫度下,該反應似乎提供產物的混合物,而無可確定的單個產物。雖然未確認,但是仍可能的是,對環外的胺的鄰位甲硅烷基化的表觀正常傾向(apparentnormalproclivity)受到與兩個甲基基團相關聯的位阻效應(stericbulk)的抑制。
實施例6.5:二苯并呋喃在升高的溫度下的甲硅烷基化
除非另外指示,否則使用一般程序進行實驗。收率在±2%內是可再現的。在此值得注意的是,低水平的堿,尤其是相對于基質的亞化學計量的量的堿,即使在這些高溫下也導致甲硅烷基化產物相對于裂解產物的最高收率。
實施例6.6:芳基烷基醚在升高的溫度下的甲硅烷基化
芳基烷基醚在升高的溫度下的甲硅烷基化在應用于二芳基醚的條件下進行以探查sp2相對于sp3c-o鍵的裂解選擇性。在這些實驗的升高的溫度下,2-甲氧基萘的反應以中等收率得到2-萘酚作為主要產物(方案1)。粗制反應混合物的gc-ms分析指示出存在痕量的萘連同2-甲基萘和另外的被還原的物質,包括部分芳族還原的產物。還檢測到大概衍生自2-萘酚甲硅烷基化的化合物。同樣地,2-乙氧基萘在相同條件下的裂解得到以略微更高的收率的2-萘酚,但是具有相同的或類似的副產物。空間上更大的醚被研究以探查c-o鍵裂解的多用性和可能機理。雖然大的烷基取代基鄰近于醚氧,但是2-新戊氧基萘的反應以與使用較不龐大的基質近似相同的收率提供2-萘酚。甚至2-叔丁氧基萘也被裂解以得到預期的萘酚,收率為55%(方案1)。在相同的條件下進行的但是不使用三乙基硅烷的對照實驗在2-乙氧基萘和2-叔丁氧基萘的情況下提供了2-萘酚,雖然具有顯著減小的收率。因為2-甲氧基-基質和2-新戊氧基-基質在這種無硅烷的裂解中保持完整,所以b消除機理可能是有效的。當嘗試在標準條件下還原4-叔丁基苯甲醚和4-甲基苯甲醚時,相應的酚類的收率是高的,可能是因為被取代的苯環由于空間原因的更具挑戰性的甲硅烷基化(方案2)。
總體地,對于烷基c-o鍵切斷的選擇性與其中發生芳基c-o還原的ni和硼烷催化的c-o裂解反應中觀察到的選擇性形成對比。還值得注意的是,在這些條件下僅觀察到痕量的萘環氫化產物,這與文獻中報告的基于硅烷的離子氫化的結果形成對比。
有指導性的是,使甲氧基取代的二芳基醚8和11的裂解(方案2)與上文呈現的結果相比較。雖然芳基烷基醚對于還原烷基氧鍵比還原芳基氧鍵表現出強的偏好,但是方案2中的兩種甲氧基基質都表明區域選擇性的逆轉,幾乎專門地提供芳基氧鍵破裂產物。雖然不意圖受該理論的正確性的束縛,但是這種效果可以歸因于在經歷破裂的c-o鍵鄰位的給體氧原子的存在。支持這種推斷是主要地產生10的二苯并呋喃衍生物8的還原開環的高選擇性。同樣地,在木質素模型11的裂解中觀察到苯酚和苯甲醚的優選形成,其中對于酚類12和13具有相似的選擇性。人們可以推測,這種效果可以通過在正被破壞的c-o鍵的親電子活化期間的正電荷積聚的氧原子共振穩定化來合理地說明。為了測試這種假設,使化合物3經歷該反應條件并且分離開環的酚類5和6以及脫甲硅烷基化的產物1和2(方案2,插圖c)。在共振穩定化不存在時,裂解的選擇性被逆轉為有利于異構體5。還值得注意的是,如1和2的形成表明的,甲硅烷基化反應因此在典型的反應條件下是可逆的。在已例證具挑戰性的4-o-5木質素模型8和11的可能性之后,這種方法用含有六個car-o鍵的低聚醚14來測試(方案2,插圖d)。值得注意地,在165℃下在均三甲苯中實現了14的定量轉化并且得到了苯酚、苯、間苯二酚和其他未確定的產物,每芳基氧鍵具有僅0.5當量的硅烷。
在方案2中,化合物1至7指的是實施例6.5中描述的對應的化合物。
實施例6.7:芳基烷基醚和硫酯在環境溫度或接近環境溫度下的甲硅烷基化
實施例6.7.1:三乙基(2-甲氧基苯基)硅烷
反應根據一般程序通過在65℃下將苯甲醚(54mg,0.5mmol,1當量)、kot-bu(11mg,0.1mmol,0.2當量)和et3sih(239微升,1.5mmol,3當量)在1ml的四氫呋喃中加熱持續65小時來進行。在水溶液后處理之后,粗制反應混合物通過使用己烷(等度的(isochratic))的硅膠色譜法來純化以獲得59mg(54%)作為無色的油的標題化合物。1hnmr(500mhz,thf-d8)δ7.40–7.17(m,2h),7.01–6.81(m,2h),3.77(s,3h),1.02–0.85(m,9h),0.87–0.74(m,6h)。13cnmr(126mhz,thf-d8)δ164.58,135.52,130.42,123.92,120.08,109.23,54.09,6.93,3.22。
反應根據一般程序通過在85℃下將kot-bu(11.2mg,0.1mmol,20mol%)、苯甲醚(54.0mg,0.5mmol,1當量)、和et3sih(243μl,1.5mmol,3當量)而沒有任何添加的溶劑加熱持續72h來進行。鄰:(間+對)>20:1。期望的產物17a的gc收率是65%。在真空(60毫托,23℃)下對起始材料和揮發物的蒸發之后,分析純產物(47.7mg,43%收率)作為無色油來獲得。注意:化合物17a是易揮發的,并且可以在真空下被除去。rf=0.3(在己烷中10%et2o)。1hnmr(500mhz,cdcl3)δ7.41–7.30(m,2h),6.97(m,1h),6.87–6.81(m,1h),3.80(s,3h),1.05–0.90(m,9h),0.91–0.77(m,6h)。
實施例6.7.2:三乙基(3-甲氧基萘-2-基)硅烷
反應根據一般程序通過在65℃下將2-甲氧基萘(79mg,0.5mmol,1當量)、kot-bu(19.6mg,0.18mmol,0.35當量)和et3sih(319微升,2.0mmol,4當量)在1ml的四氫呋喃中加熱持續48小時來進行。在水溶液后處理之后,粗制反應混合物通過用己烷(等度的)洗脫的硅膠色譜法來純化以獲得79mg(58%)作為無色的油的標題化合物。1hnmr(500mhz,thf-d8)δ7.84(s,1h),7.78–7.73(d,1h),7.73–7.68(d,1h),7.38(ddd,j=8.2,6.8,1.3hz,1h),7.27(ddd,j=8.1,6.8,1.2hz,1h),7.15(s,1h),3.90(s,3h),1.01–0.90(m,9h),0.68–0.53(m,6h)。13cnmr(126mhz,thf-d8)δ163.03,137.88,136.83,130.10,128.58,128.09,127.29,127.21,124.03,104.57,55.25,8.02,7.48。
hrms:[c17h24osi]計算為272.1608,測量為272.1596。2-甲氧基萘和其反應產物的hsqc光譜先前在美國專利第9,000,167號中已經被報告。
令人關注地,以1-甲氧基萘起始的反應不產生甲硅烷基化產物:
反應根據一般程序在65℃下將1-甲氧基萘(79mg,0.5mmol,1當量)、kot-bu(11.2mg,0.1mmol,0.1當量)和et3sih(240微升,1.5mmol,3當量)在1ml的四氫呋喃中加熱65小時來進行。反應用二乙醚(1ml)來稀釋,用水(0.5ml)猝滅并且有機相通過gc-ms、gc-fid和1hnmr分析來分析。通過gc-ms和gc-fid(十三烷標準物)的分析展現了芳基c-o裂解產物萘和烷基c-o鍵裂解產物萘酚分別以百分之13和百分之8的收率的形成,顯著地完全排除了任何甲硅烷基化物質。
實施例6.7.3二苯基醚的甲硅烷基化
反應根據一般程序通過在65℃下將苯基醚(85mg,0.5mmol,1當量)、kot-bu(11mg,0.10mmol,0.2當量)和et2sih2(194微升,1.5mmol,3當量)在1ml的四氫呋喃中加熱持續65小時來進行。在水溶液后處理之后,粗制反應混合物通過使用己烷:三乙胺的80:2混合物的硅膠色譜法來純化以獲得68mg(20%)作為無色的油狀固體的標題化合物。1hnmr(500mhz,thf-d8)δ7.64–7.57(m,2h),7.55(dd,j=7.3,1.8hz,1h),7.41(ddd,j=8.3,7.2,1.8hz,1h),7.15(dd,j=8.3,1.0hz,1h),7.14–7.09(m,2h),4.34(si-h)(p-like,j=1.2hz,1h),1.06–0.95(m,12h),0.92–0.82(m,8h)。13cnmr(126mhz,thf-d8)δ166.04,161.43,139.74,137.00,135.55,135.05,132.12,130.19,128.79,123.56,123.37,118.41,9.06,7.93,6.70,4.83。hrms:[c20h27osi2]計算為339.1601,測量為339.1607。
反應混合物的第二級分產生34mg(39%)的環化衍生物。1hnmr(500mhz,thf-d8)δ7.57–7.50(m,2h),7.40(ddd,j=8.3,7.2,1.8hz,2h),7.15(dd,j=8.6,0.7hz,2h),7.11(td,j=7.2,1.0hz,2h),0.99–0.95(m,4h),0.92–0.86(m,6h)。13cnmr(126mhz,thf-d8)δ161.54,134.96,132.07,123.41,118.80,117.39,7.95,6.72。hrms:[c16h19osi]計算為255.1205,測量為255.1206。這些反應產物的hsqc光譜先前在美國專利第9,000,167號中已經被報告。
獲得含有以低收率(約7%)的產物的第三級分,其光譜特性表現為與上文所示的單甲硅烷基化產物的結構一致。
在第二組實驗中,當二苯醚(oxydibenzene)被用作溶劑時,反應更清潔地產生單甲硅烷基化的衍生物,三乙基(2-苯氧基苯基)硅烷17b:
反應根據一般程序通過在85℃下將kot-bu(11.2mg,0.1mmol,20mol%)、二苯醚(85.0mg,0.5mmol)、和et3sih(240μl,1.5mmol,3當量)在沒有溶劑下加熱持續120h來進行。期望的產物17b(84.5mg,55%收率)在通過硅膠快速色譜法(100%己烷)純化之后作為無色油獲得。rf=0.4(100%己烷);1hnmr(500mhz,cdcl3)δ7.52–7.46(m,1h),7.38–7.25(m,3h),7.10(t,j=7.4hz,2h),7.00(d,j=7.9hz,2h),6.81(d,j=8.1hz,1h),0.97(t,j=7.9hz,9h),0.85(q,j=7.9hz,6h)。
實施例6.7.4:1,4-二甲氧基苯的甲硅烷基化:
反應根據一般程序通過在65℃下將kot-bu(11.2mg,0.1mmol,20mol%)、1,4-二甲氧基苯(69.1mg,0.5mmol)、和et3sih(240μl,1.5mmol,3當量)在0.5ml的thf中加熱持續72h來進行。期望的產物17c(53.1mg,42%收率)和雙甲硅烷基化的副產物si-17c(16.1mg,8%收率)在通過硅膠快速色譜法(100%己烷)純化之后獲得。
(2,5-二甲氧基苯基)三乙基硅烷17c:無色油,rf=0.5(100%己烷);1hnmr(500mhz,cdcl3)δ6.93(d,j=3.1hz,1h),6.85(dd,j=8.8,3.1hz,1h),6.76(d,j=8.8hz,1h),3.80(s,3h),3.74(s,3h),0.99–0.91(m,9h),0.85–0.74(m,6h);13cnmr(126mhz,cdcl3)δ158.8,153.3,126.7,122.2,122.3,114.1,55.7,55.5,7.6,3.7;ir(純的膜,nacl)2952,2873,1580,1478,1463,1398,1272,1220,1177,1050,1026,872,800,769,732cm–1;hrms(ei+)對于c14h24o2si[m+·]計算為:252.1546,實測為252.1540。
(2,5-二甲氧基-1,4-亞苯基)二(三乙基硅烷)si-17c:白色固體,rf=0.8(100%己烷);1hnmr(500mhz,cdcl3)δ6.81(s,2h),3.75(s,6h),0.95(td,j=7.9,0.9hz,9h),0.85–0.77(m,6h);13cnmr(126mhz,cdcl3)δ158.5,127.1,116.9,55.6,7.7,3.8;ir(純的膜,nacl)2948,2870,1459,1418,1345,1262,1203,1107,1045,999,868,727,700cm–1;hrms(ei+)對于c20h38si2o2[m+·]計算為:366.2410,實測為366.2415。
三乙基(2-甲氧基-5-甲基苯基)硅烷20:反應根據一般程序通過在85℃下將kot-bu(11.2mg,0.1mmol,20mol%)、1-甲氧基-4-甲基苯19(61.0mg,0.5mmol)、和et3sih(240μl,1.5mmol,3當量)加熱持續120h來進行。期望的產物20(38.5mg,32%收率)在通過硅膠快速色譜法(100%己烷)純化之后作為無色油獲得。rf=0.4(100%己烷);1hnmr(500mhz,cdcl3)δ7.17–7.08(m,2h),6.74(dt,j=8.7,1.3hz,1h),3.76(s,3h),2.30(s,3h),0.97–0.92(m,9h),0.85–0.79(m,6h);13cnmr(126mhz,cdcl3)δ162.7,136.7,130.9,129.2,125.0,109.5,55.2,20.8,7.8,3.7;ir(純的膜,nacl)2951,2873,1595,1480,1464,1385,1238,1175,1147,1081,1034,1004,876,806,708cm–1;hrms(ei+)對于c14h24osi[m+·]計算為:236.1596,實測為236.1598。
實施例6.7.5:三乙基((苯基硫代)甲基)硅烷
反應根據一般程序通過在65℃下將苯甲硫醚(62mg,0.5mmol,1當量)、kot-bu(11mg,0.1mmol,0.2當量)和et3sih(239微升,1.5mmol,3當量)在1ml的四氫呋喃中加熱持續65小時來進行。在水溶液后處理之后,粗制反應混合物通過使用己烷(等度的)的硅膠色譜法來純化以獲得81mg(68%)作為無色的油的標題化合物。1hnmr(500mhz,thf-d8)δ7.31–7.26(m,2h),7.25–7.19(m,2h),7.11–7.01(m,1h),1.03(t,j=7.9hz,9h),0.78–0.60(m,6h)。13cnmr(126mhz,thf-d8)δ140.73,128.31,125.69,124.19,13.01,6.62,3.06。hrms:[c13h21ssi]計算為237.1140,測量為237.1133。苯硫基甲烷及其反應產物的hsqc光譜先前在美國專利第9,000,167號中已經被報告。
實施例6.8:用c-n和c-s雜芳基化合物在升高的溫度下的實驗
實驗還用c-n和c-s雜芳基化合物來進行。在包含c-n鍵的化合物的情況下,反應性表現為相似于對于c-o鍵所看到的反應性,并且合理地預期的是,用于后者的寬范圍方法將導致前者中的相似反應性的結果:
在包含c-s化合物的化合物的情況下,該方法似乎通常導致分子的完全脫硫,至少在這些實驗的攻擊性條件下,這反映這些類型的基質的較高的反應性(僅與實施例6.9.34至實施例6.9.38比較)。反應性的這種差異可以反映c-o鍵、c-n鍵和c-s鍵之間的鍵能的差異(比較苯酚(111)、苯胺(104)和苯硫酚(85,全部以kcal/mol計)中的c-x鍵離解能)。特別受關注的是均勻受阻的二苯并噻吩類在相對溫和的條件下的脫硫。在這些轉化中沒有檢測到單一的c-s產物:
(產物未確定,除了通過cc-ms沒有觀察到ar-s;通過nmr沒有觀察到rs-h)
實施例6.9:用雜芳基化合物在環境溫度或接近環境溫度下的實驗
在環境溫度或接近環境溫度(65℃或低于65℃)下進行一系列實驗以測試更具反應性的雜芳基化合物中的幾種的區域選擇性。下文示出了測試條件和結果。所有反應的收率通過分離(硅膠色譜法,或球管至球管的蒸餾(bul-to-bulbdistillation))或通過使用定量用的內標的gc-fid或nmr分析。注意,c-3甲硅烷基化雜芳烴在某些情況下被發現傾向于在硅膠上原脫甲硅烷基化(protodesilylation)。在這些情況下,使用球管至球管的蒸餾或可選擇地用加入洗脫液中的約3%三乙胺的硅膠色譜法、或這兩種方法的組合。產物如通過1h、13cnmr和異核單量子相干(hsqc)光譜或gc-ms、或二者的組合所指示的來確定,如果可能的話使用與可信樣品的比較。
實施例6.9.1:1-甲基-2-(三乙基甲硅烷基)-1h-吲哚2a
反應根據一般程序通過在45℃下將kot-bu(11.2mg,0.1mmol,20mol%)、n-甲基吲哚1a(65.5mg,0.5mmol,1當量)和et3sih(243μl,1.5mmol,3當量)加熱持續96h來進行。c2:c3>20:1。期望的產物2a(95.6mg,78%收率)在通過硅膠快速色譜法(梯度洗脫,在己烷中2%→3%ch2cl2)純化之后作為無色油獲得。rf=0.4(在己烷中10%ch2cl2);1hnmr(500mhz,cdcl3)δ7.70(dt,j=7.9,1.1hz,1h),7.40(dq,j=8.3,1.0hz,1h),7.30(ddd,j=8.3,7.0,1.3hz,1h),7.16(ddd,j=7.9,6.9,1.0hz,1h),6.81(d,j=1.1hz,1h),3.90(s,3h),1.13–1.05(m,9h),1.03–0.95(m,6h);13cnmr(125mhz,cdcl3)δ140.4,138.3,128.7,122.0,120.7,119.1,113.1,109.1,33.1,7.7,4.2。ir(純的膜,nacl)2953,2909,2874,1492,1464,1415,1372,1356,1299,1233,1166,1101,1069,1007,973,797cm–1;hrms(esi+)對于c15h24nsi[m+h]+計算為:246.1673,實測為246.1674。此反應產物的hsqc光譜先前在美國專利第9,000,167號中已經被報告。
此材料還以如下規模被制備。將裝配有攪拌棒并且用橡膠隔片塞好的500ml烘箱干燥的舒倫克瓶排空,并且用氬氣重新填充一次。將kot-bu(18.8克,167.9mmols,20mol%)在工作臺上稱重,并且在強的氬氣流下添加到該燒瓶。然后,將裝載的燒瓶排空,并且用氬氣重新填充。將先前被脫氣的1-甲基吲哚(95%純度,aksci,未蒸餾的、黃色的油;95.1ml,762.4mmol,1.0當量)和et3sih(182.6ml,1142mmol,1.5當量)通過注射器穿過隔片添加。然后,將混合物冷卻到-78℃(干冰/丙酮),并且排空/用氬氣回填持續三個循環。將冷卻浴移除,并且允許燒瓶在氬氣的正壓下加溫至室溫。然后將燒瓶轉移到設定在45℃下的加熱套,并且攪拌持續72小時。將具有產生的深紅紫色溶液的燒瓶從加熱移出,并且允許冷卻至室溫,用無水et2o(50ml)稀釋,并且過濾,以除去固體殘余物。在溶劑在真空中被除去之后,添加攪拌棒,并且將透明的深琥珀色溶液在高真空(100毫托)下攪拌持續若干小時,以除去剩余的揮發物。然后,使混合物經歷在真空下的蒸餾。期望的產物2a作為淺黃色油(141.88g,76%收率)被獲得。
實施例6.9.2:1-甲基-3-(三乙基甲硅烷基)-1h-吲哚
反應根據一般程序通過在23℃下將n-甲基吲哚(66mg,0.5mmol,1當量)、kot-bu(56mg,0.5mmol,1當量)和et3sih(88微升,0.55mmol,1.1當量)在1ml的四氫呋喃中加熱持續312小時來進行。在水溶液后處理之后,粗制反應混合物通過用95:5己烷:net3(等度的)洗脫的硅膠色譜法來純化以獲得作為無色的油的103mg(84%)的標題化合物。1hnmr(500mhz,thf-d8)δ7.63(dt,j=7.9,1.0hz,1h),7.32(dt,j=8.2,0.9hz,1h),7.15(s,1h),7.12(ddd,j=8.2,7.0,1.1hz,1h),7.01(ddd,j=8.0,7.0,1.1hz,1h),3.78(s,3h),1.06–0.95(m,9h),0.95–0.83(m,6h)。13cnmr(126mhz,thf-d8)δ138.63,135.94,133.37,121.44,120.88,118.79,108.96,104.39,31.61,7.04,4.11。此反應產物的hsqc光譜先前在美國專利第9,000,167號中已經被報告。
實施例6.9.3:1-甲基-3-(三乙基甲硅烷基)-1h-吲哚2b
反應根據一般程序通過在45℃下將kot-bu(11.2mg,0.1mmol,20mol%)、n-芐基吲哚1b(103.5mg,0.5mmol,1當量)、et3sih(243μl,1.5mmol,3當量)和0.5ml的thf加熱持續40h來進行。c2:c3>20:1。期望的產物2b(132.2mg,82%收率)在通過硅膠快速色譜法(在己烷中10%ch2cl2)純化之后作為無色油獲得。rf=0.3(在己烷中10%ch2cl2);1hnmr(500mhz,cdcl3)δδ7.81–7.77(m,1h),7.38–7.29(m,3h),7.26–7.19(m,3h),7.02(ddd,j=6.9,2.2,1.0hz,2h),6.97(s,1h),5.59(s,2h),1.08–1.04(m,9h),0.94–0.89(m,6h);13cnmr(125mhz,cdcl3)δ140.2,138.5,138.3,129.1,128.7,127.3,125.9,122.3,120.7,119.5,114.1,110.2,50.2,7.5,4.0。ir(純的膜,nacl)3060,3029,2954,2909,2875,1606,1495,1466,1452,1416,1377,1353,1333,1300,1238,1196,1164,1115,1096,1014,798,734cm–1;hrms(esi+)對于c21h28nsi[m+h]+計算為:322.1986,實測為322.1985。
反應根據一般程序通過在23℃下將1-芐基吲哚(62mg,0.5mmol,1當量)、kot-bu(11mg,0.1mmol,0.2當量)和et3sih(239微升,1.5mmol,3當量)在1ml的四氫呋喃中加熱持續48小時來進行。在水溶液后處理之后,粗制反應混合物通過使用己烷(等度的)的硅膠色譜法來純化以獲得50mg(31%)作為無色的油狀固體的標題化合物。
1hnmr(500mhz,thf-d8)δ7.56(ddd,j=7.7,1.3,0.7hz,1h),7.25–7.07(m,4h),7.02(ddd,j=8.2,6.9,1.3hz,1h),6.98(ddd,j=7.9,6.9,1.1hz,1h),6.92–6.86(m,2h),6.80(d,j=0.9hz,1h),5.52(s,2h),1.06–0.88(m,9h),0.85–0.69(m,6h)。
實施例6.9.4:1-乙基-2-(三乙基甲硅烷基)-1h-吲哚2c:
反應根據一般程序通過在60℃下將kot-bu(11.2mg,0.1mmol,20mol%)、n-乙基吲哚1c(72.5mg,0.5mmol,1當量)和et3sih(243μl,1.5mmol,3當量)加熱持續84h來進行。c2:c3>20:1。期望的產物2c(92.4mg,71%收率)在通過硅膠快速色譜法(在己烷中5%ch2cl2)純化之后作為無色油獲得。rf=0.4(在己烷中10%ch2cl2);1hnmr(500mhz,cdcl3)δ7.67(dt,j=7.9,0.9hz,1h),7.40(dt,j=8.2,0.9hz,1h),7.25(ddd,j=8.2,7.0,1.2hz,1h),7.13(ddd,j=7.9,7.0,1.0hz,1h),6.75(d,j=1.0hz,1h),4.31(q,j=7.2hz,2h),1.46(t,j=7.2hz,3h),1.08–1.04(m,9h),0.99–0.92(m,6h);13cnmr(125mhz,cdcl3)δ139.0,137.4,129.1,121.7,120.7,119.0,113.0,109.4,41.5,15.5,7.5,4.0。ir(純的膜,nacl)2953,2909,2874,1491,1466,1416,1378,1347,1335,1299,1218,1165,1090,1069,1012,956,900,820,787,773,750,733cm–1;hrms(mm:esi-apci+)對于c16h26nsi[m+h]+計算為:260.1829,實測為260.1829。
實施例6.9.5:1-苯基-2-(三乙基甲硅烷基)-1h-吲哚2d:
反應根據一般程序通過在60℃下將kot-bu(7.4mg,0.07mmol,20mol%)、n-苯基吲哚1d(63.2mg,0.33mmol,1當量)和et3sih(160μl,1.0mmol,3當量)加熱持續84h來進行。c2:c3>20:1。期望的產物2d(45.6mg,45%收率)在通過硅膠快速色譜法(在己烷中3%ch2cl2)純化之后作為白色固體獲得。rf=0.5(在己烷中10%ch2cl2);1hnmr(500mhz,cdcl3)δ7.74–7.67(m,1h),7.58–7.47(m,3h),7.44–7.36(m,2h),7.21–7.12(m,2h),7.12–7.05(m,1h),6.93(d,j=0.9hz,1h),0.92(t,j=7.9hz,9h),0.68–0.55(m,6h);13cnmr(125mhz,cdcl3)δ141.6,140.8,139.1,129.2,128.8,128.7,128.3,122.4,120.5,119.8,114.9,110.5,7.5,4.0。ir(純的膜,nacl)3058,2952,2909,2873,1597,1498,1465,1428,1362,1297,1237,1214,1122,1071,1012,976,922,820,793,736cm–1;hrms(mm:esi-apci+)對于c20h26nsi[m+h]+計算為:308.1829,實測為308.1824。
實施例6.9.6:1-(甲氧基甲基)-2-(三乙基甲硅烷基)-1h-吲哚2e:
反應根據一般程序通過在60℃下將kot-bu(11.2mg,0.1mmol,20mol%)、n-甲氧基甲基吲哚1e(80.5mg,0.5mmol,1當量)和et3sih(243μl,1.5mmol,3當量)加熱持續84h來進行。c2:c3>10:1。期望的產物2e(75.1mg,55%收率)在通過硅膠快速色譜法(在己烷中3%etoac)純化之后作為無色油獲得。rf=0.3(在己烷中5%etoac);1hnmr(500mhz,cdcl3)δ7.67(dt,j=7.8,1.0hz,1h),7.53(dq,j=8.3,0.9hz,1h),7.28(ddd,j=8.3,7.0,1.2hz,1h),7.17(ddd,j=7.9,7.0,1.0hz,1h),6.86(d,j=0.9hz,1h),5.55(s,2h),3.30(s,3h),1.10–1.01(m,9h),1.01–0.92(m,6h);13cnmr(125mhz,cdcl3)δ140.7,138.3,129.2,122.6,120.8,120.0,115.6,109.8,76.8,55.6,7.5,4.1。ir(純的膜,nacl)2952,2908,2874,1495,1466,1416,1393,1344,1311,1299,1224,1166,1126,1104,1091,1045,1004,961,913,797,762,735cm–1;hrms(mm:esi-apci+)對于c16h26nosi[m+h]+計算為:276.1778,實測為276.1769。
實施例6.9.7:2-(三乙基甲硅烷基)-1-((2-(三甲基甲硅烷基)乙氧基)甲基)-1h-吲哚2f:
反應根據一般程序通過在60℃下將kot-bu(11.2mg,0.1mmol,20mol%)、n-(2-三甲基甲硅烷基-乙氧基甲基)-1h-吲哚1f(123.5mg,0.5mmol,1當量)和et3sih(243μl,1.5mmol,3當量)加熱持續84h來進行。c2:c3>20:1。期望的產物2f(121.4mg,67%收率)在通過硅膠快速色譜法(在己烷中15%ch2cl2)純化之后作為無色油獲得。rf=0.2(在己烷中10%ch2cl2);1hnmr(500mhz,cdcl3)δ7.62(dt,j=7.8,1.0hz,1h),7.50(dq,j=8.3,0.9hz,1h),7.24(ddd,j=8.3,7.0,1.2hz,1h),7.12(ddd,j=7.9,7.0,0.9hz,1h),6.80(d,j=0.9hz,1h),5.54(s,2h),3.54–3.48(m,2h),1.04–0.98(m,9h),0.96–0.90(m,8h),-0.02(s,9h);13cnmr(125mhz,cdcl3)δ140.5,138.1,129.1,122.4,120.7,119.9,115.3,109.8,75.2,65.6,18.1,7.6,4.0,-1.3。ir(純的膜,nacl)2952,2875,1495,1466,1443,1417,1378,1343,1312,1299,1249,1167,1081,1003,972,939,894,859,836,796,760,749,734cm–1;hrms(mm:esi-apci+)對于c20h36nosi2[m+h]+計算為:362.2330,實測為362.2340。
實施例6.9.8:4-甲基-n-甲基吲哚與et3sih的反應:
反應根據一般程序進行。對于條件a:反應用kot-bu(11.2mg,0.1mmol,20mol%)、4-甲基-n-甲基吲哚1g(72.5mg,0.5mmol,1當量)、et3sih(243μl,1.5mmol,3當量)和0.5ml的thf在25℃下進行持續120h。c2:c3>20:1。期望的單甲硅烷基化產物2g(61.8mg,48%收率)和雙甲硅烷基化產物16(9.7mg,5%收率)在通過硅膠快速色譜法(梯度洗脫,在己烷中2%→3%ch2cl2)純化之后獲得。對于條件b:反應用kot-bu(11.2mg,0.1mmol,20mol%)、4-甲基-n-甲基吲哚1g(72.5mg,0.5mmol,1當量)和et3sih(243μl,1.5mmol,3當量)在45℃下進行持續84h。c2:c3>20:1。僅形成單甲硅烷基化產物2g(89.7mg,69%收率),并且在通過硅膠快速色譜法(在己烷中3%ch2cl2)純化之后獲得。
1,4-二甲基-2-(三乙基甲硅烷基)-1h-吲哚2g:無色油;rf=0.4(在己烷中10%ch2cl2);1hnmr(500mhz,cdcl3)δ7.23–7.14(m,2h),6.91(dt,j=6.7,1.0hz,1h),6.75(d,j=0.9hz,1h),3.85(s,3h),2.60(s,3h),1.07–1.00(m,9h),0.98–0.92(m,6h);13cnmr(125mhz,cdcl3)δ140.2,137.6,130.2,128.6,122.2,119.4,111.5,106.8,33.2,18.8,7.7,4.3。ir(純的膜,nacl)2953,2910,2874,1586,1502,1454,1415,1366,1323,1280,1238,1160,1140,1077,1004,953,765,752,735cm–1;hrms(mm:esi-apci+)對于c16h26nsi[m+h]+計算為:260.1829,實測為260.1823。
1-甲基-2-(三乙基甲硅烷基)-4-((三乙基甲硅烷基)甲基)-1h-吲哚16:無色油;rf=0.4(在己烷中10%ch2cl2);1hnmr(500mhz,cdcl3)δ7.28(dd,j=8.2,7.1hz,1h),6.98(d,j=8.3hz,1h),6.97–6.94(m,2h),3.31(s,3h),2.50(s,2h),1.01(t,j=7.8hz,9h),0.95(t,j=7.9hz,9h),0.83(q,j=7.8hz,6h),0.58(q,j=7.9hz,6h);13cnmr(125mhz,c6d6)δ141.1,136.0,133.3,122.8,118.9,113.0,105.8,32.9,19.2,7.7,4.5,4.1。ir(純的膜,nacl)2952,2909,2874,1579,1498,1454,1443,1414,1359,1322,1285,1237,1151,1070,1008,980,774,734cm–1;hrms(ei+)對于c22h39nsi2[m·+]計算為:373.2621,實測為373.2624。
實施例6.9.9:1,5-二甲基-2-(三乙基甲硅烷基)-1h-吲哚2h:
反應根據一般程序通過在25℃下將kot-bu(11.2mg,0.1mmol,20mol%)、5-甲基-n-甲基吲哚1h(72.5mg,0.5mmol,1當量)、et3sih(243μl,1.5mmol,3當量)和0.5ml的thf加熱持續96h來進行。c2:c3>20:1。期望的產物2h(88.7mg,68%收率)在通過硅膠快速色譜法(在己烷中10%ch2cl2)純化之后作為無色油獲得。rf=0.3(在己烷中10%ch2cl2);1hnmr(500mhz,cdcl3)δ7.39(s,1h),7.25–7.19(m,1h),7.05(dd,j=8.4,1.6hz,1h),6.63(d,j=0.8hz,1h),3.81(s,3h),2.45(s,3h),1.03–0.97(m,9h),0.93–0.86(m,6h)。13cnmr(125mhz,cdcl3)δ138.8,138.3,128.9,128.3,123.6,120.2,112.4,108.8,33.1,21.5,7.7,4.1。ir(純的膜,nacl)2952,2909,2873,1505,1456,1358,1321,1236,1181,1104,1069,1003,833,788,736cm–1;hrms(esi+)對于c16h26nsi[m+h]+計算為:260.1826,實測為260.1827。
實施例6.9.10:5-甲基-n-甲基吲哚與et3sih的反應:
反應根據一般程序進行。對于條件a:反應用kot-bu(11.2mg,0.1mmol,20mol%)、6-甲基-n-甲基吲哚1i(72.5mg,0.5mmol,1當量)、et3sih(243μl,1.5mmol,3當量)和0.5ml的thf在25℃下進行持續120h。c2:c3>20:1。期望的單甲硅烷基化產物2i(69.5mg,54%收率)和雙甲硅烷基化產物si-2i(5.2mg,3%收率)在通過硅膠快速色譜法(梯度洗脫,在己烷中2%→3%ch2cl2)純化之后獲得。對于條件b:反應用kot-bu(11.2mg,0.1mmol,20mol%)、6-甲基-n-甲基吲哚1i(72.5mg,0.5mmol,1當量)和et3sih(243μl,1.5mmol,3當量)在45℃下進行持續84h。c2:c3>20:1。僅形成單甲硅烷基化產物2i(108.1mg,83%收率),并且在通過硅膠快速色譜法(在己烷中3%ch2cl2)純化之后獲得。
1,6-二甲基-2-(三乙基甲硅烷基)-1h-吲哚2i:無色油;rf=0.4(在己烷中10%ch2cl2);1hnmr(500mhz,cdcl3)δ7.55(d,j=8.0hz,1h),7.18(s,1h),6.98(ddd,j=8.0,1.4,0.7hz,1h),6.73(d,j=0.9hz,1h),3.85(s,3h),2.57(s,3h),1.08–1.03(m,9h),0.98–0.92(m,6h);13cnmr(125mhz,cdcl3)δ140.9,137.6,131.8,126.7,121.0,120.3,113.0,109.1,33.0,22.0,7.6,4.2。ir(純的膜,nacl)2953,2910,2874,1617,1480,1451,1413,1376,1360,1333,1296,1233,1065,1003,941,808,781,736cm–1;hrms(esi+)對于c16h26nsi[m+h]+計算為:260.1826,實測為260.1823。
1-甲基-2-(三乙基甲硅烷基)-6-((三乙基甲硅烷基)甲基)-1h-吲哚si-2i:無色油;rf=0.4(在己烷中10%ch2cl2);1hnmr(500mhz,cdcl3)δ7.64(dd,j=7.9,0.8hz,1h),6.99–6.93(m,2h),6.81(d,j=0.9hz,1h),3.41(s,3h),2.31(s,2h),1.02–0.93(m,18h),0.79(q,j=7.7hz,6h),0.58(q,j=7.9hz,6h);13cnmr(125mhz,c6d6)δ141.9,136.3,134.6,126.7,121.2,120.9,114.0,108.3,32.7,22.4,7.8,7.7,4.5,3.7。ir(純的膜,nacl)2952,2909,2874,1615,1568,1479,1463,1414,1361,1336,1319,1299,1234,1195,1157,1090,1065,1009,948,842,817,787,771,736cm–1;hrms(ei+)對于c22h39nsi2[m·+]計算為:373.2621,實測為373.2609。
實施例6.9.11:1,7-二甲基-2-(三乙基甲硅烷基)-1h-吲哚2j:
反應根據一般程序通過在45℃下將kot-bu(11.2mg,0.1mmol,20mol%)、7-甲基-n-甲基吲哚1j(72.5mg,0.5mmol,1當量)和et3sih(243μl,1.5mmol,3當量)加熱持續84h來進行。c2:c3>20:1。期望的產物2j(78.9mg,61%收率)在通過硅膠快速色譜法(在己烷中3%ch2cl2)純化之后作為無色油獲得。rf=0.4(在己烷中10%ch2cl2);1hnmr(500mhz,cdcl3)δ7.43(d,j=7.7hz,1h),6.94–6.87(m,2h),6.66(s,1h),4.11(s,3h),2.80(s,3h),1.03–0.97(m,9h),0.92–0.85(m,6h);13cnmr(125mhz,cdcl3)δ139.2,139.1,129.7,125.0,121.0,119.4,119.0,113.6,36.8,20.6,7.7,4.2。ir(純的膜,nacl)2953,2909,2873,1503,1459,1415,1396,1377,1358,1340,1315,1304,1238,1156,1113,1086,1063,1004,861,798,742cm–1;hrms(esi+)對于c16h26nsi[m+h]+計算為:260.1826,實測為260.1828。
實施例6.9.12:n-甲基-5-甲氧基吲哚1k與et3sih的反應:
反應根據一般程序進行。對于條件a:反應用kot-bu(11.2mg,0.1mmol,20mol%)、n-甲基-5-甲氧基吲哚1k(80.7mg,0.5mmol,1當量)、et3sih(243μl,1.5mmol,3當量)和0.5ml的thf在25℃下進行持續120h。c2:c3>20:1。c2-甲硅烷基化產物2k(58.7mg,43%收率)、c6-甲硅烷基化產物15(12.5mg,9%收率)和雙甲硅烷基化產物si-2k(42.9mg,22%收率)在通過硅膠快速色譜法(梯度洗脫,在己烷中5%→10%→25%ch2cl2)純化之后獲得。對于條件b:反應用kot-bu(11.2mg,0.1mmol,20mol%)、n-甲基-5-甲氧基吲哚1k(80.5mg,0.5mmol,1當量)、et3sih(243μl,1.5mmol,3當量)和0.5ml的thf在25℃下進行持續72h。c2:c3>20:1。期望的產物2k(87.6mg,64%收率)在通過硅膠快速色譜法(梯度洗脫,在己烷中5%→10%→25%ch2cl2)純化之后獲得,并且觀察到少量(<5%)的副產物。
5-甲氧基-1-甲基-2-(三乙基甲硅烷基)-1h-吲哚2k:白色固體;rf=0.2(在己烷中33%ch2cl2);1hnmr(500mhz,cdcl3)δ7.21(s,1h),7.07(d,j=2.4hz,1h),6.89(dd,j=8.8,2.5hz,1h),6.63(d,j=0.8hz,1h),3.85(s,3h),3.81(s,3h),1.03–0.96(m,9h),0.93–0.86(m,6h);13cnmr(125mhz,cdcl3)δ154.0,139.0,135.9,128.8,112.6,112.3,109.8,102.0,56.1,33.2,7.7,4.1。ir(純的膜,nacl)2950,2909,2872,1503,1450,1413,1334,1237,1208,1173,1147,1102,1072,1027,997,843,801,735,716cm–1;hrms(esi+)對于c16h26nosi[m+h]+計算為:276.1778,實測為276.1776。
5-甲氧基-1-甲基-2,6-二(三乙基甲硅烷基)-1h-吲哚si-2k:白色固體,rf=0.6(在己烷中33%ch2cl2);1hnmr(500mhz,cdcl3)δ7.30(s,1h),7.01(s,1h),6.64(d,j=0.8hz,1h),3.85(s,3h),3.83(s,3h),1.06–0.97(m,18h),0.95–0.86(m,12h);13cnmr(125mhz,cdcl3)δ159.1,138.9,136.1,130.1,120.8,116.3,112.2,99.7,55.5,33.2,7.9,7.7,4.3,4.1。ir(純的膜,nacl)2952,2874,2908,1608,1556,1475,1454,1407,1363,1337,1236,1205,1172,1144,1123,1072,1004,971,837cm–1;hrms(esi+)對于c22h40nosi2[m+h]+計算為:390.2643,實測為390.2632。
5-甲氧基-1-甲基-6-(三乙基甲硅烷基)-1h-吲哚15:無色油;rf=0.4(在己烷中33%ch2cl2);1hnmr(500mhz,cdcl3)δ7.27(s,1h),7.01(s,1h),7.00(d,j=3.0hz,1h),6.38(dd,j=3.0,0.8hz,1h),3.82(s,3h),3.78(s,3h),1.00–0.94(m,9h),0.91–0.83(m,6h);13cnmr(125mhz,cdcl3)δ159.2,132.5,130.1,129.3,120.2,116.5,100.4,100.3,55.5,33.0,7.9,4.1。ir(純的膜,nacl)2950,2908,2873,1612,1554,1505,1471,1414,1310,1268,1231,1190,1148,1123,1059,1017,984,831cm–1;hrms(esi+)對于c16h26nosi[m+h]+計算為:276.1778,實測為276.1765。
實施例6.9.13:5-(芐氧基)-1-甲基-2-(三乙基甲硅烷基)-1h-吲哚2l:
反應根據一般程序通過在45℃下將kot-bu(11.2mg,0.1mmol,20mol%)、n-甲基-5-芐氧基吲哚1l(118.5mg,0.5mmol,1當量)、et3sih(243μl,1.5mmol,3當量)和0.5ml的thf加熱持續64h來進行。c2:c3>20:1。期望的產物2l(119.4mg,68%收率)在通過硅膠快速色譜法(在己烷中25%ch2cl2)純化之后作為黃色固體獲得。rf=0.4(在己烷中5%etoac)。1hnmr(500mhz,cdcl3)δ7.48(d,j=7.0hz,2h),7.41–7.36(m,2h),7.35–7.29(m,1h),7.22(d,j=8.9hz,1h),7.14(d,j=2.4hz,1h),6.97(dd,j=8.8,2.4hz,1h),6.62(d,j=0.8hz,1h),5.11(s,2h),3.81(s,3h),1.04–0.96(m,9h),0.96–0.84(m,6h);13cnmr(125mhz,cdcl3)δ153.3,139.1,138.1,136.2,129.0,128.6,127.8,127.6,113.4,112.5,109.8,104.0,71.3,33.2,7.6,4.2。ir(純的膜,nacl)2951,2908,2872,1492,1452,1422,1336,1288,1237,1192,1150,1102,1075,1018,840,812,751,735cm–1;hrms(mm:esi-apci+)對于c22h30nosi[m+h]+計算為:352.2091,實測為352.2093。
實施例6.9.14:5-(甲氧基甲基)-n-甲基吲哚1m與et3sih的反應:
反應根據一般程序通過在45℃下將kot-bu(11.2mg,0.1mmol,20mol%)、5-(甲氧基甲基)-n-甲基吲哚1m(87.5mg,0.5mmol,1當量)和et3sih(243μl,1.5mmol,3當量)加熱持續84h來進行。c2:c3>20:1。期望的產物2m(69.3mg,48%收率)、副產物1h(2.5mg,2%收率)和2h(11.3mg,9%收率)在通過硅膠快速色譜法(梯度洗脫,在己烷中25%→50%ch2cl2)純化之后獲得。
5-(甲氧基甲基)-1-甲基-2-(三乙基甲硅烷基)-1h-吲哚2m:無色油,rf=0.4(在己烷中50%ch2cl2);1hnmr(500mhz,cdcl3)δ7.59(d,j=0.8hz,1h),7.33(d,j=8.4hz,1h),7.25(d,j=8.4hz,1h),6.73(d,j=0.8hz,1h),4.59(s,2h),3.85(s,3h),3.38(s,3h),1.06–0.99(m,9h),0.96–0.90(m,6h);13cnmr(125mhz,cdcl3)δ140.0,138.9,128.8,128.5,122.6,120.5,113.0,109.1,75.6,57.6,33.2,7.6,4.1。ir(純的膜,nacl)2952,2873,2817,1504,1455,1415,1357,1324,1297,1236,1188,1153,1137,1094,1069,1004,971,878,840,798,783,726cm–1;hrms(esi+)對于c17h28nosi[m+h]+計算為:290.1935,實測為290.1948。
實施例6.9.15:1-甲基-5-苯基-2-(三乙基甲硅烷基)-1h-吲哚2n:
反應根據一般程序通過在45℃下將kot-bu(11.2mg,0.1mmol,20mol%)、5-苯基-n-甲基吲哚1n(103.5mg,0.5mmol,1當量)、et3sih(243μl,1.5mmol,3當量)和0.5ml的thf加熱持續108h來進行。c2:c3>20:1。期望的產物2n(77.8mg,48%收率)在通過硅膠快速色譜法(梯度洗脫,在己烷中5%→10%ch2cl2)純化之后作為白色固體獲得。rf=0.3(在己烷中10%ch2cl2);1hnmr(500mhz,cdcl3)δ7.90(s,1h),7.72(d,j=7.6hz,2h),7.55(d,j=8.5hz,1h),7.53–7.47(m,2h),7.44(d,j=8.5hz,1h),7.37(t,j=7.4hz,1h),6.85(s,1h),3.91(s,3h),1.09(t,j=7.8hz,9h),1.03–0.95(m,6h);13cnmr(125mhz,cdcl3)δ142.9,140.0,139.3,132.8,129.2,128.7,127.5,126.3,122.0,119.2,113.5,109.4,33.2,7.6,4.2。ir(純的膜,nacl)2950,2908,2873,1600,1485,1455,1361,1325,1301,1214,1162,1074,1004,1086,887,820,807,787,759,733cm–1;hrms(mm:esi-apci+)對于c21h28nsi[m+h]+計算為:322.1986,實測為322.1984。
實施例6.9.16:n-甲基吲哚1a與et2sih2的反應:
反應根據一般程序通過在45℃下將kot-bu(11.2mg,0.1mmol,20mol%)、n-甲基吲哚1a(65.5mg,0.5mmol,1當量)、et2sih2(194μl,1.5mmol,3當量)和0.5ml的thf加熱持續72h來進行。c2:c3>20:1。甲硅烷基化產物2o(73.4mg,68%收率)和少量的雙吲哚基硅烷si-2o在通過硅膠快速色譜法(梯度洗脫,在己烷中1%→2%→5%ch2cl2)純化之后獲得。
2-(二乙基甲硅烷基)-1-甲基-1h-吲哚2o:無色油;rf=0.4(在己烷中10%ch2cl2);1hnmr(500mhz,cdcl3)δ7.66(dt,j=7.9,1.0hz,1h),7.37(dt,j=8.3,1.1hz,1h),7.28–7.25(m,1h),7.16–7.09(m,1h),6.79(d,j=0.9hz,1h),4.50–4.43(m,1h),3.88(s,3h),1.14–1.06(m,6h),1.00–0.93(m,4h);13cnmr(125mhz,cdcl3)δ140.2,136.6,128.6,122.2,120.8,119.3,112.8,109.3,32.8,8.4,3.7。ir(純的膜,nacl)2954,2908,2872,2110,1492,1464,1412,1371,1357,1327,1301,1233,1166,1101,1071,1009,974,987,815,785cm–1;hrms(mm:esi-apci+)對于c13h20nsi[m+h]+計算為:218.1360,實測為218.1354。
二乙基雙(1-甲基-1h-吲哚-2-基)硅烷si-2o:無色油;rf=0.2(在己烷中10%ch2cl2);1hnmr(500mhz,cdcl3)δ7.68(dt,j=7.9,1.0hz,2h),7.31(dt,j=8.3,1.0hz,2h),7.25(ddd,j=8.2,6.9,1.2hz,2h),7.13(ddd,j=7.9,6.9,1.1hz,2h),6.92(d,j=0.9hz,2h),3.57(s,6h),1.31(q,j=8.4hz,4h),1.07(t,j=7.9hz,6h);13cnmr(125mhz,cdcl3)δ140.7,136.5,128.7,122.5,120.9,119.4,113.8,109.4,32.7,7.5,4.5。ir(純的膜,nacl)2955,2874,1492,1463,1414,1355,1327,1299,1233,1166,1101,1072,1008,799,751cm–1;hrms(mm:esi-apci+)對于c22h27n2si[m+h]+計算為:347.1938,實測為347.1934。
實施例6.9.17:1-芐基-2-(二乙基甲硅烷基)-1h-吲哚2p:
反應根據一般程序通過在60℃下將kot-bu(11.2mg,0.1mmol,20mol%)、n-芐基吲哚1b(103.5mg,0.5mmol,1當量)和et2sih2(194μl,1.5mmol,3當量)加熱持續72h來進行。c2:c3>20:1。期望的產物2p(114.1mg,78%收率)在通過硅膠快速色譜法(在己烷中5%ch2cl2)純化之后作為無色油獲得。rf=0.5(在己烷中25%ch2cl2);1hnmr(500mhz,cdcl3)δ7.75(dt,j=7.7,1.0hz,1h),7.36–7.26(m,4h),7.26–7.15(m,2h),7.07–7.01(m,2h),6.94(d,j=0.9hz,1h),5.56(s,2h),4.44(p,j=3.3hz,1h),1.12–1.03(m,6h),0.94–0.79(m,4h)。13cnmr(125mhz,cdcl3)δ140.1,138.5,136.7,129.0,128.7,127.4,126.1,122.5,120.8,119.6,113.7,110.1,49.8,8.3,3.6。ir(純的膜,nacl)2954,2873,2114,1605,1494,1466,1450,1413,1353,1334,1301,1233,1198,1164,1116,1095,972,815cm–1;hrms(mm:esi-apci+)對于c19h24nsi[m+h]+計算為:294.1673,實測為294.1668。
實施例6.9.18:2-(二乙基甲硅烷基)-1-苯基-1h-吲哚2q:
反應根據一般程序通過在55℃下將kot-bu(11.2mg,0.1mmol,20mol%)、n-苯基吲哚1d(96.5mg,0.5mmol,1當量)、et2sih2(194μl,1.5mmol,3當量)和0.5ml的meot-bu加熱持續96h來進行。c2:c3>20:1。期望的產物2q(76.9mg,55%收率)在通過硅膠快速色譜法(在己烷中10%ch2cl2)純化之后作為黃色油獲得。rf=0.6(在己烷中10%ch2cl2);1hnmr(500mhz,cdcl3)δ7.76–7.74(m,1h),7.60–7.55(m,2h),7.53–7.47(m,3h),7.30–7.17(m,3h),7.03(d,j=0.9hz,1h),4.30(p,j=3.3hz,1h),1.02–0.98(m,6h),0.79–0.63(m,4h);13cnmr(125mhz,cdcl3)δ141.1,140.3,137.1,129.4,128.8,128.1,128.0,122.8,120.7,120.1,115.1,110.5,8.2,3.4。ir(純的膜,nacl)3058,2953,2872,2117,1597,1498,1466,1433,1415,1363,1300,1215,1202,1146,1121,1072,1013,978,921,902,823,759,748,737cm–1;hrms(mm:esi-apci+)對于c18h22nsi[m+h]+計算為:280.1516,實測為280.1515。
實施例6.9.19:2-(二乙基甲硅烷基)-1-(甲氧基甲基)-1h-吲哚2r:
反應根據一般程序通過在60℃下加熱kot-bu(11.2mg,0.1mmol,20mol%)、n-甲氧基甲基吲哚1e(80.5mg,0.5mmol,1當量)和et2sih2(193μl,1.5mmol,3當量)持續96h來進行。c2:c3>20:1。期望的產物2r(81.0mg,66%收率)在通過硅膠快速色譜法(在己烷中3%etoac)純化之后作為無色油獲得。rf=0.3(在己烷中5%etoac);1hnmr(500mhz,cdcl3)δ7.67(dt,j=7.9,1.0hz,1h),7.54(ddd,j=8.3,2.0,0.9hz,1h),7.29(ddd,j=8.3,7.0,1.2hz,1h),7.18(ddd,j=7.9,7.0,1.0hz,1h),6.88(d,j=0.9hz,1h),5.60(s,2h),4.49(p,j=3.3hz,1h),3.29(s,3h),1.14–1.08(m,6h),1.03–0.94(m,4h);13cnmr(125mhz,cdcl3)δ140.4,136.6,129.2,122.8,120.9,120.2,115.1,109.9,76.6,55.6,8.3,3.8。ir(純的膜,nacl)2954,2874,2819,2115,1496,1467,1443,1413,1393,1360,1344,1314,1300,1282,1226,1190,1166,1127,1102,1091,1047,1009,974,914,896,818,749,736cm–1;hrms(mm:esi-apci+)對于c14h22nosi[m+h]+計算為:248.1465,實測為248.1459。
實施例6.9.20:2-(二乙基甲硅烷基)-1-((2-(三甲基甲硅烷基)乙氧基)甲基)-1h-吲哚2s:
反應根據一般程序通過在60℃下將kot-bu(11.2mg,0.1mmol,20mol%)、n-(2-三甲基甲硅烷基-乙氧基甲基)-1h-吲哚1f(123.5mg,0.5mmol,1當量)和et2sih2(194μl,1.5mmol,3當量)加熱持續84h來進行。c2:c3>20:1。期望的產物2s(106.7mg,64%收率)在通過硅膠快速色譜法(在己烷中14%ch2cl2)純化之后作為無色油獲得。rf=0.2(在己烷中10%ch2cl2);1hnmr(500mhz,cdcl3)δ7.65(dt,j=7.9,1.0hz,1h),7.53(dt,j=8.3,0.9hz,1h),7.27(ddd,j=8.3,7.0,1.2hz,1h),7.15(ddd,j=7.9,7.0,0.9hz,1h),6.84(d,j=0.8hz,1h),5.61(s,2h),4.48(p,j=3.3hz,1h),3.55–3.48(m,2h),1.14–1.04(m,6h),1.03–0.88(m,6h),-0.02(s,9h);13cnmr(125mhz,cdcl3)δ140.2,136.5,129.1,122.7,120.8,120.1,114.7,110.1,75.0,65.6,18.0,8.4,3.7,-1.3。ir(純的膜,nacl)2953,2874,2116,1496,1466,1443,1413,1379,1343,1318,1300,1249,1219,1165,1081,1010,974,922,895,859,835,748,735cm–1;hrms(mm:esi-apci+)對于c18h32nosi2[m+h]+計算為:334.2017,實測為334.2028。
實施例6.9.21:2-(二乙基甲硅烷基)-1,3-二甲基-1h-吲哚2t:
反應根據一般程序通過在65℃下將kot-bu(11.2mg,0.1mmol,20mol%)、1,3-二甲基-1h-吲哚1t(72.6mg,0.5mmol,1當量)、et2sih2(193μl,1.5mmol,3當量)、以及0.5ml的thf加熱持續120h來進行。期望的產物2t(84.2mg,65%收率)在通過硅膠快速色譜法(100%己烷)純化之后作為無色油獲得。rf=0.6(100%己烷);1hnmr(500mhz,c6d6)δ7.67(d,j=7.9hz,1h),7.30(dd,j=8.3,6.9hz,1h),7.22(t,j=7.4hz,1h),7.10(d,j=8.2hz,1h),4.59(p,j=3.7hz,1h),3.31(s,3h),2.46(s,3h),0.98(t,j=7.8hz,6h),0.77(qd,j=7.9,3.9hz,4h);13cnmr(125mhz,c6d6)δ140.6,131.5,129.8,122.7,122.3,119.4,119.0,109.4,32.4,10.9,8.8,4.7。ir(純的膜,nacl)2952,2871,2125,1509,1460,1351,1317,1237,1167,1138,1011,975,839,803,737cm–1;hrms(ei+)對于c14h21nsi[m·+]+計算為:231.1443,實測為231.1446。
實施例6.9.22:2-(乙基二甲基甲硅烷基)-1-甲基-1h-吲哚2u:
反應根據一般程序通過在45℃下將kot-bu(11.2mg,0.1mmol,20mol%)、n-甲基吲哚1a(66.8mg,0.5mmol,1當量)、etme2sih(197μl,1.5mmol,3當量)和0.5ml的meot-bu加熱持續120h來進行。c2:c3>20:1。期望的產物2u(58.5mg,54%收率)在通過硅膠快速色譜法(在己烷中3%ch2cl2)純化之后作為無色油獲得。rf=0.4(在己烷中10%ch2cl2);1hnmr(500mhz,cdcl3)δ7.67(dt,j=7.8,1.0hz,1h),7.37(dd,j=8.3,0.9hz,1h),7.28(ddd,j=8.2,6.9,1.1hz,1h),7.14(ddd,j=7.9,6.9,1.0hz,1h),6.77(d,j=0.9hz,1h),3.89(s,3h),1.11–1.02(m,3h),0.95–0.90(m,2h),0.43(s,6h);13cnmr(125mhz,cdcl3)δ140.3,140.2,128.5,122.1,120.7,119.2,112.0,109.1,33.1,7.8,7.6,-2.6。ir(純的膜,nacl)2954,2908,2873,1492,1464,1418,1356,1326,1300,1249,1233,1166,1131,1101,1071,1007,958,897,821cm–1;hrms(mm:esi-apci+)對于c13h19nsi[m+h]+計算為:217.1280,測量為217.1287。
此產物也通過在23℃下將n-甲基吲哚1a(62mg,0.5mmol,1當量)、kot-bu(11mg,0.1mmol,0.2當量)和etme2sih(198微升,1.5mmol,3當量)在1ml的四氫呋喃中加熱持續48小時來制備。在水溶液后處理之后,粗制反應混合物通過使用己烷(等度的)的硅膠色譜法來純化以獲得80mg(74%)作為無色的油的標題化合物。1hnmr(500mhz,thf-d8)δ7.48(d,j=7.9hz,1h),7.31(dd,j=8.4,1.0hz,1h),7.10(ddd,j=8.2,6.9,1.2hz,1h),6.95(ddd,j=7.9,6.9,0.9hz,1h),6.64(d,j=0.9hz,1h),3.84(s,3h),1.05–0.95(m,3h),0.89(d,j=7.9hz,2h),0.38(s,6h)。13cnmr(126mhz,thf-d8)δ140.45,138.94,128.58,121.45,120.10,118.51,113.53,111.90,108.67,32.17,7.37,6.77,-3.67。
實施例6.9.23:1-芐基-2-(乙基二甲基甲硅烷基)-1h-吲哚2v:
反應根據一般程序通過在45℃下將kot-bu(11.2mg,0.1mmol,20mol%)、n-芐基吲哚1b(102.5mg,0.5mmol,1當量)、etme2sih(197μl,1.5mmol,3當量)和0.5ml的thf加熱持續96h來進行。c2:c3>20:1。期望的產物2v(87.9mg,60%收率)在通過硅膠快速色譜法(在己烷中10%ch2cl2)純化之后作為無色油獲得。rf=0.3(在己烷中10%ch2cl2);1hnmr(500mhz,cdcl3)δ7.75–7.69(m,1h),7.34–7.23(m,3h),7.23–7.11(m,3h),6.96(ddd,j=6.8,2.2,1.2hz,2h),6.88(s,1h),5.54(s,2h),1.00(t,j=7.9hz,3h),0.79(q,j=7.8hz,2h),0.32(s,6h);13cnmr(125mhz,cdcl3)δ140.5,140.1,138.4,128.9,128.7,127.3,125.9,122.4,120.8,119.6,112.9,110.1,50.1,7.8,7.5,-2.6。ir(純的膜,nacl)3060,3028,2954,2910,2873,1605,1495,1466,1450,1377,1353,1334,1300,1249,1196,1164,1115,1096,1014,958,823,780,725cm–1;hrms(mm:esi-apci+)對于c19h23nsi[m+h]+計算為:293.1600,實測為293.1590。
在第二實驗中,在25℃下,將1-芐基吲哚(104mg,0.5mmol,1當量),kot-bu(17mg,0.15mmol,0.3當量)和etme2sih(198微升,1.5mmol,3當量)在1ml的四氫呋喃中攪拌持續65小時。在水溶液后處理之后,粗制反應混合物通過相應地使用己烷:二乙醚:三乙胺的80:1:4混合物的硅膠色譜法來純化以獲得作為無色油的107mg(73%)的標題化合物。1hnmr(500mhz,thf-d8)δ7.55(ddd,j=7.7,1.4,0.8hz,1h),7.22–7.16(m,2h),7.16–7.09(m,2h),7.02(ddd,j=8.2,6.9,1.4hz,1h),6.97(ddd,j=8.0,6.9,1.2hz,1h),6.86(ddd,j=7.2,1.3,0.7hz,2h),6.78(d,j=0.9hz,1h),5.51(d,j=1.1hz,2h),0.95–0.90(m,3h),0.24(s,6h)。13cnmr(126mhz,thf-d8)δ141.31,140.50,139.94,130.09,129.39,127.90,126.71,122.96,121.45,120.10,113.93,110.81,50.62,8.50,7.93,-2.40。
實施例6.9.24:1-芐基-2-(二甲基(苯基)甲硅烷基)-1h-吲哚2w:
反應根據一般程序通過在45℃下將kot-bu(11.2mg,0.1mmol,20mol%)、n-芐基吲哚1b(103.5mg,0.5mmol,1當量)、phme2sih(230μl,1.5mmol,3當量)和0.5ml的thf加熱持續96h來進行。c2:c3>20:1。起始材料1b和產物2w的混合物(174.5mg的混合物,包含133.9mg的2w,78%收率,基于1hnmr計算的)在通過硅膠快速色譜法(在己烷中2%etoac)純化之后獲得。分析純化合物2w在隨后通過制備型hplc(在己烷中3%etoac)的純化之后作為白色固體獲得。rf=0.4(在己烷中5%etoac);1hnmr(500mhz,cdcl3)δ7.71–7.66(m,1h),7.51–7.48(m,2h),7.40–7.35(m,1h),7.34–7.29(m,2h),7.21–7.16(m,3h),7.14–7.08(m,3h),6.90(d,j=0.7hz,1h),6.78–6.75(m,2h),5.25(s,2h),0.50(s,6h);13cnmr(125mhz,cdcl3)δ140.4,139.4,138.3,137.5,134.2,129.6,128.9,128.6,128.1,127.2,125.9,122.6,121.0,119.6,114.1,110.2,50.0,-1.7。ir(純的膜,nacl)3064,3027,2956,1605,1587,1494,1466,1450,1427,1353,1335,1301,1250,1197,1164,1116,1106,1096,1014,905,822cm–1;hrms(mm:esi-apci+)對于c23h24nsi[m+h]+計算為:342.1673,實測為342.1676。
實施例6.9.25:1-甲基-2-(三丁基甲硅烷基)-1h-吲哚2x:
反應根據一般程序通過在35℃下將kot-bu(11.2mg,0.1mmol,20mol%)、n-甲基吲哚1a(65.6mg,0.5mmol,1當量)、n-bu3sih(385μl,1.5mmol,3當量)和0.5ml的thf加熱持續65h來進行。c2:c3>20:1。期望的產物2x(123.5mg,75%收率)在通過硅膠快速色譜法(100%己烷)純化之后作為白色固體獲得。rf=0.5(100%己烷)。1hnmr(500mhz,cdcl3)δ7.61(dt,j=7.9,1.0hz,1h),7.37–7.30(m,1h),7.22(ddd,j=8.2,6.9,1.1hz,1h),7.08(ddd,j=7.9,6.9,1.0hz,1h),6.69(d,j=0.9hz,1h),3.84(s,3h),1.38–1.27(m,12h),0.94–0.86(m,15h);13cnmr(125mhz,cdcl3)δ140.2,139.0,128.6,121.7,120.5,118.9,112.7,108.9,32.9,26.6,26.1,13.6,12.7;ir(純的膜,nacl)2955,2922,2871,2855,1492,1464,1411,1375,1356,1325,1298,1232,1196,1166,1102,1070,897,885,799,788,749,732cm–1;hrms(ei+)對于c21h35nsi[m+·]計算為:329.2539,實測為329.2523。
實施例6.9.26:1-甲基-2-(三乙基甲硅烷基)-1h-吡咯并[3,2-b]吡啶4a:
反應根據一般程序通過在45℃下將kot-bu(4.5mg,0.04mmol,20mol%)、n-甲基-4-氮雜吲哚3a(26.4mg,0.2mmol,1當量)、et3sih(98μl,0.6mmol,3當量)和0.2ml的thf加熱持續96h來進行。c2:c3=6:1。c2-和c3-甲硅烷基化產物的混合物(16.2mg,33%收率)在通過硅膠快速色譜法(在己烷中50%etoac)純化之后獲得。分析純c2-甲硅烷基化產物4a在隨后通過制備型tlc(在己烷中50%etoac)的純化之后作為無色油獲得。rf=0.1(在己烷中33%etoac);1hnmr(500mhz,cdcl3)δ8.44(dd,j=4.6,1.4hz,1h),7.60(dt,j=8.3,1.2hz,1h),7.09(dd,j=8.3,4.6hz,1h),6.90(d,j=0.9hz,1h),3.83(s,3h),1.03–0.97(m,9h),0.96–0.89(m,6h);13cnmr(125mhz,cdcl3)δ147.0,143.0,142.7,133.0,116.4,116.1,113.8,33.1,7.6,4.0。ir(純的膜,nacl)2953,2909,2874,1596,1557,1455,1434,1413,1355,1317,1288,1237,1134,1064,1004,800cm–1;hrms(esi+)對于c14h23n2si[m+h]+計算為:247.1625,實測為247.1621。
實施例6.9.27:1-甲基-2-(三乙基甲硅烷基)-1h-吡咯并[3,2-c]吡啶4b:
反應根據一般程序通過在45℃下將kot-bu(11.2mg,0.1mmol,20mol%)、n-甲基-5-氮雜吲哚3b(66.0mg,0.5mmol,1當量)、et3sih(243μl,1.5mmol,3當量)和0.5ml的thf加熱持續120h來進行。c2:c3>20:1。期望的產物4b(37.9mg,31%收率)在通過硅膠快速色譜法(100%etoac)純化之后作為黃色油獲得。rf=0.2(100%etoac);1hnmr(500mhz,cdcl3)δ8.87(d,j=1.1hz,1h),8.28(d,j=5.9hz,1h),7.24–7.18(m,1h),6.80(d,j=0.9hz,1h),3.82(s,3h),1.02–0.96(m,9h),0.94–0.87(m,6h);13cnmr(125mhz,cdcl3)δ143.7,143.6,140.8,140.4,125.7,112.9,104.5,32.9,7.6,4.0。ir(純的膜,nacl)2953,2909,2874,1597,1563,1485,1463,1435,1415,1368,1334,1310,1291,1219,1184,1123,1069,1004,900,809cm–1;hrms(esi+)對于c14h23n2si[m+h]+計算為:247.1625,實測為247.1626。
實施例6.9.28:1-甲基-2-(三乙基甲硅烷基)-1h-吡咯并[2,3-c]吡啶4c:
反應根據一般程序通過在45℃下將kot-bu(5.8mg,0.52mmol,20mol%)、n-甲基-6-氮雜吲哚3c(35.0mg,0.26mmol,1當量)、et3sih(126μl,0.78mmol,3當量)和0.3ml的thf加熱持續94h來進行。c2:c3>20:1。期望的產物4c(32.9mg,50%收率)在通過硅膠快速色譜法(梯度洗脫,在ch2cl2中2.5%→5%meoh)純化之后作為黃色油獲得。rf=0.3(在ch2cl2中5%meoh);1hnmr(500mhz,cdcl3)δ8.76(s,1h),8.20(d,j=5.5hz,1h),7.47(dd,j=5.5,1.1hz,1h),6.68(d,j=0.8hz,1h),3.93(s,3h),1.03–0.97(m,9h),0.95–0.89(m,6h);13cnmr(125mhz,cdcl3)δ143.5,138.1,137.2,133.0,132.6,114.7,112.0,33.3,7.5,3.9。ir(純的膜,nacl)2952,2909,2874,1594,1559,1496,1475,1457,1415,1358,1333,1315,1286,1241,1167,1120,1070,1004,817,808cm–1;hrms(esi+)對于c14h23n2si[m+h]+計算為:247.1625,實測為247.1620。
實施例6.9.29:1-甲基-2-(三乙基甲硅烷基)-1h-吡咯并[2,3-b]吡啶4d:
反應根據一般程序通過在35℃下將kot-bu(11.2mg,0.1mmol,20mol%)、n-甲基-7-氮雜吲哚3d(66mg,0.5mmol,1當量)、et3sih(243μl,1.5mmol,3當量)和0.5ml的thf加熱持續63h來進行。c2:c3>20:1。期望的產物4d(87.1mg,71%收率)在通過硅膠快速色譜法(梯度洗脫,在己烷中0%→10%etoac)純化之后作為無色油獲得。rf=0.3(在己烷中10%etoac);1hnmr(500mhz,cdcl3)δ8.33(dd,j=4.7,1.6hz,1h),7.87(dd,j=7.8,1.6hz,1h),7.02(dd,j=7.8,4.7hz,1h),6.67(s,1h),3.95(s,3h),1.04–0.97(m,9h),0.96–0.88(m,6h);13cnmr(125mhz,cdcl3)δ151.0,143.2,139.2,128.3,120.7,115.3,111.0,31.4,7.6,3.9。ir(純的膜,nacl)3052,2953,2910,2874,1590,1570,1489,1444,1403,1302,1286,1226,1162,1134,1107,1066,1004,906,804,772,739cm–1;hrms(fab+)對于c14h23n2si[m+h]+計算為:247.1631,實測為247.1637。這些反應產物的hsqc光譜先前在美國專利第9,000,167號中已經被報告。
實施例6.9.30:1-甲基-2-(三乙基甲硅烷基)-1h-吡咯并[2,3-b]吡啶4e:
反應根據一般程序通過在45℃下將kot-bu(11.2mg,0.1mmol,20mol%)、n-芐基-7-氮雜吲哚3e(104.0mg,0.5mmol,1當量)、et3sih(243μl,1.5mmol,3當量)和0.5ml的thf加熱持續144h來進行。c2:c3>20:1。期望的產物4e(89.4mg,56%收率)在通過硅膠快速色譜法(梯度洗脫,在己烷中2.5→5%etoac)純化之后作為無色油獲得。rf=0.3(在己烷中5%etoac);1hnmr(500mhz,cdcl3)δ8.34(dd,j=4.7,1.6hz,1h),7.94(dd,j=7.8,1.6hz,1h),7.25–7.16(m,3h),7.07(dd,j=7.8,4.6hz,1h),6.87–6.85(m,2h),6.79(s,1h),5.69(s,2h),0.91–0.83(m,9h),0.74–0.69(m,6h);13cnmr(125mhz,cdcl3)δ151.2,143.7,139.04,138.96,128.6,128.4,127.0,125.9,120.5,115.7,112.2,47.8,7.4,3.7。ir(純的膜,nacl)2954,2874,1589,1570,1495,1452,1439,1422,1378,1357,1309,1239,1157,1103,1004,909,803,777cm–1;hrms(mm:esi-apci+)對于c20h27n2si[m+h]+計算為:323.1938,實測為323.1947。
實施例6.9.31:1-芐基-2-(二乙基甲硅烷基)-1h-吡咯并[2,3-b]吡啶4f:
反應根據一般程序通過在60℃下將kot-bu(11.2mg,0.1mmol,20mol%)、n-芐基-7-氮雜吲哚3e(104.5mg,0.5mmol,1當量)和et2sih2(194μl,1.5mmol,3當量)加熱持續84h來進行。c2:c3>20:1。期望的產物4f(96.2mg,65%收率)在通過硅膠快速色譜法(在己烷中3%etoac)純化之后作為黃色油獲得。rf=0.4(在己烷中10%etoac);1hnmr(500mhz,cdcl3)δ8.37(dd,j=4.7,1.6hz,1h),7.95(dd,j=7.8,1.6hz,1h),7.30–7.16(m,3h),7.09(dd,j=7.8,4.6hz,1h),7.01–6.99(m,2h),6.80(s,1h),5.71(s,2h),4.32(p,j=3.3hz,1h),0.95(t,j=7.9hz,6h),0.78–0.63(m,4h);13cnmr(125mhz,cdcl3)δ150.9,143.8,138.9,137.4,128.6,128.5,127.2,126.6,120.5,115.8,111.7,47.6,8.1,3.4.ir(純的膜,nacl)2955,2873,2120,1590,1568,1495,1453,1439,1422,1358,1300,1235,1156,1100,1009,973,910,808cm–1;hrms(mm:esi-apci+)對于c18h23n2si[m+h]+計算為:295.1625,實測為295.1636。
實施例6.9.32:1-芐基-2-(二甲基(苯基)甲硅烷基)-1h-吡咯并[2,3-b]吡啶4g:
反應根據一般程序通過在60℃下將kot-bu(11.2mg,0.1mmol,20mol%)、n-芐基-7-氮雜吲哚3e(103.9mg,0.5mmol,1當量)和phme2sih(230μl,1.5mmol,3當量)加熱持續96h來進行。c2:c3>20:1。期望的產物4g(118.0mg,69%收率)在通過硅膠快速色譜法(在己烷中3%etoac)純化之后作為黃色油獲得。rf=0.4(在己烷中10%etoac);1hnmr(500mhz,cdcl3)δ8.35(dd,j=4.7,1.6hz,1h),7.97(dd,j=7.8,1.6hz,1h),7.49–7.45(m,2h),7.41–7.38(m,1h),7.37–7.32(m,2h),7.20–7.13(m,3h),7.08(dd,j=7.8,4.6hz,1h),6.84(s,1h),6.77–6.68(m,2h),5.46(s,2h),0.42(s,6h);13cnmr(125mhz,cdcl3)δ151.3,144.0,140.0,138.8,136.9,134.2,129.7,128.8,128.5,128.1,127.0,126.1,120.4,115.9,112.2,47.6,-2.0.ir(純的膜,nacl)3050,3027,2956,1589,1569,1495,1439,1427,1359,1309,1250,1156,1107,1029,987,910,822cm–1;hrms(mm:esi-apci+)對于c22h23n2si[m+h]+計算為:343.1625,實測為343.1635。
實施例6.9.33:苯并呋喃-2-基三乙基硅烷
反應根據一般程序通過在60℃下將苯并呋喃(59mg,0.5mmol,1當量)、kot-bu(19.6mg,0.18mmol,0.35當量)和et3sih(239微升,1.5mmol,3當量)在1ml的四氫呋喃中加熱持續45小時來進行。在水溶液后處理之后,粗制反應混合物通過用己烷(等度的)洗脫的硅膠色譜法來純化以獲得44mg(38%)作為無色的油的標題化合物。
1hnmr(500mhz,丙酮-d6)δ7.64(ddd,j=7.7,1.3,0.7hz,1h),7.53(dd,j=8.2,0.9hz,1h),7.30(ddd,j=8.3,7.2,1.3hz,1h),7.22(ddd,j=7.7,7.2,1.0hz,1h),7.16(d,j=1.0hz,1h),1.09–0.98(m,9h),0.92–0.84(m,6h)。此反應產物的hsqc光譜先前在美國專利第9,000,167號中已經被報告。
實施例6.9.34:苯并[b]噻吩-2-基三乙基硅烷4h:
(注意:此反應的產物先前被錯表征(mischaracterize)為苯并[b]噻吩-3-基三乙基硅烷。光譜數據已經被重新解讀以提供此處給出的結構)。反應根據一般程序通過在25℃下將kot-bu(11.2mg,0.1mmol,20mol%)、苯并[b]噻吩3h(67.0mg,0.5mmol,1當量)、et3sih(243μl,1.5mmol,3當量)、以及0.5ml的thf加熱持續60h來進行。期望的產物4h(120.3mg,97%收率)在通過硅膠快速色譜法(100%己烷)純化之后作為無色油獲得。rf=0.6(100%己烷)。1hnmr(500mhz,cdcl3)δ7.91(m,1h),7.87–7.81(m,1h),7.49(m,1h),7.41–7.29(m,2h),1.07–1.03(m,9h),0.96–0.85(m,6h)。此反應產物的hsqc光譜先前在美國專利第9,000,167號中已經被報告。
此材料還以如下規模被制備。在氮氣填充的手套箱中,將kot-bu(1.7g,15mmol,20mol%)、苯并[b]噻吩3h(10.1g,75mmol,1當量)、et3sih(23.3ml,146mmol,2當量)、和75ml的thf添加到裝配有磁力攪拌棒并且用聚丙烯蓋密封的250ml介質罐(mediajar)。將反應混合物在25℃下攪拌持續60h。然后將罐從手套箱中移出,小心地打開(警告:氣體釋放!),并且用無水et2o(30ml)稀釋。將反應過濾,將溶劑在真空中除去并且將殘余的揮發物在高真空(30毫托,23℃)下除去。期望的產物4h(17.3g,93%收率)在通過硅膠快速色譜法(100%己烷)純化之后作為無色油獲得。
實施例6.9.35:苯并[b]噻吩-2-基二甲基(苯基)硅烷4i:
(注意:此反應的產物先前被錯表征為苯并[b]噻吩-3-基二甲基(苯基)硅烷。光譜數據已經被重新解讀以提供此處給出的結構)。反應根據一般程序通過在25℃下將kot-bu(11.2mg,0.1mmol,20mol%)、苯并[b]噻吩3h(67.0mg,0.5mmol,1當量)、phme2sih(230μl,1.5mmol,3當量)、以及0.5ml的thf加熱持續60h來進行。期望的產物4i(116.6mg,87%收率)在通過硅膠快速色譜法(100%己烷)純化之后作為無色油獲得。rf=0.5(100%己烷)。1hnmr(500mhz,cdcl3)δ7.94–7.87(m,1h),7.87–7.79(m,1h),7.68–7.59(m,2h),7.51(d,j=0.8hz,1h),7.46–7.39(m,3h),7.38–7.31(m,2h),0.69(s,6h)。
13cnmr(126mhz,cdcl3)δ144.01,141.12,140.18,137.29,134.13,132.41,129.70,128.09,124.45,124.18,123.69,122.33,-1.42。hrms:[c16h16ssi]計算為268.0743,測量為268.0742。
實施例6.9.36:2-(5-(三乙基甲硅烷基)噻吩-2-基)吡啶4j:
反應根據一般程序進行。條件a:反應用kot-bu(11.2mg,0.1mmol,20mol%)、2-(噻吩-2-基)吡啶3j(80.5mg,0.5mmol,1當量)、et3sih(243μl,1.5mmol,3當量)、和0.5ml的thf在25℃下進行持續35h。期望的產物4j(129.3mg,94%收率)在通過硅膠快速色譜法(在己烷中5%etoac)純化之后作為無色油獲得。條件b:反應用kot-bu(19.6mg,0.18mmol,3.5mol%)、2-(噻吩-2-基)吡啶3j(0.81g,5mmol,1當量)、et3sih(2.43ml,15mmol,3當量)、和3.0ml的thf在25℃下進行持續96h。期望的產物4j(1.13g,82%收率)在通過硅膠快速色譜法(在己烷中5%etoac)純化之后作為無色油獲得。rf=0.3(在己烷中5%etoac);1hnmr(500mhz,cdcl3)δ8.56(d,j=4.7hz,1h),7.61(dt,j=3.9,1.7hz,3h),7.23(d,j=3.3hz,1h),7.08(q,j=4.8hz,1h),1.01(t,j=7.9hz,9h),0.82(q,j=7.9hz,6h)。13cnmr(125mhz,cdcl3)δ152.8,149.8,149.6,139.7,136.6,135.6,125.7,121.8,119.0,7.4,4.5;ir(純的膜,nacl)3054,3001,2953,2909,2874,1585,1563,1528,1517,1464,1436,1422,1377,1315,1290,1238,1207,1151,1077,1066,1047,1007,990,962,807,774,737cm–1;hrms(fab+)對于c15h22nssi[m+h]+計算為:276.1242,實測為276.1239。
實施例6.9.37:2-(5-(乙基二甲基甲硅烷基)噻吩-2-基)吡啶4k:
反應根據一般程序通過在35℃下將kot-bu(11.2mg,0.1mmol,20mol%)、2-(噻吩-2-基)吡啶3j(80.5mg,0.5mmol,1當量)、etme2sih(198μl,1.5mmol,3當量)、和0.5ml的thf加熱持續48h來進行。期望的產物4k(107.4mg,87%收率)在通過硅膠快速色譜法(在己烷中10%et2o)純化之后作為無色油獲得。rf=0.4(在己烷中10%et2o);1hnmr(500mhz,cdcl3)δ8.58(ddd,j=4.9,1.8,1.1hz,1h),7.72–7.63(m,2h),7.62(d,j=3.5hz,1h),7.24(d,j=3.5hz,1h),7.13(ddd,j=6.7,4.9,2.0hz,1h),1.05–0.96(m,3h),0.78(qd,j=7.8,0.8hz,2h),0.32(s,6h);13cnmr(125mhz,cdcl3)δ152.7,149.7,149.6,141.9,136.6,135.0,125.6,121.7,118.9,8.3,7.2,-2.5;ir(純的膜,nacl)3054,3001,2953,2909,2874,1585,1563,1528,1517,1464,1436,1422,1315,1290,1248,1207,1151,1077,1066,1047,1007,990,964,836,812,774,752,737,712cm–1;hrms(fab+)對于c13h18nssi[(m+h)+–h2]計算為:248.0929,實測為248.0935。
實施例6.9.38:2-(5-(二甲基(苯基)甲硅烷基)噻吩-2-基)吡啶4l:
反應根據一般程序通過在35℃下將kot-bu(11.2mg,0.1mmol,20mol%)、2-(噻吩-2-基)吡啶3j(80.5mg,0.5mmol,1當量)、phme2sih(230μl,1.5mmol,3當量)、和1.0ml的thf加熱持續48h來進行。期望的產物4l(118.1mg,80%收率)在通過硅膠快速色譜法(在己烷中10%et2o)純化之后作為無色油獲得。rf=0.3(在己烷中10%et2o);1hnmr(500mhz,cdcl3)δ8.60–8.54(m,1h),7.72–7.56(m,5h),7.43–7.33(m,3h),7.26(m,1h),7.14(m,1h),0.63(s,6h);13cnmr(125mhz,cdcl3)δ152.4,150.3,149.5,140.6,137.3,136.6,136.0,133.8,129.3,127.8,125.6,121.8,118.9,–1.6;ir(純的膜,nacl)3067,2955,1586,1563,1527,1463,1423,1316,1290,1249,1207,1151,1112,1077,1005,989,963,807,773,731cm–1;hrms(fab+)對于c17h18nssi[m+h]+計算為:296.0929,實測為296.0938。
實施例6.9.39:三乙基(5-戊基噻吩-2-基)硅烷4m:
反應根據一般程序進行。條件a:反應用kot-bu(11.2mg,0.1mmol,20mol%)、2-戊基噻吩3m(77.0mg,0.5mmol,1當量)、et3sih(243μl,1.5mmol,3當量)、和0.5ml的thf在25℃下進行持續48h。期望的產物4m(130.0mg,96%收率)在通過硅膠快速色譜法(100%己烷)純化之后作為無色油獲得。條件b:反應用kot-bu(5.6mg,0.05mmol,1mol%)、2-戊基噻吩3m(770.4mg,5.0mmol,1當量)、et3sih(2.43ml,15mmol,3當量)、和3.0ml的thf在25℃下進行持續96h。期望的產物4m(1.23g,92%收率)在通過硅膠快速色譜法(100%己烷)純化之后作為無色油獲得。rf=0.6(100%己烷);1hnmr(500mhz,cdcl3)δ7.12(dd,j=3.3,1.5hz,1h),6.91(dt,j=3.3,1.0hz,1h),2.90(td,j=7.7,1.2hz,2h),1.81–1.71(m,2h),1.48–1.36(m,4h),1.06(t,j=7.8hz,9h),0.99–0.94(m,3h),0.84(qd,j=7.8,1.0hz,6h);13cnmr(125mhz,cdcl3)δ151.6,134.7,134.1,125.5,31.7,31.6,30.2,22.6,14.1,7.5,4.7;ir(純的膜,nacl)3054,2955,2934,2874,1750,1528,1456,1438,1413,1378,1339,1235,1213,1058,1011,988,799,736cm–1;hrms(fab+)對于c15h27ssi[(m+h)–h2]+計算為:267.1603,實測為267.1609。
實施例6.9.40:三乙基(5-戊基呋喃-2-基)硅烷4n:
反應根據一般程序通過在25℃下將kot-bu(8.4mg,0.075mmol,1.5mol%)、2-戊基呋喃3n(691mg,5.0mmol,1當量)、et3sih(2.43ml,15mmol,3當量)、和3ml的thf加熱持續96h來進行。期望的產物4n(1.15g,91%收率)在通過硅膠快速色譜法(100%己烷)純化之后作為無色油獲得。rf=0.6(100%己烷);1hnmr(500mhz,cdcl3)δ6.53(d,j=3.0hz,1h),5.96(dt,j=3.0,0.9hz,1h),2.67–2.60(m,2h),1.64(dq,j=9.4,7.4hz,2h),1.36–1.28(m,4h),1.05–0.95(m,9h),0.92–0.85(m,3h),0.74(qd,j=7.8,0.8hz,6h);13cnmr(125mhz,cdcl3)δ161.2,156.2,121.5,104.6,31.6,28.3,27.9,22.6,14.1,7.5,3.6;ir(純的膜,nacl)3108,2954,2933,2874,1807,1721,1588,1493,1459,1414,1378,1340,1237,1186,1173,1118,1084,1011,962,923,782,736,724cm–1;hrms(fab+)對于c15h27osi[(m+h)–h2]+計算為:251.1831,實測為251.1821。
此材料還以關于4h的幾克規模合成的規模使用相同的程序來制備。反應用kot-bu(1.6g,14.6mmol,20mol%)、2-戊基呋喃3n(10.1g,73mmol,1當量)、et3sih(23.3ml,146mmol,2當量)、和73ml的thf在25℃下進行持續72h。期望的產物4n(17.4g,95%收率)在過濾、揮發物在高真空(30毫托,23℃)下的除去和通過硅膠快速色譜法(100%己烷)純化之后作為無色油獲得。
實施例6.9.41:2-戊基呋喃3n與et2sih2的反應:
反應根據一般程序通過在25℃下將kot-bu(11.2mg,0.1mmol,20mol%)、2-戊基呋喃3n(69.1mg,0.5mmol,1當量)、et2sih2(195μl,1.5mmol,3當量)和0.5ml的thf加熱持續76h來進行。期望的產物4o(87.4mg,78%收率)和硅鏈接的產物si-4o(12.4mg,8%收率)在通過硅膠快速色譜法(100%己烷)純化之后獲得。
二乙基(5-戊基呋喃-2-基)硅烷4o:無色油,rf=0.6(100%己烷);1hnmr(500mhz,cdcl3)δ6.63(d,j=3.1hz,1h),6.00(dt,j=3.1,0.9hz,1h),4.21(p,j=3.2hz,1h),2.75–2.64(m,2h),1.73–1.62(m,2h),1.38–1.32(m,4h),1.11–1.04(m,6h),0.95–0.90(m,3h),0.88–0.81(m,4h);13cnmr(125mhz,cdcl3)δ161.8,153.7,122.7,105.0,31.6,28.4,27.9,22.6,14.1,8.1,3.2;ir(純的膜,nacl)2955,2931,2873,2120,1588,1493,1461,1233,1082,1010,974,925,798,715cm–1;hrms(fab+)對于c13h23osi[(m+h)–h2]+計算為:223.1518,實測為223.1519。
二乙基雙(5-戊基呋喃-2-基)硅烷si-4o:無色油,rf=0.7(100%己烷);1hnmr(500mhz,cdcl3)δ6.62(d,j=3.1hz,2h),5.98(dt,j=3.1,0.9hz,2h),2.69–2.61(m,4h),1.70–1.59(m,4h),1.36–1.30(m,8h),1.08–1.01(m,6h),1.01–0.93(m,4h),0.93–0.81(m,6h);13cnmr(125mhz,cdcl3)δ161.5,153.7,122.8,104.8,31.4,28.2,27.7,22.4,13.9,7.2,4.2;ir(純的膜,nacl)2955,2928,2873,2859,1587,1493,1461,1233,1187,1010,961,925,783,726cm–1;hrms(ei+)對于c22h36osi[m·+]計算為:360.2485,實測為360.2468。
實施例6.9.42:三丁基(5-戊基呋喃-2-基)硅烷4p:
反應根據一般程序通過在25℃下將kot-bu(11.2mg,0.1mmol,20mol%)、2-戊基呋喃3n(69.1mg,0.5mmol,1當量)、n-bu3sih(386μl,1.5mmol,3當量)、和0.5ml的thf加熱持續108h來進行。期望的產物4p(137.8mg,82%收率)在通過硅膠快速色譜法(100%己烷)純化之后作為無色油獲得。rf=0.71(100%己烷);1hnmr(500mhz,cdcl3)δ6.50(d,j=3.0hz,1h),5.95(d,j=3.0,1h),2.67–2.60(m,2h),1.69–1.59(m,2h),1.39–1.24(m,16h),0.94–0.83(m,12h),0.79–0.69(m,6h);13cnmr(125mhz,cdcl3)δ161.0,156.8,121.3,104.7,31.6,28.3,28.0,26.7,26.2,22.6,14.1,13.9,12.3;ir(純的膜,nacl)3107,2956,2923,2871,2857,2099,1677,1588,1493,1464,1410,1376,1341,1296,1271,1217,1187,1175,1082,1050,1010,961,925,885,781,759,732cm–1;hrms(ei+)對于c21h40osi[m·+]計算為:336.2848,實測為336.2859。
實施例6.9.43:2,5-雙(三乙基甲硅烷基)噻吩4q:
反應根據一般程序通過在25℃下將kot-bu(11.2mg,0.1mmol,20mol%)、噻吩3q(42.1mg,0.5mmol,1當量)、et3sih(243μl,1.5mmol,3當量)、和0.5ml的thf加熱持續72h來進行。期望的產物4q(134.2mg,86%收率)在通過硅膠快速色譜法(100%己烷)純化之后作為無色油獲得。rf=0.6(100%己烷)。1hnmr(500mhz,cdcl3)δ7.40(s,2h),1.02–0.99(m,18h),0.83–0.79(m,12h)。
實施例6.9.44:1-芐基-1h-吡咯3s與et3sih的反應:
反應根據一般程序通過在25℃下將kot-bu(11.2mg,0.1mmol,20mol%)、1-芐基-1h-吡咯3s(78.5mg,0.5mmol,1當量)、et3sih(243μl,1.5mmol,3當量)和0.5ml的thf加熱持續108h來進行。期望的產物4s(100.3mg,74%收率)和雙甲硅烷基化產物si-4s(9.6mg,5%)在通過硅膠快速色譜法(100%己烷)純化之后獲得。
1-芐基-2-(三乙基甲硅烷基)-1h-吡咯4s:無色油,rf=0.3(100%己烷);1hnmr(500mhz,cdcl3)δ7.40–7.32(m,2h),7.32–7.25(m,1h),7.04–6.98(m,2h),6.86(dd,j=2.4,1.5hz,1h),6.51(dd,j=3.5,1.5hz,1h),6.30(dd,j=3.4,2.4hz,1h),5.22(s,2h),0.95(t,j=7.8hz,9h),0.73(q,j=7.8hz,6h);13cnmr(125mhz,cdcl3)δ139.2,129.9,128.7,127.5,126.62,126.56,120.9,108.9,53.5,7.6,4.2;ir(純的膜,nacl)3088,3064,3029,2952,2908,2873,1516,1506,1495,1454,1418,1353,1329,1288,1237,1175,1112,1080,1008,969,760cm–1;hrms(ei+)對于c17h25nsi[m·+]計算為:271.1756,實測為271.1755。
1-芐基-2,5-雙(三乙基甲硅烷基)-1h-吡咯si-4s:無色油,rf=0.4(100%己烷);1hnmr(500mhz,cdcl3)δ7.29–7.21(m,2h),7.21–7.15(m,1h),6.72(dq,j=7.1,1.0hz,2h),6.52(s,2h),5.28(s,2h),0.85–0.82(m,18h),0.63–0.52(m,12h);13cnmr(125mhz,cdcl3)δ140.4,135.6,128.2,126.9,125.5,121.2,53.3,7.4,3.9;ir(純的膜,nacl)3027,2952,2909,2874,1605,1498,1485,1454,1416,1377,1343,1277,1237,1161,1075,1002,912,775,764,731cm–1;hrms(ei+)對于c23h39nsi2[m·+]計算為:385.2621,實測為385.2638。
實施例6.9.45:1-甲基-5-(三乙基甲硅烷基)-1h-吡唑4t:
反應根據一般程序通過在25℃下加熱kot-bu(11.2mg,0.1mmol,20mol%)、1-甲基-1h-吡唑3t(41.1mg,0.5mmol,1當量)、et3sih(243μl,1.5mmol,3當量)、以及0.5ml的thf持續120h來進行。期望的產物4t(72.6mg,74%收率)在通過硅膠快速色譜法(1:1et2o:己烷)純化之后作為無色油獲得。rf=0.3(1:1et2o:己烷)。(despotopoulou,c.;等人,porg.lett.2009,11,3326)1hnmr(500mhz,cdcl3)δ7.47(d,j=1.9hz,1h),6.37(d,j=1.8hz,1h),3.95(s,3h),0.96(m,9h),0.83(m,6h)。
實施例6.9.46:二苯并[b,d]噻吩-4-基三乙基硅烷4u:
反應根據一般程序通過在85℃下將kot-bu(11.2mg,0.1mmol,20mol%)、二苯并噻吩3u(92mg,0.5mmol,1.0當量)、et3sih(243μl,1.5mmol,3.0當量)、和3ml的二氧六環加熱持續72h來進行。期望的產物4u(55.4mg,38%收率)在通過硅膠快速色譜法(100%己烷)純化之后作為無色油獲得。rf=0.7(100%己烷);1hnmr(500mhz,cdcl3)δ8.17(m,2h),7.86(m,1h),7.58(m,1h),7.45(m,3h),1.10–0.93(m,15h);13cnmr(125mhz,cdcl3)δ145.6,139.3,135.4,134.7,133.7,131.5,126.5,124.2,123.7,122.4,122.2,121.4,7.4,3.2。ir(純的膜,nacl)3060,2953,2908,2873,1450,1440,1415,1366,1283,1250,1238,1098,1080,1042,1019,1003,972,812,749,733cm–1;hrms(ei+)對于c18h22ssi[m·+]計算為:298.1212,實測為298.1214。此反應產物的hsqc光譜先前在美國專利第9,000,167號中已經被報告。
實施例6.9.47:二苯并[b,d]呋喃3v與et3sih的反應:
反應根據一般程序通過在65℃下將kot-bu(11.2mg,0.1mmol,20mol%)、二苯并[b,d]呋喃3v(84.1mg,0.5mmol,1當量)、et3sih(243μl,1.5mmol,3當量)和0.5ml的thf加熱持續65h來進行。期望的產物4v(100.2mg,71%收率)和雙甲硅烷基化的產物si-4v(6.9mg,4%收率)在通過硅膠快速色譜法(100%己烷)純化之后獲得。
二苯并[b,d]噻吩-4-基三乙基硅烷4v:無色油,rf=0.6(100%己烷)。1hnmr(500mhz,cdcl3)δ8.01–7.94(m,2h),7.61–7.50(m,2h),7.46(td,j=7.7,1.4hz,1h),7.34(td,j=7.6,4.4hz,2h),1.02(m,15h)。
4,6-雙(三乙基甲硅烷基)二苯并[b,d]呋喃si-4v:白色固體,rf=0.7(100%己烷)。1hnmr(500mhz,cdcl3)δ7.99(dd,j=7.6,1.4hz,2h),7.54(dd,j=7.1,1.4hz,2h),7.35(t,j=7.4hz,2h),1.12–0.96(m,30h)。
實施例6.9.48:三乙基(6-甲氧基二苯并[b,d]呋喃-4-基)硅烷4w:
反應根據一般程序通過在65℃下將kot-bu(11.2mg,0.1mmol,20mol%)、4-甲氧基二苯并[b,d]呋喃3w(99.0mg,0.5mmol,1當量)、et3sih(243μl,1.5mmol,3當量)、和0.5ml的thf加熱持續65h來進行。期望的產物4w(99.9mg,64%收率)在通過硅膠快速色譜法(100%己烷)純化之后作為無色油獲得。rf=0.3(100%己烷);1hnmr(500mhz,cdcl3)δ7.94(dd,j=7.6,1.4hz,1h),7.53(ddd,j=15.4,7.4,1.2hz,2h),7.37–7.30(m,1h),7.24(t,j=7.8hz,1h),6.99(dd,j=8.0,1.0hz,1h),4.09(s,3h),1.08–0.95(m,15h);13cnmr(125mhz,cdcl3)δ161.1,145.7,145.3,133.4,126.1,123.0,122.8,122.3,121.5,120.4,112.9,111.0,56.9,7.4,3.5;ir(純的膜,nacl)3052,2952,2925,2873,2852,2361,1627,1596,1576,1497,1483,1456,1432,1387,1322,1308,1270,1220,1180,1168,1147,1125,1038,1006,854,836,767,752,729cm–1;hrms(ei+)對于c19h24o2si[m·+]計算為:312.1546,實測為312.1555。
實施例6.9.49:吡啶的甲硅烷基化
反應根據一般程序通過在65℃下將吡啶(40mg,0.5mmol,1當量)、kot-bu(17mg,0.15mmol,0.3當量)和et3sih(240微升,1.5mmol,3當量)在1ml的四氫呋喃中加熱持續65小時來進行。在水溶液后處理之后,粗制反應混合物通過相應地使用己烷:二乙醚:三乙胺的80:1:4混合物的硅膠色譜法來純化以獲得14mg(15%)作為無色的油狀固體的標題化合物。1hnmr(500mhz,thf-d8)δ8.99–8.16(m,2h),7.62–7.07(m,2h),1.01–0.93(m,6h),0.91–0.79(m,4h)。13cnmr(126mhz,thf-d8)δ149.88,129.76,129.29,7.70,3.66。hrms:[c11h20nsi]計算為194.1365,測量為194.1367。
使此實驗再現的嘗試導致吡啶的變化的收率,通常產生小于約5%的指示的產物。采用其他缺電子雜芳烴例如喹啉、異喹啉、和吖啶在可比較的條件下的實驗同樣地產生低的收率(<5%)或不反應。
實施例6.9.50:嘗試的4-甲氧基吡啶的甲硅烷基化
反應根據一般程序通過在65℃下將4-甲氧基吡啶(55mg,0.5mmol,1當量)、kot-bu(17mg,0.15mmol,0.3當量)和et3sih(240微升,1.5mmol,3當量)在1ml的四氫呋喃中加熱持續65小時來進行。反應用二乙醚(1ml)來稀釋,用水(0.5ml)猝滅并且有機相通過gc-ms、gc-fid和1hnmr分析來分析并且揭示出沒有起始材料至甲硅烷基化產物的明顯轉化。
實施例6.9.51:嘗試的2,6-二甲氧基吡啶的甲硅烷基化
反應根據一般程序通過在65℃下將2,6-二甲氧基吡啶(70mg,0.5mmol,1當量)、kot-bu(17mg,0.15mmol,0.3當量)和et3sih(240微升,1.5mmol,3當量)在1ml的四氫呋喃中加熱持續65小時來進行。反應用二乙醚(1ml)來稀釋,用水(0.5ml)猝滅并且有機相通過gc-ms、gc-fid和1hnmr分析來分析。gc-ms分析揭示出相應于2-甲硅烷基化產物異構體以及幾種未確定的產物的形成的主要質量峰。
實施例7擴展的反應方案-基質和官能團耐受的靈敏度
本方法的一般性和擴展性效用已經在本文被描述,但為了完整的目的,此處提供另外的具體的實施例和反應方案。還包括用于制備和表征這些材料的新的方法學。
作為較早實施例的擴展,在氮上具有me、乙基(et)、芐基(bn)、苯基(ph)和容易裂解的甲氧基甲基和2-[(三甲基甲硅烷基)乙氧基]甲基的多種吲哚類被評估,并且全部產生以中等到良好的收率的區域選擇性c2甲硅烷基化(圖2,化合物2a-2f)。測試在吲哚核的各種位置的取代基的影響示出,me、ome、obn、ch2ome和ph全部是相容的,這給出48%-83%收率的期望的產物2g–2n。若干氫硅烷被檢查,并且以良好的收率獲得甲硅烷基化產物(2o–2x)。許多含n、含o和含s的雜芳族化合物(圖3)(包括含吡啶的骨架(4a–4g和4j–4l))經歷具有高區域選擇性的反應。在減少的催化劑載量(1mol%–3.5mol%;4j,4m和4n)下和大規模(4h和4n)的反應證明該工藝的穩健性和制備規模效用(preparativescaleutility)。在程序上便利的條件下,反應按比例放大到大于100g而沒有催化劑活性的損失(圖4a)。通常,反應證明對于電中性且富電子的雜環是選擇性的;具有吸電子基團的吲哚類似乎是不反應的。
實施例7.1.關于噻吩、呋喃和吡咯的競爭實驗
為了研究含氮、含氧、和含硫芳族雜環通過kot-bu-催化的c-h甲硅烷基化的相對反應性,使用一當量的et3sih和一當量的每種雜芳烴進行兩個內部競爭實驗(方案1)。使反應運行到et3sih的部分消耗,并且甲硅烷基化的雜芳烴的相對量通過1hnmr分析來確定。結果證明對于5-元雜芳烴,反應性的相對速率的趨勢為:噻吩3q>呋喃3r>1-甲基吡咯3x。
該趨勢在被取代的噻吩3m和呋喃3n之間的競爭中被證實。用于競爭實驗的程序包括:
對于反應(a):在氮氣填充的手套箱中,將kot-bu(11.2mg,0.1mmol,20mol%)、噻吩3q(42.1mg,0.5mmol,1當量)、呋喃3r(34.0mg,0.5mmol,1當量)和1-甲基吡咯3x(40.5mg,0.5mmol,1當量)添加到裝配有磁力攪拌棒的2打蘭閃爍管。然后添加thf(0.3ml)和et3sih(81μl,0.5mmol,1當量–在使用之前,通過短的活性氧化鋁墊過濾)。將該管密封,并且在23℃下攪拌持續約8小時。將該管從手套箱中移出,用二乙醚(2ml)稀釋,并且在減壓下濃縮。粗制反應混合物通過1hnmr的分析揭示si-4q:si-4r:4x的比率是5:1:0。
對于反應(b):在氮氣填充的手套箱中,將kot-bu(11.2mg,0.1mmol,20mol%)、2-戊基噻吩3m(77.0mg,0.5mmol,1當量)、和2-戊基呋喃3n(34.0mg,0.5mmol,1當量)添加到裝配有磁力攪拌棒的2打蘭閃爍管。然后添加thf(0.3ml)和et3sih(81μl,0.5mmol,1當量–在使用之前,通過短的活性氧化鋁墊過濾)。將該管密封,并且在23℃下攪拌持續約8小時。將該管從手套箱中移出,用二乙醚(2ml)稀釋,并且在減壓下濃縮。粗制反應混合物通過1hnmr的分析揭示4m:4n的比率是5:1。
實施例7.2.官能團相容性的評估。為了提供對于甲硅烷基化反應的官能團耐受性的廣泛的處理,進行按照glorius的方法的“穩健性篩選(robustnessscreen)”(表5,其在下文)。某些概括可以從這些結果做出。例如,羰基使反應停止(條目16、17)。然而,作為縮醛(例如苯甲醛二甲縮醛)的保護是很好地耐受的(條目18)。芳基-x基團,其中x=br、i、cn、no2,同樣地阻礙反應性(條目7、8、19和20)。有趣地,這些官能團在大部分情況下保持完整的。然而,烯烴部分、炔烴部分、ar-f部分、ar-cl部分、ar-cf3部分、叔胺部分、吡啶部分、和膦部分是相容的(條目2-6、9、11、23-26)。沒有烯烴和炔烴的明顯的氫化硅烷化或還原發生。甚至游離的oh和nh在某種程度上是耐受的,推測由于雜原子的偶然的甲硅烷基化的原位保護,這通過使用bnotes作為添加劑被確證(條目12、13和15)。此外,環氧化物和氮丙啶也是耐受的,并且這些添加劑的親核性開環沒有被觀察到(條目21、22)。
a反應用0.5mmol的3h和0.5mmol的添加劑在一般程序下進行。0.5mmol的十三烷作為內標物在反應開始時被添加。產物的收率、3h和添加劑的剩余的量通過gc-fid分析來確定。b對照反應不添加添加劑。c不確定(與溶劑峰重疊,由于低沸點)。d形成三乙基甲硅烷基保護的嗎啉,并且通過gcms來確證。e形成bnotes。f縮醛部分地水解成phcho。
表5
實施例8.制備的硅烷的轉化
實施例8.1.一鍋法的si定向的本位取代(si-directedipso–substitution)/suzuki–miyaura交叉偶聯
在0℃下,將bcl3(1.0m,0.48ml,0.48mmol)在ch2cl2中的溶液通過注射器在n2下添加到吲哚硅烷2a(98.2mg,0.4mmol)在ch2cl2(4ml)中的攪拌的溶液。使混合物在室溫下攪拌持續3h,之后將溶劑在真空下除去。使殘余物在高真空下干燥持續20min之后,添加4-碘代苯甲醚(94.0mg,0.4mmol)、pd(pph3)4(23.2mg,5mol%)、dme(4ml,脫氣的)和2mna2co3水溶液(1ml,脫氣的),并且使混合物在回流下攪拌持續5h。然后,使反應混合物冷卻到室溫,并且添加水(20ml)。混合物用et2o(3x30ml)萃取,將合并的有機萃取物用鹽水洗滌,經na2so4干燥并且濃縮。期望的2-(4-甲氧基苯基)-1-甲基-1h-吲哚5(71.9mg,76%收率)在通過硅膠快速色譜法(梯度洗脫,在己烷中10%→33%ch2cl2)純化之后作為白色固體獲得。rf=0.4(在己烷中10%etoac);1hnmr(500mhz,cdcl3)δ7.63(d,j=7.7hz,1h),7.49–7.39(m,2h),7.36(d,j=8.2hz,1h),7.24(dt,j=8.2,1.2hz,1h),7.14(dt,j=7.9,1.0hz,1h),7.05–6.96(m,2h),6.51(brs,1h),3.88(s,3h),3.73(s,3h)。
實施例8.2.雜芳基硅醇的合成和在denmark–hiyama交叉偶聯中的應用
將化合物2o(44.5mg,0.2mmol和[rucl2(對傘花烴)]2(6.3mg,0.01mmol)添加到裝配有攪拌棒的5ml燒瓶。將燒瓶用隔片密封并且置于高真空下持續5min,之后與o2氣囊連接并且用o2回填,然后通過注射器經由隔片添加乙腈(1ml)和h2o(7.4μl,0.4mmol)。將反應混合物在室溫下攪拌持續12h。將溶劑蒸發并且產物6(36.0mg,77%收率)在通過硅膠快速色譜法(梯度洗脫,在己烷中10%→20%etoac)純化之后作為無色油獲得。rf=0.2(在己烷中10%etoac);1hnmr(500mhz,cdcl3)δ7.66(dt,j=7.9,1.0hz,1h),7.37(dd,j=8.3,1.0hz,1h),7.28(ddd,j=8.3,6.9,1.2hz,1h),7.13(ddd,j=7.9,6.9,1.0hz,1h),6.80(d,j=0.9hz,1h),3.93(s,3h),2.12(brs,1h),1.12–1.05(m,6h),1.02–0.95(m,4h);13cnmr(125mhz,cdcl3)δ140.4,138.1,128.4,122.6,121.1,119.4,112.7,109.4,33.1,7.1,6.7。ir(純的膜,nacl)3315,2956,2876,1493,1463,1413,1357,1328,1300,1234,1166,1102,1075,1007,960,897,839,798,751,732cm–1;hrms(mm:esi-apci+)對于c13h20nosi[m+h]+計算為:234.1309,實測為234.1305。
實施例8.3.2-(4-甲氧基苯基)-1-甲基-1h-吲哚5:
在氮氣填充的手套箱中,將裝配有攪拌棒的2打蘭的管裝載有naot-bu(26.8mg,0.28mmol)和cui(26.6mg,0.14mmol)、4-碘代苯甲醚(33.0mg,0.14mmol)、pd(dba)2(8.2mg,0.014mmol,10mol%)和0.2ml的甲苯。將混合物用蓋密封并且攪拌持續10min。然后,將此混合物通過注射器轉移到包含硅醇6(33.1mg,0.14mmol)的另一個2打蘭管。將該管用甲苯(2x0.4ml)洗滌,并且將該沖洗物添加到反應混合物。在將反應在30℃下攪拌持續4h之后,起始材料完全被轉化(通過tlc監測)。期望的產物5(28.1mg,84%收率)在通過硅膠快速色譜法(梯度洗脫,在己烷中10%→50%ch2cl2)純化之后作為白色固體獲得。
實施例8.4.通過si保護基策略的直接c7鋰化-硼基化此一般轉化(即,在苯并呋喃類、吲哚類和噻吩類中的c2位的保護/脫保護,包括這些甲硅烷基化衍生物的c7鋰化-硼基化)被認為是在本發明的范圍內。
實施例8.4.1.三乙基(7-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧雜環戊硼-2-基)苯并[b]噻吩-2-基硅烷7。
向裝載有攪拌棒、用隔片加蓋的火焰干燥的(flame-dried)圓底燒瓶并且在穩定的氬氣流下在23℃添加苯并[b]噻吩-2-基三乙基硅烷4h(992mg,4.0mmol,1當量)、戊烷(5.0ml)和tmeda(0.703g,0.907ml,1.5當量)。逐滴地添加正丁基鋰(在己烷中1.6m,3.78ml,1.5當量),使得內溫保持在22℃和25℃之間(將熱電偶通過隔片直接插入到溶液中,用于溫度的內部監測)。允許產生的深棕色溶液在22℃下攪拌持續20h。然后,使溶液冷卻到-78℃(干冰/丙酮),并且將i-probpin(1.52g,1.64ml,8.06mmol,2.0當量)作為在thf(8.06ml)中的1m溶液逐滴地添加,使得溫度被保持在-75℃以下(小心的溫度控制對于再現性是重要的)。允許產生的溶液在-78℃下攪拌持續1h,之后將冷卻浴移除。允許溶液自然地加溫至23℃,并且在該溫度下攪拌持續另外的一小時。將產生的渾濁的黃色反應混合物小心地用nh4cl(5ml)猝滅。混合物用et2o(3x10ml)萃取,將合并的有機級分用鹽水洗滌,經mgso4干燥,過濾,并且將溶劑蒸發以給出粘稠的棕色液體。期望的產物7(926mg,64%收率)在通過硅膠快速色譜法(梯度洗脫,在己烷中0%→3%etoac)純化之后作為無色固體獲得。rf=0.2(100%己烷);1hnmr(500mhz,cdcl3)δ7.91(dd,j=8.0,1.3hz,1h),7.80(dd,j=7.0,1.3hz,1h),7.48(s,1h),7.35(dd,j=7.9,7.0hz,1h),1.42(s,12h),1.10–1.00(m,9h),0.89(m,6h);13cnmr(125mhz,cdcl3)δ149.7,140.8,139.8,132.0,131.4,126.4,123.4,84.3,25.1,7.6,4.4。ir(純的膜,nacl)2955,2937,1375,1367,1359,1134,1059,854,735cm–1;hrms(ei+)對于c20h31bssio2[m·+]計算為:374.1907,實測為374.1907。
實施例8.4.2.2-(苯并[b]噻吩-7-基)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧雜環戊硼烷8.
在室溫下向裝載有磁力攪拌棒和三乙基(7-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧雜環戊硼-2-基)苯并[b]噻吩-2-基)硅烷7(300mg,0.80mmol)的管添加ch2cl2(0.3ml)和三氟乙酸(306μl,4.0mmol,5.0當量)。允許反應攪拌持續3小時,之后將混合物用水(0.5ml)猝滅,用et2o(3x5ml)萃取,并且將合并的有機級分用鹽水(5ml)洗滌。將溶劑除去以給出作為白色固體的8(203.8mg,98%),而不進一步純化。rf=0.4(在己烷中3%etoac);1hnmr(500mhz,cdcl3)δ7.92(dd,j=7.9,1.3hz,1h),7.83(dd,j=7.1,1.3hz,1h),7.48(d,j=5.5hz,1h),7.38(dd,j=7.9,7.0hz,1h),7.34(d,j=5.5hz,1h),1.41(s,12h);13cnmr(125mhz,cdcl3)δ145.8,139.4,132.0,127.5,126.7,123.7,123.4,84.4,25.1。ir(純的膜,nacl)2977,1564,1504,1461,1372,1330,1300,1267,1199,1165,1135,1097,1038,969,851,829,801,714,672cm–1;hrms(ei+)對于c14h17bso2[m·+]計算為:260.1042,實測為260.1039。
實施例8.5.硅雜-雜環通過分子間/分子內雙c-h甲硅烷基化的合成:9,9-二乙基-9h-苯并[d]吡咯并[1,2-a][1,3]氮雜噻咯9.
反應根據一般程序通過使kot-bu(11.2mg,0.1mmol,20mol%)、1-苯基-1h-吡咯(72.0mg,0.5mmol,1當量)、et2sih2(97μl,0.75mmol,1.5當量)、和0.5ml的thf在35℃下加熱持續72h并且然后在65℃下持續72小時來進行。期望的產物9(48.8mg,43%收率)在通過硅膠快速色譜法(100%己烷)純化之后作為無色針狀物獲得。rf=0.6(100%己烷);1hnmr(500mhz,cdcl3)δ7.51(ddd,j=7.1,1.4,0.6hz,1h),7.46–7.33(m,2h),7.31(dt,j=7.9,0.7hz,1h),7.09(td,j=7.2,1.0hz,1h),6.52(dd,j=3.3,1.0hz,1h),6.41(dd,j=3.3,2.6hz,1h),1.05–0.96(m,6h),0.96–0.79(m,4h);13cnmr(125mhz,cdcl3)δ148.0,134.1,130.8,129.4,128.5,123.9,117.5,117.1,113.3,111.6,7.5,4.4;ir(純的膜,nacl)2958,2921,2873,2849,1658,1598,1462,1471,1451,1377,1332,1260,1086,1017,799,755,717cm–1;hrms(fab+)對于c14h18nsi[m+h]+計算為:228.1208,實測為228.1206。此反應產物的hsqc光譜先前在美國專利第9,000,167號中已經被報告。
實施例8.6.三聚噻吩的c-h甲硅烷基化
反應根據一般程序進行。對于條件a:反應用kot-bu(11.2mg,0.1mmol,20mol%)、2,2’:5’2”-三聚噻吩(124mg,0.5mmol,1當量)、et3sih(243μl,1.5mmol,3當量)、和0.5ml的thf在25℃下進行持續40h。產物10(204.7mg,86%收率)和si-10(23.5mg,13%收率)在通過硅膠快速色譜法(100%己烷)純化之后獲得。對于條件b:反應用kot-bu(11.2mg,0.1mmol,20mol%)、2,2’:5’2”-三聚噻吩(124mg,0.5mmol,1當量)、et3sih(243μl,1.5mmol,3當量)、和0.5ml的thf在45℃下進行持續65h。產物10(228.6mg,96%收率)在通過硅膠快速色譜法(100%己烷)純化之后獲得;si-10通過1hnmr和gc-ms作為痕量產物被觀察到,但未分離。
5,5”-雙(三乙基甲硅烷基)-2,2’:5’,2”-三聚噻吩10:黃色油,rf=0.5(100%己烷);1hnmr(500mhz,cdcl3)δ7.25(d,j=3.5hz,2h),7.14(d,j=3.5hz,2h),7.10(s,2h),1.03(m,18h),0.82(m,12h)。13cnmr(125mhz,cdcl3)δ142.4,136.7,136.5,135.7,124.9,124.5,7.2,4.4;ir(純的膜,nacl)3057,2953,2934,2908,2874,1750,1455,1428,1417,1377,1303,1236,1212,1198,1068,988,1009,911,892,792,736,723cm–1;hrms(ei+)對于c24h36s3si2[m·+]計算為:476.1518,實測為476.1534。
[2,2’:5’,2”-三聚噻吩]-5-基三乙基硅烷si-10:黃色油,rf=0.4(100%己烷);1hnmr(500mhz,cdcl3)δ7.24(d,j=3.4hz,1h),7.21(dd,j=5.1,1.2hz,1h),7.17(dd,j=3.6,1.2hz,1h),7.14(dd,j=3.4,1.6hz,1h),7.09(q,j=3.7hz,2h),7.02(dd,j=5.1,3.6hz,1h),1.07–0.98(m,9h),0.82(qd,j=7.8,0.9hz,6h);13cnmr(125mhz,cdcl3)δ142.3,137.5,136.8,136.6,136.4,135.6,128.0,125.0,124.6,124.5,124.5,123.8,7.5,4.6;ir(純的膜,nacl)3068,2953,2873,1458,1425,1377,1235,1195,1069,1011,989,913,865,836,793,737cm–1;hrms(fab+)對于c18h23s3si[m+h]+計算為:363.0731,實測為363.0742。
實施例8.7.edot的c-h甲硅烷基化:(2,3-二氫噻吩并[3,4-b][1,4]二氧芑-5-基)三乙基硅烷11。
反應根據一般程序通過在45℃下將kot-bu(11.2mg,0.1mmol,20mol%)、edot(2,3-二氫噻吩并[3,4-b][1,4]二氧芑,71.1mg,0.5mmol)、et3sih(240μl,1.5mmol,3當量)、以及0.5ml的thf加熱持續72h來進行。期望的產物11(79.3mg,62%收率)在通過硅膠快速色譜法(梯度洗脫,在己烷中0%→5%etoac)純化之后作為混濁的(cloudy)黃色油獲得。rf=0.3(100%己烷);1hnmr(500mhz,cdcl3)δ6.56(s,2h),4.17(s,4h),0.98(td,j=7.8,0.8hz,9h),0.84–0.74(m,6h);13cnmr(125mhz,cdcl3)δ147.5,142.5,108.7,105.0,64.5,64.5,7.4,3.9;ir(純的膜nacl)2952,2873,1468,1440,1422,1361,1244,1181,1151,1072,1042,1009,899,721cm–1;hrms(ei+)對于c12h21o2ssi[m+h]+計算為:257.1032,實測為257.1064。
實施例8.8.活性藥物成分(api)的后期甲硅烷基化
實施例8.8.1.1-甲基-n-苯基-n-((5-(三乙基甲硅烷基)噻吩-2-基)甲基)哌啶-4-胺12:
反應根據一般程序通過在45℃下將kot-bu(2.2mg,0.02mmol,20mol%)、西那利定(28.2mg,0.1mmol,1當量)、et3sih(48μl,0.3mmol,3當量)、和0.1ml的thf加熱持續72h來進行。期望的產物12(24.9mg,62%收率)在通過硅膠快速色譜法(己烷:etoac:et3n=100:100:1)純化之后作為無色油獲得。rf=0.2(己烷:etoac:et3n=20:20:1);1hnmr(500mhz,cdcl3)δ7.24–7.17(m,2h),7.05(d,j=3.4hz,1h),6.97(d,j=3.3hz,1h),6.82(dt,j=7.8,1.0hz,2h),6.72(tt,j=7.2,1.0hz,1h),4.62(s,2h),3.70(tt,j=11.6,4.0hz,1h),2.96–2.92(m,2h),2.30(s,3h),2.07(td,j=11.9,2.5hz,2h),1.93–1.85(m,2h),1.85–1.73(m,2h),0.97(t,j=7.9hz,9h),0.76(q,j=7.8hz,6h);13cnmr(125mhz,cdcl3)δ151.0,149.0,135.2,134.7,129.3,125.3,117.3,113.8,55.8,55.6,46.4,46.0,29.6,7.5,4.6。ir(純的膜,nacl)2951,2873,2780,2734,1597,1574,1503,1459,1377,1352,1278,1237,1207,1131,1068,1008,987,850,802,745cm–1;hrms(mm:esi-apci+)對于c23h37n2ssi[m+h]+計算為:401.2441,實測為401.2460。
實施例8.8.2.5-(2-氯芐基)-2-(三乙基甲硅烷基)-4,5,6,7-四氫噻吩并[3,2-c]吡啶13a:
反應根據一般程序通過在45℃下將kot-bu(11.2mg,0.1mmol,20mol%)、噻氯匹定(132.5mg,0.5mmol,1當量)、et3sih(243μl,1.5mmol,3當量)和0.5ml的thf加熱持續48h來進行。
期望的產物13a(107.7mg,57%收率)在通過硅膠快速色譜法(梯度洗脫,在己烷中5%→10%et2o)純化之后作為無色油獲得。rf=0.4(在己烷中10%et2o);1hnmr(500mhz,cdcl3)δ7.56(dd,j=7.5,1.8hz,1h),7.37(dd,j=7.8,1.5hz,1h),7.25(td,j=7.4,1.5hz,1h),7.20(td,j=7.6,1.9hz,1h),6.86(s,1h),3.84(s,2h),3.67(d,j=1.6hz,2h),2.94(t,j=5.9hz,2h),2.87(t,j=5.4hz,2h),1.02–0.98(m,9h),0.80–0.74(m,6h);13cnmr(125mhz,cdcl3)δ139.2,136.5,135.6,134.4,134.0,133.2,130.8,129.6,128.3,126.8,58.7,53.3,51.0,26.1,7.5,4.6。ir(純的膜,nacl)2952,2908,2873,2805,2763,1462,1443,1413,1375,1360,1347,1303,1289,1234,1169,1125,1106,1047,1032,1018,991,907,835,752cm–1;hrms(mm:esi-apci+)對于c20h29clnssi[m+h]+計算為:378.1473,實測為378.1480。
反應根據一般程序通過在45℃下將kot-bu(11.2mg,0.1mmol,20mol%)、噻氯匹定(134.5mg,0.5mmol,1當量)、et2sih2(194μl,1.5mmol,3當量)和0.5ml的thf加熱持續108h來進行。產物13b(97.9mg,56%收率)和si-13b(27.3mg,18%收率)在通過硅膠快速色譜法(梯度洗脫,在己烷中5%→50%et2o)純化之后獲得。
5-(2-氯芐基)-2-(二乙基甲硅烷基)-4,5,6,7-四氫噻吩并[3,2-c]吡啶13b:無色油,rf=0.4(在己烷中10%et2o);1hnmr(500mhz,cdcl3)δ7.56(dd,j=7.6,1.8hz,1h),7.38(dd,j=7.8,1.4hz,1h),7.26(td,j=7.4,1.5hz,1h),7.21(td,j=7.6,1.9hz,1h),6.93(s,1h),4.30(p,j=3.2hz,1h),3.84(s,2h),3.67(t,j=1.7hz,2h),2.96–2.94(m,2h),2.88–2.85(m,2h),1.05(t,j=7.8hz,6h),0.83(qd,,j=7.5,3.3hz,4h);13cnmr(125mhz,cdcl3)δ140.0,136.4,135.9,134.4,134.2,131.3,130.8,129.6,128.3,126.8,58.6,53.2,50.9,26.1,8.1,4.5。ir(純的膜,nacl)2953,2909,2872,2805,2112,1456,1447,1361,1348,1303,1290,1231,1169,1125,1106,1048,1033,1009,992,907,810,752cm–1;hrms(mm:esi-apci+)對于c18h25clnssi[m+h]+計算為:350.1160,實測為350.1155。
雙(5-(2-氯芐基)-4,5,6,7-四氫噻吩并[3,2-c]吡啶-2-基)二乙基硅烷si-13b:無色油,rf=0.3(在己烷中50%et2o);1hnmr(500mhz,cdcl3)δ7.55(dd,j=7.6,1.8hz,2h),7.37(dd,j=7.8,1.5hz,2h),7.25(td,j=7.4,1.5hz,2h),7.20(td,j=7.6,1.9hz,2h),6.92(s,2h),3.83(s,4h),3.65(t,j=3.3hz,4h),2.94(t,j=5.4hz,4h),2.86(t,j=5.6hz,4h),1.09–0.95(m,10h);13cnmr(125mhz,cdcl3)δ140.2,136.4,135.8,134.53,134.45,132.4,130.9,129.6,128.3,126.8,58.7,53.2,50.9,26.1,7.5,6.5。ir(純的膜,nacl)3059,2953,2913,2868,2806,1471,1453,1446,1361,1289,1125,1105,1033,989,907,839,805,753cm–1;hrms(mm:esi-apci+)對于c32h37cl2n2s2si[m+h]+計算為:611.1539,實測為611.1523。
實施例8.8.3.5-(2-氯芐基)-2-(二甲基(苯基)甲硅烷基)-4,5,6,7-四氫噻吩并[3,2-c]吡啶13c:
反應根據一般程序通過在45℃下將kot-bu(11.2mg,0.1mmol,20mol%)、噻氯匹定(134.5mg,0.5mmol,1當量)、phme2sih(230μl,1.5mmol,3當量)、和0.5ml的thf加熱持續108h來進行。產物13c(135.4mg,68%收率)在通過硅膠快速色譜法(在己烷中3%et2o)純化之后作為無色油獲得。rf=0.3(在己烷中10%et2o);1hnmr(500mhz,cdcl3)δ7.58–7.52(m,3h),7.39–7.34(m,4h),7.25–7.18(m,2h),6.87(s,1h),3.82(s,2h),3.64(t,j=1.7hz,2h),2.95–2.92(m,2h),2.88–2.84(m,2h),0.56(s,6h);13cnmr(125mhz,cdcl3)δ140.1,138.2,136.4,135.9,135.2,134.4,134.1,133.9,130.8,129.6,129.4,128.3,128.0,126.8,58.6,53.2,50.9,26.1,-1.1。ir(純的膜,nacl)3067,2953,2918,2806,2764,1652,1471,1446,1427,1361,1248,1169,1109,1033,990,907,832,810,777,753cm–1;hrms(mm:esi-apci+)對于c22h25nsi[m+h]+計算為:398.1160,實測為398.1152。
實施例8.8.4.5-(吡啶-2-基甲基)-4,5,6,7-四氫噻吩并[3,2-c]吡啶sm-14
向火焰干燥的50ml舒倫克瓶添加4,5,6,7-四氫噻吩并[3,2-c]吡啶hcl鹽(1.0g,5.7mmol)、2-(溴甲基)吡啶hbr鹽(2.18g,8.6mmol,1.5當量)、bu4nhso4(0.20g,0.6mmol,10mol%)、k2co3(3.94g,28.5mmol,5當量)、和10ml的乙腈。將燒瓶用氬氣吹掃,并且將反應在70℃下攪拌持續18h。期望的產物sm-14(346.5mg,26%收率)在通過硅膠快速色譜法(梯度洗脫,在己烷中50%→100%et2o)純化之后作為黃色油獲得。rf=0.1(在己烷中50%et2o)。1hnmr(500mhz,cdcl3)δ8.58(ddd,j=4.9,1.8,0.9hz,1h),7.67(td,j=7.6,1.8hz,1h),7.51(dt,j=7.9,1.0hz,1h),7.19(ddd,j=7.5,4.8,1.2hz,1h),7.07(dt,j=5.1,0.7hz,1h),6.70(d,j=5.1hz,1h),3.89(s,2h),3.64(t,j=1.7hz,2h),2.96–2.83(m,4h);13cnmr(126mhz,cdcl3)δ158.79,149.20,136.52,133.78,133.36,125.22,123.13,122.63,122.13,63.82,53.22,50.89,25.50;ir(純的膜,nacl)3403,3062,2918,2813,1648,1588,1569,1473,1431,1356,1320,1236,1167,1109,1053,1015,993,905,840,809,761cm–1;hrms(ei+)對于c13h13sn2[(m+h)-h2]+計算為:229.0799,實測為229.0806。
實施例8.8.5.5-(吡啶-2-基甲基)-2-(三乙基甲硅烷基)-4,5,6,7-四氫噻吩并[3,2-c]吡啶14:
反應根據一般程序通過在45℃下將kot-bu(4.5mg,0.04mmol,20mol%)、5-(吡啶-2-基甲基)-4,5,6,7-四氫噻吩并[3,2-c]吡啶sm-14(46.1mg,0.2mmol)、et3sih(96μl,0.6mmol,3當量)、以及0.2ml的thf加熱持續72h來進行。期望的產物14(49.1mg,71%收率)在通過硅膠快速色譜法(梯度洗脫,在己烷中75%→100%et2o)純化之后作為無色油獲得。rf=0.5(在己烷中75%et2o);1hnmr(500mhz,cdcl3)δ8.56(ddd,j=4.9,1.8,0.9hz,1h),7.66(td,j=7.7,1.8hz,1h),7.50(dt,j=7.8,1.0hz,1h),7.17(ddd,j=7.5,4.9,1.2hz,1h),6.83(s,1h),3.87(s,2h),3.64(t,j=1.6hz,2h),2.94(tt,j=5.3,1.5hz,2h),2.86(dd,j=5.9,5.0hz,2h),0.97(t,j=7.9hz,9h),0.74(qd,j=7.7,0.8hz,6h);13cnmr(126mhz,cdcl3)δ158.9,149.1,138.9,136.5,135.3,133.8,133.0,123.1,122.1,63.9,53.2,50.9,25.8,7.4,4.4;ir(純的膜,nacl)3048,2951,2873,2806,1588,1569,1448,1430,1361,1289,1235,1169,1114,1031,1005,992,908,835,757,735,718cm–1;hrms(ei+)對于c19h29n2ssi[m+h]+計算為:345.1821,實測為345.1835。
實施例9.通過氫氧化鉀(koh)催化的甲硅烷基化的選定的實施例
與早期發現相反的是,現在已經發現,koh對于雜芳族物質與氫硅烷在某些條件下的直接甲硅烷基化可以是有效的催化劑。現在看來,通過修改反應條件,此催化劑體系可以與以下情況中的每種基質一起使用:其中叔丁醇鉀(或其他強堿)先前被示出是有效的,如在兩個均于2013年10月2日提交的美國專利申請序列號14/043,929和國際申請號pct/us2013/062963中所描述的以及如在本說明書中所描述的。然而,koh的使用提供重要的實際益處,例如較低的成本和毒性,并且有利的反應建立和純化。另外,注意,條件的略微的變化可以可再現地改變取代的程度(參見,例如圖7,其中呋喃和聯噻吩的操作溫度的變化允許選擇性的單甲硅烷基取代(>10:1單:雙,在45℃下;1.2當量硅烷)和雙甲硅烷基取代(>10:1雙:單,在65℃下;3當量硅烷)。
如在上文實施例2,表1中所示出的,就這一點而言,koh被發現在掃描測試的條件下是完全無反應性的,并且因此被認為在此化學中是完全無活性的。在表1中描述的條件下進行的反應的失敗已經被重復和確證:
然而,通過調整反應條件,反應已經被發現在良好的轉化率下進行。隨著僅溫度的稍微增加的反應性的此顯著的變化是完全未預料到的。
還參見表6和圖5a/b和圖6。
此催化劑體系可以在如對于丁醇鹽/氫化物體系所描述的相同范圍的基質上操作是通過現在發現的以下范圍的基質(圖7)的可操作性來支持。
如本領域技術人員將明白的,本發明的許多修改和變化形式根據這些教導是可能的,并且據此設想到了所有的此類修改和變化形式。例如,除本文描述的實施方案之外,本發明設想并且要求保護源自本文中引用的本發明的特征的組合的那些發明以及補充本發明的特征的引用的現有技術參考文獻的那些。相似地,將明白,任何所描述的材料、特征或制品都可以與任何其他的材料、特征或制品組合使用,并且此類組合被認為是在本發明的范圍內。
以下參考文獻的某些或全部可以在理解本發明的某些要素或其背景原理方面是有用的。
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出于所有目的,在本文件中引用的或描述的每個專利、專利申請和出版物據此通過引用各自以其整體并入本文。