一种三氟甲磺酸铪催化的硅醚保护基脱除方法技术

本发明专利技术提供了一种三氟甲磺酸铪催化的硅醚保护基脱除方法，以0.2mol‰‑3mol％的三氟甲磺酸铪为催化剂，以硅醚保护的羟基化合物为底物，以常规AR甲醇作为溶剂，在室温下0.5‑16小时即可高效脱除近50种底物的各种硅醚保护基。粗产物经过常规硅胶柱层析纯化可高产率得到42种硅醚保护基脱除产物。通过调整催化剂用量，Hf(OTf)4催化剂可以实现对1°,2°,3°烷基TBS以及芳基TBS保护基的区域选择性脱除。此外，在适当的当量范围，Hf(OTf)4催化剂还可以实现1)对不同种类硅基保护基的化学选择性脱除；2)在不影响绝大多数常见羟基保护基的情况下，对1°TBS保护基的化学选择性脱除。

【技术实现步骤摘要】
一种三氟甲磺酸铪催化的硅醚保护基脱除方法
本专利技术属于有机合成中的官能团保护基脱除
，涉及一种高效且具有区域和化学选择性的三氟甲磺酸铪催化的硅醚保护基脱除方法。
技术介绍
硅醚保护基，如三乙基硅醚(TES),二甲基叔丁基硅醚(TBS),三异丙基硅醚(TIPS),以及二苯基叔丁基硅醚(TBDPS)等是有机合成领域中最为常用的羟基保护基。目前，常见的硅醚保护基脱除方法主要包括质子酸和含氟试剂的方法。此外，还有报道使用碱性、还原以及氧化试剂的硅醚脱除方法。但是，这些方法存在的一个最大的问题是需要使用过量的试剂进行反应。因此，对含有多个硅醚保护基的化合物进行选择性的脱除难度非常大。近年来，有大量文献报道使用各种金属路易斯酸，如Sc(OTf)3,InCl3,ZnBr2,Ce(OTf)4,ZrCl4,SbCl5,SnCl2·6H2O,NiCl2·6H2O,PMA,CuBr2,FeCl3,Fe(OTs)3,SmCl3,CuSO4·5H2O,AlCl3·6H2O,Bi(OTf)3,NaAuCl4·2H2O,andZn(OTf)2等对硅醚保护基进行脱除。但是，绝大多数的金属路易斯酸催化剂都需要使用5-30mol％当量，而能够在1mol％以下对1°TBS实现脱除的仅有Sc(OTf)3和NaAuCl4·2H2O。其中，目前报道的最为高效的NaAuCl4·2H2O催化剂可以在0.5mol％当量水平实现对1°TBS的脱除，由此可以有效提高对硅醚保护基脱除的区域和化学选择性。但是，由于金催化剂价格昂贵，该催化的在实际应用，特别是大量合成中的使用势必受到极大的限制。因此，寻找更为高效、同时价格更为低廉的金属路易斯酸催化剂，对于有机合成中常规硅醚脱除和复杂多羟基化合物合成中选择性脱硅醚脱除都具有重要的实际应用价值。
技术实现思路
本专利技术的目的是为羟基硅醚保护基脱除反应找到了一种高效和具有高选择性的金属路易斯催化剂，建立最优化的反应体系，得到相应的反应条件和工艺。如图-1所示，本专利技术涉及的方法以0.2mol‰-3mol％的三氟甲磺酸铪(Hf(OTf)4)为催化剂，以硅醚(TES,TBS,TIPS,TBSPS)保护的羟基化合物为底物，以常规AR甲醇(含水量3‰，体积比)作为溶剂，在室温条件下0.5-16小时即可高效脱除46种底物的各种硅醚保护基。粗产物经过常规硅胶柱层析纯化可高产率得到42种硅醚保护基脱除产物。特别值得注意的是，通过使用适当的催化剂用量，Hf(OTf)4催化剂可以实现对1°,2°,3°烷基TBS以及芳基TBS保护基的区域选择性脱除。此外，在适当的当量范围，Hf(OTf)4催化剂还可以实现1)对不同种类型硅基保护基的化学选择性脱除；2)在不影响绝大多数常见羟基保护基(包括All,Ac,Cbz,MOM,MEM,THP,PMB,Tr,Me,Bn等)的情况下，对1°TBS保护基的化学选择性脱除。本方法中，为了使反应速率、选择性和收率达到最佳，使用的三氟甲磺酸铪催化试剂的用量应严格控制为0.2mol‰-3mol％(即0.0002-0.03倍当量)，具体用量参见表-1；理想的反应溶剂需要使用含水量为0.3％(体积比)的常规甲醇作为溶剂(其他溶剂或含水量过高会影响反应收率和反应速度)；底物在反应液中的理想浓度为0.15M(过浓或过稀均会影响反应速率和产物收率)。反应温度必须严格控制在20℃(否则会降低反应速率或引发副反应降低产物收率)。反应体系无需惰性气体保护，敞开体系即可。总体来讲，1°烷基TES，TBS，TIPS和TPS保护的简单底物，分别需要0.2mol‰，1mol‰，1mol％和3mol％当量的催化剂；1°，2°，3°烷基TBS以及芳基TBS保护的简单底物分别需要1mol‰，4-6mol‰，1mol％以及3mol％当量的催化剂。但是，值得注意的是，如果底物中含有其他的官能团，如氨基甲酸酯、酰胺等，或者底物是较为复杂的核苷或糖等化合物，则以上所述的催化剂用量需要一定的提高才能实现硅醚的有效脱除，具体实例见表-2和表-3。在本方法后处理仅需要，加入过量的三乙胺(10倍当量)中和Hf(OTf)4催化剂，随后将反应体系浓缩，常规硅胶柱层析纯化即可。与以往文献报道的各种金属路易斯酸催化剂相比，本专利技术专利使用的Hf(OTf)4催化活性极高，用量少(例如，仅需要万分之二当量(0.2mol‰)的催化剂即可在0.5小时脱除1°TES保护基；仅需要千分之一当量的催化剂(1mol‰)即可在数小时(1-12小时)内脱除1°TBS保护基，普遍适用于各种硅醚(TES,TBS,TIPS和TPS)保护的底物。该方法由于Hf(OTf)4对不同类型以及不同位置的硅醚保护基的用量存在显著区别，因此该方法可以有效实现硅醚保护基的区域选择性脱除和不同硅基的化学选择性脱除。另外，由于对1°TBS保护基的脱除仅需mol‰水平的极少量催化剂，该条件对于绝大多数常见的羟基保护基都不构成影响。因此，该方法在复杂多官能团化合物的合成中有很大的应用价值。表11°,2°,3°烷基和芳基TBS的脱除表2TBS硅醚的区域选择性脱除表3硅醚保护基的化学选择性脱除附图说明图1为Hf(OTf)4催化的选择性硅醚保护基脱除方法。具体实施方式实施例1:苄氧基叔丁基二甲基硅烷(1)的保护基脱除向含有1(444mg，2mmol)的常规甲醇溶液(13mL)中加入Hf(OTf)4(1.5mg，0.002mmol)，20℃搅拌4小时。反应结束后，向反应中加入10倍当量的三乙胺中和Hf(OTf)4。减压浓缩反应液，粗产物经硅胶闪式柱层析(石油醚:乙酸乙酯＝30:1)纯化的到油状苄醇(1′)210mg，产率97％。实施例2:L-薄荷氧基叔丁基二甲基甲硅烷(11)的保护基脱除向含有11(536mg，2mmol)的常规甲醇溶液(13mL)中加入Hf(OTf)4(6mg，0.008mmol)，20℃搅拌6小时。反应结束后，向反应中加入10倍当量的三乙胺中和Hf(OTf)4。减压浓缩反应液，粗产物经硅胶闪式柱层析(石油醚:乙酸乙酯＝20:1)纯化得到白色固体L-薄荷醇(11′)300mg，产率96％。实施例3:苯氧基叔丁基二甲基硅烷(15)的保护基脱除向含有15(416mg，2mmol)的常规甲醇溶液(13mL)中加入Hf(OTf)4(15mg，0.02mmol)，20℃搅拌10小时。反应结束后，向反应中加入10倍当量的三乙胺中和Hf(OTf)4。减压浓缩反应液，粗产物经硅胶闪式柱层析(石油醚:乙酸乙酯＝30:1)纯化得到液体苯酚(15′)182mg，产率97％。实施例4:1,2-双(叔丁基二甲硅烷氧基)-1-苯基乙烷(19)的保护基脱除向含有19(732mg，2mmol)的常规甲醇溶液(13mL)中加入Hf(OTf)4(1.5mg，0.002mmol)，20℃搅拌4小时。反应结束后，向反应中加入10倍当量的三乙胺中和Hf(OTf)4。减压浓缩反应液，粗产物经硅胶闪式柱层析(石油醚:乙酸乙酯＝40:1)纯化得到油状2-(叔丁基二甲基硅烷氧基)-2-苯基-1-乙醇(19′)478mg，产率95％。实施例5:3′,5′-O-双(叔丁基二甲基硅烷基)胸苷(26)的保护基脱除向含有26(940mg，2mmol)的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三氟甲磺酸铪催化的硅醚保护基脱除方法，其特征在于：具体是以三氟甲磺酸铪为催化剂，以硅醚保护的羟基化合物为底物，以甲醇作为溶剂，在室温条件下0.5‑16小时即可高效脱除底物的各种硅醚保护基，粗产物经过常规硅胶柱层析纯化可高产率得到硅醚保护基脱除产物。

【技术特征摘要】
1.一种三氟甲磺酸铪催化的硅醚保护基脱除方法，其特征在于：具体是以三氟甲磺酸铪为催化剂，以硅醚保护的羟基化合物为底物，以甲醇作为溶剂，在室温条件下0.5-16小时即可高效脱除底物的各种硅醚保护基，粗产物经过常规硅胶柱层析纯化可高产率得到硅醚保护基脱除产物。2.如权利要求1所述的一种三氟甲磺酸铪催化的硅醚保护基脱除方法，其特征在于：三氟甲磺酸铪催化试剂的用量为0.2mol‰-3mol％，即0.0002-0.03倍当量。3.如权利要求1所述的一种三氟甲磺酸铪催化的硅醚保护基脱除方法，其特征在于：甲醇的含水量为0.3％，...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙麒，龚珊珊，郑修安，陈继宗，黄华山，孔瑞，
申请(专利权)人：江西科技师范大学，
类型：发明
国别省市：江西,36