介紹
1,2-雙(三甲基硅氧基)乙烷（又稱乙二醇雙 (三甲基硅基) 醚）作為乙二醇的雙三甲基硅基化衍生物，是合成1,3-二氧戊環(huán)保護(hù)基的核心試劑，也是乙二醇兩端羥基被三甲基硅基封閉形成的對(duì)稱雙硅醚化合物。它具有無需分水、條件溫和、轉(zhuǎn)化高效的特性，在全合成、藥物中間體制備等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
圖一 1,2-雙(三甲基硅氧基)乙烷
應(yīng)用
1,2-雙(三甲基硅氧基)乙烷最具代表性的應(yīng)用是以三氟甲磺酸鉍（Bi (OTf)?）為催化劑的反應(yīng)體系，兼具高效、低毒、綠色的多重優(yōu)勢(shì)。該反應(yīng)僅需 0.1-1.0 mol% 的催化劑用量，室溫下即可順利進(jìn)行，絕大多數(shù)底物無需額外溶劑，屬于無溶劑反應(yīng)體系。反應(yīng)對(duì)醛、酮類底物均有良好適用性。鄰、間、對(duì)位鹵代芳香醛可獲得 84%-97% 的分離產(chǎn)率，反應(yīng)時(shí)間多在 2 小時(shí)以內(nèi)；脂肪醛、環(huán)酮、四氫萘酮等結(jié)構(gòu)也能以 84%-94% 的產(chǎn)率得到目標(biāo)縮醛產(chǎn)物，僅對(duì)硝基苯甲醛等少數(shù)強(qiáng)吸電子底物需在甲苯中升溫反應(yīng)。后處理方式靈活，既可以通過常規(guī)水相萃取純化，也可直接經(jīng)硅膠柱過濾得到純品，避免了大量廢液的產(chǎn)生。
底物適用性
該體系底物普適性廣，可兼容鹵素、硝基、烷基、烷氧基等多種取代基，對(duì)芳香族與脂肪族羰基化合物均有效。唯一的局限在于強(qiáng)給電子取代的芳香醛（如對(duì)甲氧基苯甲醛）反應(yīng)速率較慢，需延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間，但最終仍能實(shí)現(xiàn)較高的轉(zhuǎn)化率。與二氧六環(huán)、二氧雜環(huán)庚烷的合成相比，1,3 - 二氧戊環(huán)的制備優(yōu)勢(shì)十分顯著：由于對(duì)應(yīng)碳鏈更長(zhǎng)的雙硅醚試劑商業(yè)化程度低，二氧六環(huán)通常需搭配丙二醇與原甲酸三乙酯（水清除劑）合成，且會(huì)生成甲酸酯副產(chǎn)物，需額外堿洗步驟；而1,2-雙(三甲基硅氧基)乙烷的成熟供應(yīng)與簡(jiǎn)潔的反應(yīng)流程，讓二氧戊環(huán)的制備效率更高、操作更簡(jiǎn)便。
圖二 底物適用性
機(jī)制
在路易斯酸活化下，羰基氧被活化增強(qiáng)親電性，1,2-雙(三甲基硅氧基)乙烷的氧原子作為親核位點(diǎn)進(jìn)攻羰基，伴隨硅氧鍵斷裂生成 1,3-二氧戊環(huán)與三甲基硅基衍生物。反應(yīng)全程不生成水分子，無需額外除水步驟，從根源上省去了分水操作。同時(shí)，三氟甲磺酸鉍作為催化劑具備突出的環(huán)境友好性：鉍化合物毒性極低，半數(shù)致死量與氯化鈉相當(dāng)，遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)的質(zhì)子酸與過渡金屬催化劑[1]。
參考文獻(xiàn)
[1]Podgorski D ,Krabbe S ,Le L , et al.Bismuth Compounds in Organic Synthesis: Synthesis of Dioxanes, Dioxepines, and Dioxolanes Catalyzed by Bismuth(III) Triflate[J].Synthesis,2010,2010(16):2771-2775.DOI:10.1055/s-0030-1258148.