DE69014419T2

DE69014419T2 - Silylierungsmittel.

Info

Publication number: DE69014419T2
Application number: DE69014419T
Authority: DE
Inventors: Akihiko Shirahata
Original assignee: Dow Corning Toray Silicone Co Ltd
Current assignee: DuPont Toray Specialty Materials KK
Priority date: 1989-06-08
Filing date: 1990-06-07
Publication date: 1995-05-04
Anticipated expiration: 2010-06-08
Also published as: EP0401837B1; US5136074A; EP0401837A3; EP0401837A2; CA2017699A1; CA2017699C; DE69014419D1; US5153343A; AU619409B2; JPH0311083A; AU5686990A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Silylierungsmittel, das geeignet ist zum Schutz van aktivem Wasserstoff während der Durchführung von organischen Reaktionen.
Aufgrund der kommerziellen Verfügbarkeit und der Kosten war Trimethylchlorsilan früher ein gutes Silylierungsmittel zum Schutz van aktivem Wasserstoff (z.B. der Hydroxylgruppe oder dem Amin-NH) während der Synthese van Pharmazeutika, Zwischenprodukten für die chemische Herstellung usw. Jedoch ergibt die Silylierung der Hydroxylgruppe oder des Amin-NH's mit der Trimethylsilylgruppe nicht immer befriedigende Ergebnisse, da die Leistung als Schutzgruppe während organischer Reaktionen, d.h. die chemische Stabilität des Silylierungsproduktes, dieser Gruppe nicht ausreichend war. Daher wurde t-Butyldimethylchlorsilan das Hauptsilylierungsmittel, da es eine Schutzgruppe erzeugt, die ausreichend stabil ist während der Durchführung von organischen Reaktionen. Jedoch ist die t-Butyldimethylsilylgruppe in der Tat zu stabil und ziemlich starke Reaktionsbedingungen sind erforderlich, um den aktiven Wasserstoff bei der Desilylierungsreaktion nach Durchführung der notwendigen organischen Reaktion(en) wiederherzustellen. Dies führt auch zu Problemen, wie der Zerstörung anderer funktioneller Gruppen.
Die vorliegende Erfindung versucht diese Probleme, die durch den oben beschriebenen Stand der Technik entstehen, zu lösen durch Einführung eines Silylierungsmittels, das ein chemisch sehr stabiles Silylierungsprodukt liefert, aber immer nach leichter reagiert bei der Desilylierungsreaktion als die t-Butyldimethylsilylgruppe.
Somit betrifft die vorliegende Erfindung ein Silylierungsmittel der folgenden allgemeinen Formel (CH&sub3;) (R) (R¹)Six ;
worin R die Isopropylgruppe ist, R¹ eine monovalente Kahlenwasserstoffgruppe mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen ist und X das Chlor - atom oder Bromatom ist, mit dem Vorbehalt, daß die Verbindungen (CH&sub3;) (Isopropyl)&sub2;SiCl und (CH&sub3;) (Isopropyl) (n-butyl)SiCl ausgeschlossen sind.
Das erfindungsgemäße Silylierungsmittel liefert ein Silylierungsprodukt, das viel stabiler ist als das Silylierungsprodukt, das aus Trimethylchlorsilan erhalten wird und seine Schutzgruppe ist so stabil wie das Silylierungsprodukt, das aus t- Butyldimethylchlorsilan erhalten wird. Außerdem ist es im Hinblick auf sein Verhalten in der Desilylierungsreaktion gekennzeichnet durch eine leichtere Desilylierung als bei der t-Butyldimethylsilylgruppe.
Die Gruppe R¹ des Silylierungsmittels, das erfindungsgemäß verwendet wird, ist eine monavalente Kohlenwasserstoffgruppe, die 2 bis 6 Kohlenstoffatome enthält. Dies umfaßt die Phenylgruppe und monovalente aliphatische Kohlenwasserstoffgruppen mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen und die monovalente aliphatische Kohlenwasserstoffgruppe umfaßt C&sub2;-C&sub6;-Alkylgruppen und deren Isomere. Für Gruppen mit 3 oder 4 Kohlenstoffatomen sind verzweigte Strukturen gegenüber linearen Strukturen bevorzugt. Bevorzugte Gruppen für R¹ sind die Phenylgruppe und die Isopropylgruppe.
Das erfindungsgemäße Silylierungsmittel ist geeignet als Silylierungsmittel während der Herstellung von Pharmazeutika, von Zwischenprodukten für die chemische Synthese usw.
Die Silylierung der Amin-NH-Gruppe oder der Hydroxylgruppe bei Carbonsäuren oder Alkoholen unter Verwendung des erfindungsgemäßen Silylierungsmittels liefert ein Silylierungsprodukt mit einer Schutzgruppe, die viel stabiler ist als im Fall der Silylierungsprodukte auf Trimethylsilylbasis. Außerdem besteht ein geringes Risiko der Zerstörung anderer funktioneller Gruppen während der hydrolytischen Desilylierung, da die Desilylierung im Fall der Erfindung mit einer Geschwindigkeit voranschreitet, die das 10- bis 100fache der Zeit ist für das Silylierungsprodukt auf t-Butyldimethylsilylbasis.
Damit der Fachmann die vorliegende Erfindung besser versteht und erkennt, werden die folgenden Beispiele angegeben. Diese Beispiele sollen nur erläuternd sein und sollen die Ansprüche, die im folgenden ausgeführt sind, nicht beschränken.

Beispiel 1

Synthese von Methylphenylisapropylchlorsilan

36 g (1,5 Mol) Magnesium wurden in einen 2 l Vierhalskolben, der mit einem Rückflußkühler, einem Rührstab, Thermometer und Zugabetrichter ausgestattet war, eingeleitet und unter Stickstoff getrocknet. 800 ml trockenes Tetrahydrofuran (THF) wurden dann zugegeben. Ein Grignard-Reagenz wurde hergestellt, indem langsam 117,8 g (1,5 Mol) Isopropylchlorid aus dem Zugabetrichter zugetropft wurden. Dann wurden 267,6 g (1,4 Mol) Phenylmethyldichlorsilan aus dem Zugabetrichter zugetropft. Nach Abschluß der Zugabe wurde die Reaktion zur Vollständigkeit gebracht, indem 5 Stunden lang bei der Rückflußtemperatur des THF weitergerührt wurde. Nach Abkühlen auf Raumtemperatur wurden 500 ml Hexan zugegeben, die Reaktionsmischung wurde filtriert und das Lösungsmittel wurde aus dem Filtrat destilliert. Das Fortsetzen der Destillation im Vakuum lieferte 258 g (1,3 Mol) des gewünschten Methylphenylisopropylchlorsilans (Siedepunkt = 85ºC/7 mm Hg).

Beispiel 2

Synthese van Methyldiisopropylchlorsilan

73 g (3,0 Mol) Magnesium wurden in einen 2 l Vierhalskolben gegeben, der mit einem Rückflußkühler, einem Rührstab, Thermometer und Zugabetrichter ausgestattet war, und unter Stickstoff getrocknet. 1000 ml trockenes THF wurden dann zugegeben. Ein Grignard-Reagenz wurde hergestellt, indem langsam 235,6 g (3,0 Mol) Isopropylchlorid aus dem Zugabetrichter zugetropft wurden. 166,8 g (1,45 Mol) Methyldichlorsilan wurden dann aus dem Zugabetrichter zugetropft. Nach Abschluß dieser Zugabe wurde die Reaktion zur Vollständigkeit gebracht, indem 2 Stunden weiter bei der Rückflußtemperatur des THF gerührt wurde und anschließend 350 ml Wasser unter Kühlen zur Hydrolyse zugegeben wurden. Die Reaktionslösung wurde durch Dekantieren gewonnen und das THF wurde über eine 30 cm Widmer Präzisionsdestillationssäule abdestilliert. Das Fortsetzen der Destillation bei Umgebungsdruck lieferte 160 g (1,2 Mol) Methyldiisopropylsilan (Siedepunkt = 122ºC). 26,1 g (0,2 Mol) des so erhaltenen Methyldiisopropylsilans wurden in einen 50 ml Dreihalskolben gebracht, der mit einem Rückflußkühler, einem Thermometer und einem Zugabetrichter ausgestattet war. 27 g (0,2 Mal) Sulfurylchlorid wurden vorsichtig bei 60ºC zugetropft, wobei mit einem Magnetrührer gerührt wurde. Eine exotherme Reaktion entwickelte sich unter Erzeugung van Chlorwasserstoff und Schwefeldioxid. Nach Zugabe der gesamten Menge wurde der Ansatz eine Stunde auf 70ºC gehalten und dann im Vakuum destilliert. 27 g (0,16 Mol) des gewünschten Methyldiisopropylchlorsilans (Siedepunkt = 64ºC/32 mm Hg) wurden erhalten.

Beispiel 3

Synthese von Methyldiisopropylbromsilan

20,8 g (0,16 Mol) des in Beispiel 2 oben hergestellten Methyldiisopropylsilans wurden in einen 50 ml Dreihalskolben gebracht, der mit einem Rückflußkühler, einem Thermometer und einem Zugabetrichter ausgestattet war. 25 g Brom (0,16 Mol) wurden vorsichtig hineingetropft, während mit Eis gekühlt wurde und mit einem Magnetrührer gerührt wurde. Eine stark exotherme Reaktion entwickelte sich und Bromwasserstoff entwich. Nach Zugabe der gesamten Brommenge wurde der Ansatz eine Stunde bei Raumtemperatur stehengelassen und dann im Vakuum destilliert. 26,3 g (0,13 Mol) des gewünschten Methyldiisopropylbromsilans (Siedepunkt = 92ºC/50 mm Hg) wurden erhalten.

Beispiel 4

Stabilität der Silylierungsprodukte gegenüber dem Alkoxyanion

Dieser Versuch betraf die Synthese von 4-Siloxy-1-ethoxybutan durch Einwirkung van Natriumethoxid auf 4-Siloxy-1-brombutan in Ethanol. Die folgenden Ergebnisse wurden erhalten je nach den Substituentengruppen an dem Siliziumatom: Die Reaktion erfolgte fast quantitativ für die t-Butyldimethyl- und Methyldiisopropylgruppen; die Reaktion verlief mit einer Ausbeute von 90% im Fall der Methylphenylisopropylgruppe und im Fall der Trimethylgruppe wurde das gewünschte Produkt nicht erhalten und Trimethylethoxysilan wurde in großen Mengen erzeugt.

Beispiel 5

Stabilität der Silylierungsprodukte gegenüber dem Grignard- Reagenz

Eine THF-Lösung wurde hergestellt aus äquimolaren Mengen van Cyclohexanolsilylierungsprodukt (Tabelle 1) und Cyclohexanon. Hierzu wurde eine THF-Lösung eines Ethyl-Grignard-Reagenzes in einer Menge, die dem Cyclohexanon äquivalent war, zugegeben. Nach der Hydrolyse wurde die Ausbeute an Ethylcyclohexanol gemessen. Die Ergebnisse, wie in Tabelle 1 angegeben, zeigen, daß Methyldiisopropylsiloxycyclohexan und Methylphenylisopropylsiloxycyclohexan eine Stabilität gegenüber dem Ethyl-Grignard-Reagenz haben, die gleich ist der von t-Butyldimethylsiloxycyclohexan. In Tabelle 1 und Tabelle 2 sind
Me = Methyl,
Ph = Phenyl,
t-Bu = tert.-Butyl und
iPr = Isopropyl. Tabelle 1 Stabilität der Silylierungsprodukte gegenüber dem Grignard- Reagenz Silylierungsprodukt Ausbeute (%) von Ethylcyclohexanol

Beispiel 6

Desilylierungsreaktionsrate der Silylierungsprodukte

Das Cyclohexanolsilylierungsprodukt (Tabelle 2) wurde mit 3 Gew.-% mit Ethanol, der 1 Gew.-% konz. Salzsäure enthielt, vermischt und die Rate der Cyclohexanolbildung wurde gemessen. Diese Geschwindigkeit war erster Ordnung bei der Konzentration des Cyclohexanolsilylierungsproduktes und die Geschwindigkeitskonstanten K erster Ordnung sind in Tabelle 2 angegeben. Aus diesen Ergebnissen wird deutlich, daß Methyldiisopropylsiloxycyclohexan und Methylphenylisopropylsiloxycyclohexan viel leichter desilyliert werden als t-Butyldimethylsiloxycyclohexan. Tabelle 2 Desilylierungsreaktionsrate der Silylierungsprodukte Silylierungsprodukt Cyclohexanolherstellung Geschwindigkeitskonstante (s&supmin;¹) zu schnell für eine Messung

Claims

1. Silylierungsmittel der folgenden Formel

(CH&sub3;) (R) (R¹)SiX ;

worin R eine Isopropylgruppe ist, R¹ eine monovalente Kohlenwasserstoffgruppe mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen ist und X ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Chlorid- und Bromidatomen, mit dem Vorbehalt, daß die Verbindungen (CH&sub3;) (Isopropyl)&sub2;SiCl und (CH&sub3;) (Isopropyl) (n-butyl)SiCl ausgeschlossen sind.

2. Silylierungsmittel nach Anspruch 1, worin R¹ eine Phenylgruppe ist.

3. Silylierungsmittel nach Anspruch 1, worin R¹ eine Isopropylgruppe ist.