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芐酯是羧基常用的保護基【】,其脫保護方法已有諸多研究,主要分為還原試劑還原、路易斯酸作用、水解反應等三類,其中氫硅烷類試劑因低毒、易操作的優勢受關注,但現有氫硅烷參與的芐酯脫保護方法存在明顯不足:三乙基硅烷與鈀炭聯用雖反應快速,但會還原多重鍵且需過量三乙基硅烷;三乙基硅烷、乙酸鈀與三乙胺聯用可實現選擇性裂解,但反應時間長達 10-12 小時;三甲基碘硅烷是芐酯裂解的有效試劑,卻存在易水解、光不穩定、無法長期儲存的問題。
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近期, Jin Jiang等人研究開發了一種以碘(I2)和三乙基硅烷(Et3SiH)為體系的芐酯脫芐基制備羧酸的新方法,該方法無需過渡金屬和氫氣,在室溫空氣氛圍下即可進行,鹵素、羥基、甲氧基、酯基、硝基等官能團均能與該脫芐基反應兼容。【
Tetrahedron Lett.2026;https://doi.org/10.1016/j.tetlet.2026.155980】
反應條件優化
研究以苯甲酸芐酯(1a,1.0 mmol)為底物開展可行性研究,初始以乙酸乙酯為溶劑、I2和Et3SiH各 1.0 當量,室溫反應 30 min,得到苯甲酸(2a)的收率為 75%。隨后對溶劑進行篩選,測試了乙腈、甲苯、1,2 - 二氯乙烷、二氯甲烷等 9 種溶劑,發現甲苯為最優溶劑,相同條件下產物收率達 85%;而 1,4 - 二氧六環、乙醇、甲醇等溶劑會大幅降低收率,其中 1,4 - 二氧六環作溶劑時收率僅 17%。
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此外,降低I2或Et3SiH的用量會導致收率下降:將I2當量降至 0.5 時,甲苯為溶劑的收率降至 55%;將Et3SiH當量降至 0.5 時,收率降至 73%。
最終確定最優反應條件為:底物 1.0 mmol、I2 1.0 mmol、Et3SiH 1.0 mmol、甲苯 1.0 mL,室溫空氣氛圍下反應 30 min。
底物適用范圍
在最優條件下,研究團隊對芐酯類底物的適用范圍進行了全面考察,不同取代類型的芐酯表現出不同的反應效果。
苯環對位取代苯甲酸芐酯:含供電子基(-OH、-OMe、tBu、-Me)和吸電子基(?CF3)的底物均能高效反應,對應羧酸產物收率為 78%-90%。
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苯環鄰 / 間位取代苯甲酸芐酯:2 - 甲基、3 - 甲基、2 - 溴、3 - 溴、2 - 羥基取代的苯甲酸芐酯反應后,產物收率分別為 96%、81%、85%、81%、79%,說明反應對取代基位置不敏感。
雜環 / 稠環芐酯:2 - 萘甲酸芐酯、呋喃 - 2 - 甲酸芐酯、噻吩 - 2 - 甲酸芐酯的反應收率分別為 78%、65%、91%,雜環底物中呋喃類收率稍低但仍可實現轉化。
含其他官能團的苯甲酸芐酯:含 - OAc 的 4 - 乙酰氧基苯甲酸芐酯可得到 72% 收率的對應羧酸;但含 - OBn 的底物因芐醚脫保護,產物收率僅 21%;含?CO2Me的對苯二甲酸芐基甲酯因甲酯輕微水解,收率降至 59%;含?NO2的 4 - 硝基苯甲酸芐酯因硝基被還原,收率僅 50%;
脂肪族羧酸芐酯:含苯基的脂肪族芐酯反應后,產物收率為 64%-93%;而不含苯基的脂肪族芐酯無法成功得到對應羧酸。
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同時,該體系還應用于藥物分子的合成,由對應芐酯制備布洛芬、酮洛芬、吲哚美辛、雙氯芬酸的收率分別為 83%、55%、31%、49%;且該反應可實現放大,以 10 mmol 的 4 - 甲氧基苯甲酸芐酯為底物,得到 1.40 g 4 - 甲氧基苯甲酸,收率達 92%。
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反應機理
為探究反應機理,研究開展了系列控制實驗:分別用三甲基碘硅烷、三乙基碘硅烷、氫碘酸處理苯甲酸芐酯,前兩者可得到收率 74%、75% 的苯甲酸,而氫碘酸則無法使底物反應;單獨去除I2或Et3SiH,均無法實現苯甲酸芐酯向苯甲酸的轉化。
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結合已有文獻和實驗結果,研究提出了該反應的推測機理:首先I2與Et3SiH原位反應生成Et3SiI和 HI;隨后Et3SiI與芐酯底物反應生成三乙基硅基羧酸酯和芐基碘;最后三乙基硅基羧酸酯經水解得到目標羧酸產物。
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綜上,本研究開發了一種 碘-三乙基硅烷 體系裂解芐酯 芐酯制備羧酸的新方法。該策略具有多個顯著優勢: 操作簡單、避免使用過渡金屬、反應條件溫和(室溫空氣氛圍下)、反應時間短(通常 30 分鐘)以及良好的官能團耐受性。
參考資料: Cleavage of benzyl esters by diiodine–triethylsilane system; Jin Jiang ,*, Zhuo Wang , Lili Xiao;
Tetrahedron Lett.2026;https://doi.org/10.1016/j.tetlet.2026.155980
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