热点研究

「Spotlight Research」芳基正离子催化烷基季硅烷脱烷基卤化

作者:石油醚

本期热点研究,我们邀请到了本文第一作者,来自德国柏林工业大学的何涛博士为我们分享。

2023年10月11日,Nature在线发表了来自德国柏林工业大学Martin Oestreich教授团队题为「Arenium-ion-catalysed halodealkylation of fully alkylated silanes」的研究论文。Martin Oestreich教授团队通过催化手段,以廉价易得的卤代烷烃同时作为卤素来源和烷基来源,通过牺牲性的Friedel–Crafts烷基化,实现了惰性四烷基硅烷的催化可控升级。该化学选择性的脱烷基卤化策略也被成功地应用于惰性四烷基硅烷的Tamao–Fleming氧化中,最终获得相应的烷基醇。

Arenium-ion-catalysed halodealkylation of fully alkylated silanes

Tao He, Hendrik F. T. Klare*, and Martin Oestreich*

Nature 2023, doi: 10.1038/s41586-023-06646-9

Q1. 请对Arenium-ion-catalysed halodealkylation of fully alkylated silanes”作一个简单介绍。

该工作中,Martin Oestreich教授团队通过催化手段,以廉价易得的卤代烷烃作为卤素来源和烷基来源,在选择性断裂惰性Si–C(sp3)键后,利用卤代烷烃的卤素部分构建了一系列卤代硅烷;同时通过卤代烷烃的烷基部分与芳烃(苯)之间的Friedel–Crafts烷基化实现了芳基正离子催化剂的再生,进而使得催化循环得以维持。此类自上而下的脱烷基卤化,极大地提高了反应的选择性和灵活性。此外,该化学选择性的脱烷基卤化策略也被成功地应用于惰性四烷基硅烷的Tamao–Fleming氧化中,最终获得相应的烷基醇。

Q2. 有关本次研究的时候遇到过怎样的困难呢?又是怎样克服的呢

本次研究中遇到的主要困难在于反应效率和底物纯度的平衡。对于较高纯度的底物硅烷,引发剂载量一度可以降低到千分之一。因此为了在温和的反应条件下获得较好的反应效率,有时需要对底物硅烷进行蒸馏纯化。

Q3. 本次研究主体,有没有什么让您感觉特别辛苦和烧脑呢?

本次研究中,较为辛苦和烧脑的地方在于全烷基取代硅烷的分离纯化。由于此类硅烷几乎没有极性,且检测不易及需要考虑副产物的影响,因此一些特定的硅烷的分离纯化在反应前需要对反应条件进行预估和微调。

Q4. 将来想继续研究化学的哪个方向呢?

如果可以,将来还想在正离子化学领域中继续研究。

Q5. 最后,有什么想对各位读者说的吗?

衷心希望各位读者实验顺利,成果多多。

作者教育背景简介

教育背景:

2010.09-2014.06               中国科学技术大学化学系                    学 士

2014.09-2019.01               清华大学生命科学学院                      博 士

2019.07-至今                  Technische Universität Berlin (德国,柏林)   博士后

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