硅烯的分子内C-H键插入反应研究

Developing new strategies for C-Si bond formation to synthesize silicon-containing organic compounds is one of research hotspots in the field of synthetic organic chemistry at the present. The insertion reactions of silylenes into C-H bonds result in the direct formation of C-Si bonds. There have been several reports on silylene mediated C-H bonds insertion reactions, however, the systematic study on this reaction has never been reported. On the basis of our previous works, this project aims to study the intramolecular insertion reactions of silylenes into C-H bonds. The studies on the insertion reactions between silylenes and different kinds of C-H bonds will be carried out, the influence factors affect the insertion reaction will be investigated in detail. Based on above findings, we try to use this convenient strategy for synthesizing some useful silicon-containing organic compounds.

寻求新的构筑C-Si键的方式来合成有机硅化合物是当今有机合成化学领域中的研究热点之一。硅烯对C-H键的插入反应有可能应用于高效的构筑C-Si键。目前该类反应仅有少量报道，有关硅烯插入C-H键反应的系统研究仍未见报道。基于我们对硅烯分子内插入C-H键反应的初步研究成果，本项目拟通过碱促进的原位产生硅烯中间体的策略系统研究硅烯分子内插入C-H键的反应。考察不同类型C-H键发生分子内硅烯插入反应的情况，研究影响硅烯分子内插入C-H键反应的各种因素；深刻揭示硅烯分子内插入C-H键反应的规律，尝试利用该反应合成一些有用的有机硅化合物。

含有C-Si键的有机硅化合物是非常重要的有机合成中间体，其可以通过卤化反应，氧化反应，Hiyama偶联反应等转化过程合成很多有用的有机化合物。目前，有机硅化合物在有机合成化学中已有非常广泛的应用。同时，有机硅高分子或共轭分子作为高性能材料或分子器件等的合成及应用是现代有机硅化学研究的前沿领域之一。因此，如何高效的构筑C-Si键来合成这些有用的有机硅化合物是目前有机合成化学中重要的研究课题之一。我们在研究三联苯基三氯硅烷的还原反应时较单一的分离得到活化分子内邻近C-H键成环的双苯并硅杂环戊二烯硅负离子化合物。经过分析，我们推测其机理可能是三联苯三氯硅烷化合物首先与两当量碱金属反应形成硅烯中间体。硅烯具有很高的反应活性，但是硅原子周围较大的位阻效应阻止了硅烯的自聚以及其他分子间反应，从而发生分子内的C-H键插入反应形成硅杂环中间体。随后硅杂环中间体继续反应形成硅杂环戊二烯硅负离子化合物。随后我们利用该双苯并硅杂环戊二烯硅负离子化合物做了一系列取代反应得到一些取代产物。反应的亲电试剂包括：二异丙基氯化磷，特戊酰氯反应，1,1-Br-2,5-TMS-3,4-Ph硅杂环戊二烯等。这些反应都能以较高产率得到各自的盐消除反应产物。这说明该双苯并硅杂环戊二烯硅负离子化合物可以作为一种有用的合成工具用来合成各种双苯并硅杂环戊二烯类化合物。.除了计划内的研究硅烯的分子内C-H键插入反应，我们还进行了B-N杂芳稠环化合物的合成研究以及路易斯酸催化的分子内氮丙啶或环氧化合物开环的串联环化反应研究。.