2-三丁基甲锡烷基噻吩的应用

2025/5/19 11:43:56 作者:电离式

介绍

2-三丁基甲锡烷基噻吩的分子式为C16H26SSn,结构中噻吩环与三丁基锡基通过C-Sn键连接,兼具芳香性和烷基链的柔性。易溶于有机溶剂(如 DMF、THF、二氯甲烷),不溶于水。在惰性气体保护下稳定,但对空气和湿气敏感,需避光低温储存,避免水解或氧化。

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2-三丁基甲锡烷基噻吩

应用

2-三丁基甲锡烷基噻吩作为高性能Stille偶联反应前体,其分子结构中锡烷基(-SnBu₃)兼具反应活性与稳定性,为噻吩单元的定向引入提供了理想平台。在钯催化体系(如 Pd (PPh₃)₄或 Pd₂(dba)₃)中,该试剂可与卤代吡啶(如 2,6-二溴吡啶、4-碘吡啶)发生高效交叉偶联反应,通过C-Sn/C-X键的氧化加成 - 还原消除循环,在吡啶环邻、间、对位精准接入噻吩基团。相较于传统Suzuki偶联,Stille反应无需苛刻的无水条件且兼容酯基、氰基等官能团,特别适合多取代吡啶衍生物的复杂合成。例如,在吡啶2,6位引入双噻吩单元时,通过调节反应温度(60-100℃)和配体(如三叔丁基膦),可将偶联产率提升至85%以上,构建具有对称结构的π-共轭骨架。

作为Stille偶联试剂

在钯催化的Stille交叉偶联反应中,2-三丁基锡基噻吩作为亲核试剂,与芳基卤化物或芳基磺酸酯(如 triflates、nonaflates)反应,实现噻吩基团的定向引入。例如,在合成四取代吡啶衍生物时,该试剂与5-碘-3-三氟甲磺酸吡啶酯反应,以 75% 的产率生成目标产物,展现出高效的偶联能力。在DMF溶剂中,120°C下使用四 (三苯基膦) 钯([Pd (PPh₃)₄])作为催化剂,通过锡-碳键的活化实现碳 -碳键形成。在化合物含三氟甲磺酸酯基团与2-三丁基锡基噻吩反应,经Stille偶联生成2,3,4,6-四 (2-噻吩基) 吡啶。该反应利用锡基的高反应活性,克服空间位阻。

四取代吡啶衍生物的合成

Stille偶联中,钯催化剂先与2-三丁基锡基噻吩发生氧化加成,生成钯 - 锡中间体,随后与芳基三氟甲磺酸酯的碳 - 氧键发生 transmetallation(trans金属化),最终经还原消除形成碳-碳键。该过程对芳环上的吸电子基团(如吡啶环的氮原子)具有良好耐受性。相较于Suzuki偶联中硼酸试剂对空间位阻的敏感性,三丁基锡基噻吩的长链烷基(三丁基)通过柔性配位,缓解了邻近噻吩基团的空间排斥,使得在合成2,3,4,6-四取代吡啶时,即使存在多个噻吩基团,仍能以75%的高产率获得目标产物。

优势与局限性

锡基作为强亲核基团,在温和条件下即可与芳基卤代物或磺酸酯反应,尤其适用于缺电子芳环(如吡啶环)的偶联,弥补了Suzuki偶联中硼酸对碱性敏感的不足。相较于Suzuki偶联中使用的噻吩-2-硼酸,三丁基锡基噻吩在极性非质子溶剂(如 DMF)中稳定性更好,适用于对碱性条件敏感的底物。分子中的三丁基锡基对常见官能团(如酯基、氰基、醚键)具有良好耐受性,允许在复杂分子中选择性引入噻吩单元。例如,在合成含甲氧基的吡啶衍生物时,甲氧基的存在未影响偶联反应的进行,体现了2-三丁基甲锡烷基噻吩的高兼容性。Stille偶联通常具有较高的立体选择性,尤其适用于构建共轭体系。在合成对称的四噻吩取代吡啶时,该试剂助力形成高度共轭结构。

有机锡试剂2-三丁基甲锡烷基噻吩具有一定毒性,且反应后生成的锡副产物(如三丁基氧化锡)需妥善处理。当目标分子存在高度拥挤的取代基(如五噻吩取代吡啶)时,三丁基锡基的大体积烷基链可能加剧空间排斥,导致偶联效率下降甚至失败[1]。

参考文献

[1]K M B ,Paul H ,Hans-Ulrich R .In search of oligo(2-thienyl)-substituted pyridine derivatives: a modular approach to di-, tri- and tetra(2-thienyl)pyridines.[J].Chemistry (Weinheim an der Bergstrasse, Germany),2011,17(42):11838-43.

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