近日，天津大学分子+研究院丛雪丰课题组发展了一种吡啶衍生物驱动、镁介导Si–Cl活化产生硅自由基的新策略，并进一步实现了苄基、烯丙基和炔丙基醇衍生物与氯硅烷的还原交叉偶联反应。该研究不仅成功开发了一种利用廉价氯硅烷生成硅基自由基的新策略，并且实现了无过渡金属催化的醇衍生物与氯硅烷的还原交叉偶联，为高价值的苄基、烯丙基及联烯基硅烷的合成，提供了一条高效且步骤经济的通用路径。该成果以Reductive Cross-Coupling of Alcohol Derivatives with Chlorosilanes via Pyridines-Promoted Si─Cl Activation为题目发表在Angew. Chem. In. Ed.期刊上。
有机硅化合物在合成化学、药物化学及材料科学等领域具有广泛的应用。其中，苄基、烯丙基和联烯基硅烷凭借其独特的反应性已成为合成化学和功能材料合成中不可或缺的多功能砌块。因此，开发高效、通用的策略来合成这些有机硅化合物具有重要的意义。过渡金属催化氯硅烷与碳亲电试剂的还原偶联反应已成为构筑C–Si键强有力的合成方法。其关键步骤通常涉及Si–Cl键对低价金属的双电子氧化加成，生成高活性的硅-金属物种。通过氯硅烷的还原活化生成硅基自由基，进而与碳亲电试剂或自由基发生偶联反应，是构建C–Si键新颖且具吸引力的自由基路径。然而，Si–Cl键的高离解能使其单电子还原面临巨大挑战，导致此类颇具潜力的偶联反应研究尚不充分。
本研究建立了4,4'-二叔丁基-2,2'-联吡啶（dtbpy）促进2-萘甲基甲基醚1a与三甲基氯硅烷2a的还原交叉偶联反应新模式。同时，通过系列控制实验验证了吡啶单元在促进2-萘甲基醇衍生物与2a的还原交叉偶联反应中起着至关重要的作用。随后，又详细考察了反应的底物范围。如图1所示，不同类型的2-吡啶基醚1与三甲基氯硅烷2a均能很好地发生交叉偶联反应，同时兼容各种官能团如OPh、OBn、F、NMe2、CF3、OCF3、SiMe3和芳香杂环等。此外，还考察了催化量dtbpy促进的甲基醚1与2a的偶联反应。该体系同样展现了宽广的底物普适性和良好的官能团兼容性。遗憾的是，该反应对叔苄基醚及含有醛、酮或氰基官能团的底物不兼容。此外，不同类型的氯硅烷均能很好的兼容。随后，本研究考察了烯丙基甲基醚4与氯硅烷2的交叉偶联反应。如图2所示，dtbpy催化体系可以兼容多种类型的烯丙基甲基醚，以优异的收率得到合成化学上非常重要的烯丙基硅化合物。图3总结了炔丙基甲基醚6与氯硅烷2的偶联反应。该反应以良好至优异的收率生成四或三取代硅基联烯。最后，通过对照实验、自由基捕获实验、电子顺磁共振光谱（EPR）等对反应机理进行了详细的研究。
图1. 苄基甲基醚、苄基2-吡啶基醚与氯硅烷的偶联反应
图2. 烯丙基醚与氯硅烷的偶联反应
图3. 炔丙基醚与氯硅烷的偶联反应
论文信息：
论文原文：Reductive Cross-Coupling of Alcohol Derivatives with Chlorosilanes via Pyridines-Promoted Si─Cl Activation, Changpeng Chen, Tenggang Jiao, Zhitao Zhang, Xiaoming Zeng*, Xuefeng Cong*. Angew. Chem. In. Ed. 2025, 64, e202518431.
第一作者：陈常鹏，天津大学分子+研究院访问学者；焦腾刚，天津大学分子+研究院2025级博士研究生。
通讯作者：丛雪丰，天津大学分子+研究院教授，主要从事稀土金属有机催化研究。
课题组主页：https://www.x-mol.com/groups/cong_xuefeng
