지구에 의해 매개되는 게르마실록산 및 알키닐게르만에 대한 접근

Scientific Reports 13권, 기사 번호: 5618(2023) 이 기사 인용

807 액세스

2 인용

3 알트메트릭

측정항목 세부정보

실란올 또는 말단 아세틸렌과 알키닐게르만 사이의 반응은 칼륨 비스(트리메틸실릴)아미드를 촉매로 사용하여 수행되었습니다. 이 전략은 게르마실록산과 알키닐게르만을 포함한 다양한 유기게르만에 대한 진입점을 제공했습니다. 놀랍게도 KHMDS뿐만 아니라 KOH와 같은 단순 염기도 이 과정에서 효율적인 촉매 역할을 할 수 있습니다.

유기게르마늄 화합물은 실리콘 화합물에 비해 훨씬 덜 연구되었지만 최근에는 다양한 유기게르마늄에 대한 새로운 합성 경로를 설계하려는 자극이 목격되었으며 상당한 기여가 보고되었습니다1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 ,11. 이는 단순히 과학적 호기심이 아니라 게르마늄 화합물의 독특한 특성이 이러한 추세의 주요 원인입니다. 또한 높은 안정성과 낮은 독성으로 인해 복잡한 유기 분자 합성에 매우 유용한 시약으로 간주될 수 있습니다4,12. Ge-O-Si 단편을 포함하는 실록산의 게르마늄 유사체는 높은 굴절률, 낮은 유전 상수 및 생체 적합성으로 인해 상당한 주목을 받고 있습니다. 이는 실리콘 유사체와는 다른 특성을 가진 완전히 새로운 재료로 이어질 수 있습니다. Ge-O-Si 부분을 형성하는 데 사용할 수 있는 여러 가지 반응 매니폴드가 알려져 있습니다(그림 1). 잘 개발된 화학양론적 방법을 통해 쉽게 접근할 수 있습니다. 여기서 게르마실록산은 클로로게르만(또는 아미노게르만)과 실라놀 또는 금속 실라놀레이트의 축합에 의해 형성됩니다17,18. 더욱이 게르목산과 실릴 아지드 사이의 반응도 알려져 있습니다. 이러한 공정의 불편한 특성(예: 기질의 높은 수분 민감성, 부식성 또는 폭발성 부산물의 생성 등)으로 인해 연구자들은 촉매 대안을 개발하려고 노력해 왔습니다. 이러한 방법은 일반적으로 실록시메틸아민20(또는 게밀 중간체14)을 포함하는 접근 방식과 탈수소21, 탈 알킬21 및 탈켄22,23,24,25,26,27 커플링 반응을 통해 다양한 유기실리콘과 다양한 생식화제의 반응으로 나눌 수 있습니다. 몇 가지 장점에도 불구하고 이러한 공정의 다른 특징, 특히 값비싼 촉매(예: [Ru3(CO)12], Sc(OTf)3, B(C6F5)3 등)에 대한 필요성으로 인해 잠재력이 크게 감소합니다. 반면, 알키닐실란과 달리 알키닐게르만은 이제 막 유기 합성에 유용한 시약의 기준을 충족하기 시작했습니다. 여기에서 sp C-Ge 결합 형성을 위한 합성 무기고는 주로 수분에 민감한 할로게르만과 금속 아세틸라이드 사이의 화학양론적 반응이나 고가의 전이 금속 착물(Ru-비닐게르만/알키닐게르만28,29,30, Ir-클로로게르만)의 사용에 의존합니다. /iodo-germanes31,32). 아주 최근에 트리에틸게르마늄 수소화물을 이용한 말단 알킨의 뛰어난 B(C6F5)3 촉매 교차 탈수소 생식반응이 Schoenebeck 그룹에 의해 보고되었습니다. 이전에 확립된 방법의 단점(예: 고가의 촉매, 하이드로게르만의 제한된 가용성 등)을 고려할 때 보다 친환경적이고 지속 가능한 방식으로 새로운 촉매 접근 방식을 개발하는 것은 흥미롭지만 여전히 어려울 것입니다. 마지막으로, 말단 알킨은 염기성 조건 하에서 1-trimethylsilyl-2-trimethylgermyl아세틸렌 분자를 사용하여 C-germylated될 수 있습니다. 우리가 아는 한, 그러한 비정형 합성 전략의 예는 단 하나뿐입니다. 특히 이 전략에는 불소 시약과 고가의 크라운 에테르를 사용하는 등의 단점이 있습니다. 더욱이 저자는 선택성과 수율이 낮은(50% 미만) 두 가지 제품만 보고했습니다.

조사의 맥락.

주요 그룹 종에 의해 진행되는 지속 가능하고 친환경적인 합성 접근 방식은 최근 상당한 주목을 받았습니다. 따라서 우리는 TM 매개 접근법의 높은 선택성과 염기 촉진 프로토콜의 실용성을 혼합한 다목적 게르마늄 화합물로 이어지는 방법을 모색했습니다. 지속 가능한 촉매 작용 하에서 실릴아세틸렌을 활성화하는 최근의 성공을 바탕으로 우리는 적절한 촉매 매니폴드가 다양한 유기게르만 라이브러리를 생성할 수 있는 효율적인 플랫폼을 제공할 수 있다고 판단했습니다. 이 커뮤니케이션에서 우리는 칼륨 비스(트리메틸실릴아미드)를 촉매로 사용하여 촉매 O- 및 sp C-생식화에 대해 보고합니다(그림 1d).