有机硅试剂的按需制备

新加坡国立大学(NUS)的科学家已经证明，使用中性伊红Y(一种廉价的染料分子)可以实现多氢硅烷的逐步定制功能化以获得完全取代的硅化合物。

开发用于多氢硅烷逐步和可编程功能化的统一催化平台极具挑战性。然而，拥有这个平台将有助于合理设计具有可预测功能的有机硅烷，其中需要定制的硅烷分子。

需要通过单一催化系统同时实现三个具体要求：(i)在存在各种活性炭-氢(C-H)键的情况下选择性和优选地提取硅-氢(Si-H)键;(ii)多种Si-H功能化;以及(iii)二氢硅烷和三氢硅烷的高选择性单官能化。

在最近的一篇论文中，来自新加坡国立大学化学系的吴杰副教授及其同事开发了一种合成有机硅烷的新方法，有机硅烷是一系列化合物，具有从有机和聚合物合成、材料科学、药物化学到农业的各种应用。

研究人员使用伊红Y(一种低成本，容易获得的染料分子)作为光催化剂，选择性地从氢硅烷中去除氢原子。这使得不同的功能化学基团能够以逐步的方式连接到硅原子上，从而可能产生各种有用的硅化合物。破坏Si-H键需要大约90 kcal / mol的能量，并且该催化剂的独特之处在于它使用低得多的能量(~63 kcal / mol)来破坏Si-H键。

此外，与其他光催化剂不同，伊红Y能够选择性地破坏Si-H键，而不是一些更具反应性的C-H键。研究团队以各种商品原料为起始原料，与氢硅烷反应，实现了八种以上的新化学转化。

这些发现发表在《自然化学》杂志上。

研究人员还使用连续微流反应器对二氢硅烷和三氢硅烷进行单官能化，从而获得了高选择性和产量。与传统的浴式反应器不同，连续微流反应器可实现高混合效率和精确的停留时间控制。此外，此过程具有高度可扩展性。将伊红Y与微流反应器一起使用为硅原子的逐步修饰提供了一种方便的策略，以可编程和按需的方式获取具有四种不同取代基的硅烷。

研究小组计划将该策略扩展到生产手性硅试剂，并将该方法应用于含有Si-H键的材料/聚合物，用于功能化后的目的。他们还致力于实现多功能硅烷的按需合成的完全自动化。

吴教授说：「我们希望建立一个通用和可持续的策略，以高效、按需和全自动的方式合成功能性有机硅烷。通过这种方法，所需硅试剂的制备将更容易获得，未来，化学家可以将精力集中在仅受其想象力限制的功能硅分子的设计和开发上。