檜山カップリング
フッ化物イオンの使用により基質適応性が低下するという欠点を克服するため、フッ化物イオンを用いない檜山カップリング反応が報告されている。檜山らはオルガノクロロシランを基質とした際に、水酸化ナトリウムのような塩基が活性化剤として働き、カップリング反応が進行することを見出した(下図参照)。また、基質をアルコキシシランに変更することにより、水酸化ナトリウムだけでなく、水のような弱塩基でさえも反応が進行することが報告されている。 これらの発見が、後に示す檜山・デンマークカップリング反応の開発へと繋がることになる。
他のフッ化物イオンを用いない檜山カップリング反応としては、ルイス酸添加による方法が挙げられる。この場合、塩基としてK3PO4を加える場合があるが、塩基を添加しなくても反応が進行する例も報告されている 。ルイス酸(Ag(I) ,Cu(I)等)を当量添加する場合もあるが、パラジウム触媒と同様のTONで触媒サイクルが進行する場合もある。
檜山・デンマークカップリング(Hiyama–Denmark coupling)とは、スコット・デンマークにより改良された檜山カップリングである。有機シラノールと有機ハロゲン化合物とのカップリング反応であり、フッ化物イオンを必要としない。反応式は以下に示す。ブレンステッド塩基が活性化剤として働き、またパラジウムにはホスフィン配位子が配位している。
檜山・デンマークカップリング反応はフッ化物イオンを必要としないため、下に示したような、tert-ブチルジメチルシリル(TBS)基を持つ基質にも適用できる。
檜山・デンマークカップリングの反応機構
触媒サイクルを以下に示す。当反応の反応機構において5配位のケイ素は必要とせず、速度論的分析によると、触媒サイクルの進行はパラジウムのシラノラート錯体(下図の最も下の位置において示された構造)の生成に依存している。これにより、トランスメタル化の際にPd-O結合が開裂し、2つの炭素配位子がパラジウムに配位する。その後、還元的脱離によりカップリング生成物を得る。Pd-O結合生成における段階が律速段階であり、シラノラート錯体の生成が当反応の重要なポイントとなる 。