一、课题背景
硅元素在地壳中非常常见，其含量仅次于氧，为27.2%，有晶态和无定形两种形式。有机硅化合物因其独特的结构与生物、物理化学性质，被广泛应用于材料科学、药物分子及生物活性分子中，硅烷即为一种重要的有机硅化合物。它是一系列硅氢化合物的总称，包括甲硅烷、乙硅烷和一些更高级的硅氢化合物。作为一种提供硅组分的气体源，硅烷拥有“高纯度”和“能实现精细控制”的优点，已成为许多其他硅源无法取代的重要特种气体。除应用于微电子、光电子工业、材料科学，硅烷也可用于合成化学中与各种亲电试剂发生偶联反应，进而实现一系列转化。
在自由基化学中，含氢硅烷可以作为剧毒化合物三丁基锡的替代物，在AIBN 或三乙基硼烷与氧气等引发剂的配合下，脱氢生成相应的硅中心自由基，并用来攫取各种有机试剂上的氢原子，引发相应的自由基，实现自由基反应的链增长。
近年来，各国科学家的目光一直聚焦在高效构建C-Si键这一课题上，然而在合成化学里，有效构建C-Si键的方法并不多见。在硅化学发展之初，C-Si键的构筑主要是通过格氏试剂或其他有机金属试剂（比如有机锂试剂、有机锌试剂）与氯硅烷或环氧硅烷的亲核反应来实现的，但是此类方法有很多弊端，例如包括羰基、羟基、氨基在内的很多官能团在有机金属试剂的环境中不能耐受，在很大程度上限制了含有多种官能团的有机硅分子的制备；其次，在工业化生产过程中，需要使用过量的金属，从而不可避免地产生大量金属盐副产物，给环境造成很大污染，且使用有机金属试剂具有潜在的危险性。于是科学家们试图通过芳基卤化物与各种硅基化试剂在过渡金属催化下的偶联反应来达到这一效果，避免使用亲核性较强的有机金属试剂，且可以耐受多种官能团。但这种方法也存在一定缺陷，主要问题是需要对进行硅基化的底物分子进行预活化，将有机分子中的C-H键现转化成为 C-X（卤素、硼酸、磺酸酯等）。为了改善这一现象，研究人员又采用了更加具有原子经济性的过渡金属催化硅基化试剂(单氢硅烷、双联硅烷）或硅-硼试剂直接与C-H键偶联的方法，这种方法可以克服有机金属试剂的限制，使多种官能团能够稳定共存，且不需要对底物分子预先活化。
虽然在过去十年里用过渡金属催化使C-H/Si-H功能化来构建C-Si键已经有了相当大的发展，但是近年来随着“绿色化学”理念在合成化学中的深入，采用反应成本高以及环境不友好的过渡金属显得不符合“绿色化学”的要求。在这种趋势下，基于自由基反应利用硅烷构建C-Si键的方法受到了化学工作者的高度关注和研究。本课题的目的即在于设计硅烷参与的自由基反应构建C-Si键。
- 要解决的问题
传统的以及目前较为成熟的构建C-Si键的方法依然是通过过渡金属催化使C-H/Si-H功能化，该法的弊端为其中一些反应的原子经济性较差，得到的产品品质较低，工艺路线较为复杂；其次，采用过渡金属的方法需要使用大量的金属，价格昂贵、成本高，不利于工业化生产；另外在反应过程中会产生大量的金属盐副产物，导致环境污染，加剧全球环境问题；该方法中一些反应的选择性较低，反应条件相对严苛，具有一定的限制，且使用有机金属试剂具有潜在的危险性。
随着“绿色化学”成为新世纪化学进展的主要方向之一，人们越来越重视在节约资源的同时，最大限度地减少使用有害物质、减少实验废弃物的产生、降低污染。因此在该课题上就要求研究人员对原有的反应进行优化，并且探索新的能够高效、环保、经济地构建C-Si键的工艺，克服过去有机金属试剂的限制，提高反应选择性，最终使这一合成工艺带来现实的经济效益与社会效益。
本课题主要设计解决的问题为以下几个方面：
（1）完成自由基前体的合成；
（2）筛选合适的自由基反应条件，获得最佳产率。
