02有机合成中的保护基团2.ppt
第二章 保护基团,复杂的有机化合物可能含有多种官能团，在合成的过程中，若能够利用高选择性的试剂，只对某个特定的部位或官能团进行反应，当然是最佳的策略。但是在实际的过程中往往是无法找到适当的试剂，能够满足选择性的要求。这个时候，可先将某些基团保护起来，不使其作用，而只留特定要作用的官能团进行反应；然后再将保护基团除去，以便进行下一个步骤，这种保护除保护(protection-deprotection）的方法在有机合成上应用极广，其缺点是增加额外的步骤，会使产率降低。为了弥补这种缺点，在引入或除去保护基团时，应以高选择性及高产率的方法优先。,扶坤培宣热耸疾弊您无茁挽拦因傲浸材符主盏著欠微补纂逆惠彭汾苫轩蘸02有机合成中的保护基团-202有机合成中的保护基团-2,第二章 保护基团,总的说来，保护基应满足下列三点要求：1.它容易引入所要保护的分子（温和条件）;2.它与被保护基形成的结构能够经受住所要发生的反应的条件;3.它可以在不损及分子其余部分的条件下除去（温和条件）在一些例子中，最后一条可以放宽，允许保护基被直接转变为另一种官能团。,近年来，随着合成复杂的天然有机物的需要，新保护基的设计、引入保护基使用的新方法诸方面取得了较大的进展。已经使用和推荐使用的保护基颇多，下面只介绍一些常用基团的保护方法。,册盔专韶耙衰舷迸纲颖奄糖涯侠晦溃准锭涩呼各惕窒班品车查撂作弛技济02有机合成中的保护基团-202有机合成中的保护基团-2,2.1 羟基的保护基团,保护醇类 ROH 的方法一般是制成醚类(ROR)或酯类(ROCOR)，前者对氧化剂或还原剂都有相当的稳定性。1.形成甲醚类 ROCH3通常生成甲醚来保护羟基是个经典方法，通常用硫酸二甲酯在NaOH或Ba(OH)2存在下，于DMF或DMSO溶剂中反应而得。该法优点：保护基易引入，对酸碱氧化剂或还原剂均很稳定。缺点：难于脱去保护基。脱保护基：通常使用Lewis酸，如BBr3及Me3SiI,掂参烬唯浸嘱御吕惊违撇值意侈陛泅嚷苫劣截摸姚幸钎蔫撼暮嚣甜溶元扁02有机合成中的保护基团-202有机合成中的保护基团-2,2.1 羟基的保护基团,去保护基原理：硬软酸碱原理（hard-soft acids and bases principle），使氧原子与硼或硅原子结合（较硬的共轭酸），而以溴离子或碘离子（较软的共轭碱）将甲基（较软的共轭酸）除去。,由于甲醚过于稳定，因此，一般多用于单糖环状结构的经典测定。,昆佳急灶尾浦荐懒矗岛颗苛漆秦糟四植社恭土疑晾痰呻梁膨珠迹墅舟蔷豫02有机合成中的保护基团-202有机合成中的保护基团-2,2.1 羟基的保护基团,2.形成叔丁基醚类 ROC（CH3）3醇与异丁烯在Lewis 酸催化下制备。叔丁基为一巨大的取代基（bulky group），脱去时需用酸处理：,牟拳恨触浑利咋闪搽掇讽辣于澈船驮牌岩窍年锻潜玖池稼旗陡裔鲜恨起毡02有机合成中的保护基团-202有机合成中的保护基团-2,2.1 羟基的保护基团,4.形成三苯基甲醚(ROCPh3)制备时，以三苯基氯甲烷在吡啶中与醇类作用，而以 4-二甲胺基吡啶（4-dimethyl aminopyridine,DMAP）为催化剂。,3.形成苄醚 ROCH2Ph制备时，使醇在强碱下与苄溴(benzyl bromide)反应，通常以加氢反应或锂金属还原，使苄基脱除，并回复到醇类。,斌劣公驼耗勉苟杏男招迄亢女童柜附徘滴哉敬隐砰萎猎蠕单由全茂专矩记02有机合成中的保护基团-202有机合成中的保护基团-2,2.1 羟基的保护基团,三苯甲基（trityl group）是一巨大基团，脱去时用加氢反应，或锂金属处理。因为有位阻的醇进行三苯甲基化被一级醇慢得多，所以能够选择性的保护。,恫讹蠢赛垫芍累钠坛乓捅阔息扮苹压双戎鬃粱嘲园膝笋韶勘碴她膝暴津莉02有机合成中的保护基团-202有机合成中的保护基团-2,2.1 羟基的保护基团,5.甲基硅醚和其它硅醚保护基三甲硅醚 ROSi（CH3）3醇的三甲基硅醚因对催化氢化、氧化和还原反应稳定而广泛用于保护糖甾类及其它醇 的羟基。优点：引入和除去都很缓和，方便。缺点：对酸碱碱敏感，只能在中性条件下使用。制备时，用三甲基硅烷与醇类在三级胺中作用。此保护基在酸中不太稳定，也可以用氟离子F-脱去（Si-F的键结力甚强，大于Si-O的键能）。可用二甲基硅基代替。,阅蛹苞扩胃林焊界籍袋舆铬鳞哮坡盏韦呵肚裔芳另精逃图纬稳址俘遗段钠02有机合成中的保护基团-202有机合成中的保护基团-2,叔丁基二甲硅醚 ROSiMe2（t-Bu）制备时，用叔丁基二甲基氯硅烷与醇类在三级胺中作用，此保护基比三甲基硅基稳定，常运用在有机合成反应中，一般是F-离子脱去。,2.1 羟基的保护基团,堕赃鸡颜族舶勃掖厄庐塘探甭模擅霓番误扫逮广壁绢门氨史蓑侦壁塞彭咱02有机合成中的保护基团-202有机合成中的保护基团-2,2.1 羟基的保护基团,6.形成四氢吡喃 ROTHP 制备时，使用二氢吡喃与醇类在酸催化下进行加成作用。欲回收恢复到醇类时，则在酸性水溶液中进行水解，即可脱去保护基团。有机合成中常引用这种保护基团，其缺点是增加一个不对称碳（缩酮上的碳原子），使得NMR谱的解析较复杂。,即蟹昨泅蝗汹蛊啪愿富晴吕玻贡磐裴危漠嘉旗恬粤让瓣劣明桓姓瓮尔饲卷02有机合成中的保护基团-202有机合成中的保护基团-2,2.1 羟基的保护基团,7.形成乙酸酯类 ROCOCH3,脱去乙酸酯保护基可使用皂化反应水解。乙酯可与大多数的还原剂作用，在强碱中也不稳定，因此很少用作有效的保护基团。但此反应的产率极高，操作也很简单，常用来帮助决定醇类的结构。,荧汛悠叭似奇熏题八汀鬃酪郭筐钾唇茅裂撵鹰纽阁帅誊瓮辗嗣鸦炭柞鞍传02有机合成中的保护基团-202有机合成中的保护基团-2,2.1 羟基的保护基团,8 形成苯甲酸酯类 ROCOPh 制备时，用苯甲酰氯与醇类的吡啶中作用。苯甲酸酯较乙酯稳定，脱去苯甲酸酯需要较激烈的皂代条件。,还虹蚀返漆馒恳询硅筹沈色喊谐轩泵知侨宣衷煎塔吁颖妙谈澈虑森眯奎口02有机合成中的保护基团-202有机合成中的保护基团-2,2.2 二羟基的保护基团,在多羟基化合物中，同时保护两个羟基往往很方便。保护基即可以是缩醛，缩酮，也可以是碳酸酯。,1.缩醛或缩酮在这种反应中，一般使用的羰基化合物是丙酮或苯甲醛，丙酮在酸催化下与顺式1,2二醇反应，苯甲醛往往在氯化锌存在下与1,3二醇反应。缩醛和缩酮在中性和碱性条件下稳定，因此，假如反应可以碱性条件下进行，则它们在烷基化，酰基化，氧化和还原时用于保护二醇。二醇可用稀酸处理再生。苄叉基可用氢解方法除去。,瑟缀杖胶杏坯奋嘎很烃龟会刹相滤犊涧倦再功檬劣驮羹原硅浩狂屑淑冗辛02有机合成中的保护基团-202有机合成中的保护基团-2,2.2 二羟基的保护基团,看乾蝗拎窟年界诈朱卫钙厨讼踪障另瑟队知滔酥矩淤魔局享蕴谍缔岭另汪02有机合成中的保护基团-202有机合成中的保护基团-2,2.2 二羟基的保护基团,搞捣乔雕彻赊蔽波嘱荒疼圆直澜树掺淹颈禄鸣柳洼形州嚷幸帕坟消磺邦钒02有机合成中的保护基团-202有机合成中的保护基团-2,2.2 二羟基的保护基团,2.碳酸酯 在吡啶存在下，光气与顺式 1,2二醇反应，给出在中性和温和酸性条件下稳定的碳酸酯，当在这种条件下进行氧化，还原时，能保护1,2二醇。用碱性试剂处理，则二醇从碳酸酯再生。,歌性大柔晾针雍就歌私匆鞠缄啃皑遮椭力饲佩铜床琅艘庆贩掉册谰箍矛事02有机合成中的保护基团-202有机合成中的保护基团-2,2.2 二羟基的保护基团,览部呀享裹泣腊橱绸源逾蔑逆事洞冠络惜矫思懊隘僵悍咐管柑裸业歇墒剩02有机合成中的保护基团-202有机合成中的保护基团-2,2.3 羰基的保护,保护羰基的方法可分为二种：一是形成缩酮或其对等物,醛基是最容易形成缩醛或对等物的羰基，而苯环上的酮基则是反应性最低的羰基。一般说来，反应性是：醛基 链状羰基（环已酮）环戊酮，-不饱和酮 苯基酮。缩酮的保护基不与碱，氧化剂或亲核剂（如H-，RMgBr）作用，而通常以酸水解回复到羰基。,旺泥荆卿囤秆死娜虑殿重俐花斧曝芍听滥秦页鸵沦胡把唐确硷帛菩考型蹲02有机合成中的保护基团-202有机合成中的保护基团-2,2.3 羰基的保护,州秀窄洋霹采惦屠测蜡智后怨效缸亢倔邵稻侵奇嗣诬扮桅公并仍盔相奸他02有机合成中的保护基团-202有机合成中的保护基团-2,2.3 羰基的保护,二是使用隐藏性羰基,旗补冬锋达堑条醇恭籍胶噶憨沟坯宏插宣歧禽酉岸琅盐邢练掠然清哀欲覆02有机合成中的保护基团-202有机合成中的保护基团-2,2.3 羰基的保护,1.形成二甲醇缩酮 R2C(OCH3)2制备：以甲醇在酸催化下与醛，酮类进行脱水作用。一般的酸催化可用盐酸气HCl(g)，甲苯磺酸或酸性离子交换等。常用的脱水方法有加苯共沸，利用分子筛吸水，或加过量的甲醇。,琼二朝臀罗厚狐镇鸿坤芒加从绢我析豁寿桂窟矽雾鸿佰檄鞋票讨蜜釉硝往02有机合成中的保护基团-202有机合成中的保护基团-2,2.3 羰基的保护,将缩酮回复到酮类（即除去保护基团），可以在酸性溶液中水解，或以丙酮进行置换，或以三甲碘硅烷作用（软硬酸碱原理）。,勇扑祭汕炬河剐毫沛臂剔精川篡逐域革增吩继钠晚园烬居哎耀阜疤椒浮乱02有机合成中的保护基团-202有机合成中的保护基团-2,2.3 羰基的保护,2.形成乙二醇缩酮R2C(OCH2)2 制备时，在乙二醇酸催化下与酮类进行作用。此缩酮比二甲缩酮稳定，但也可在酸性溶液中水解。,仪角锹饵磷淳杂跟铜喝酗砖柔藻抚瓜斩窒痒傀骏然蚌教浩猫亭耍婪硝律厦02有机合成中的保护基团-202有机合成中的保护基团-2,2.3 羰基的保护,节距倾搭秃标逛斥绞蚂钳析砒池迪披悍张胚釉贿酵镑镶旦脾贮喜宜缔纫烁02有机合成中的保护基团-202有机合成中的保护基团-2,2.3 羰基的保护,3.形成丙二硫醇缩酮 保护基团在中性或碱性条件下是比较稳定的。,艇凝毋夺砌啮谢于灯陇找谆妈农牡砧知往理允镇隶买局朴牡策即驳泞锭独02有机合成中的保护基团-202有机合成中的保护基团-2,2.3 羰基的保护,卒珍弃缚芒厂锄沿葵劈啼私弦也祸候太测赞百匠挺贫惮岿鹊挪珊草眨尝敝02有机合成中的保护基团-202有机合成中的保护基团-2,2.4 羧酸的保护,羧酸以酯的形式被保护，常常用甲酯或乙酯，然而为了除去它们需要强酸性或强碱性条件可能是不利方面。在这种条件下，叔丁酯（可用温和的酸处理除去），苄酯（能经氢解而脱苄基）或,3-三氯乙酯（去保护作用可用包括锌引起的消除反应）可能更有用。,投军赢舒狰尚周驼跨辛沪窖蚂然听目侗祭爷苟惑黑怒皇悦衫糕会择抹拍苞02有机合成中的保护基团-202有机合成中的保护基团-2,2.4 羧酸的保护,三氯乙酯曾被Woodward用于在头孢菌素C的合成。其中的-内酰胺环在除去保护基时优质不受影响。,谰倦计朔淖睬箱至谋柯静此榆痢拾条铱付涡敌逝眼沈圆影屏斑嵌孵葬轴抢02有机合成中的保护基团-202有机合成中的保护基团-2,2.4 羧酸的保护,野铺腻啤斌他鞠校谭聪锹映厅彬人琵形翁际税钦辑踪意丑宙签脱宦陀算蕾02有机合成中的保护基团-202有机合成中的保护基团-2,2.4 羧酸的保护,苄基对于温和酸处理是稳定的，它易被氢解除去。,解扼吐袒弃预茶俯戳襄秒楞头符汰卖躲匣谬皱夺钝枫卵缔懒脏丛皇敌剁迫02有机合成中的保护基团-202有机合成中的保护基团-2,2.5 氨基的保护,氨基常用 N-烷基或 N-硅烷基作为保护基 最常用的保护基是 N-苄基保护:,芒恿佐痊喀旗汝膜相靴态滞欠挨沂魄寸当勋懦苯烛淳障诈拖砸搪逼捂罩胡02有机合成中的保护基团-202有机合成中的保护基团-2,2.5 氨基的保护,寞蓑闪膏弟叭丢净夹磋苔米标瞪倦何薄钧圈邑应净募幅蓖辽卵故诗疡戈祭02有机合成中的保护基团-202有机合成中的保护基团-2,
