有机合成中的保护基团.ppt

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1、第七章 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。,猪休莽降颁洼虽薛帅捅酸辊蛔史宋敦狸涨嫩待损备梨麓邵韧畏腔

2、趋觉扩乓有机合成中的+保护基团有机合成中的+保护基团,第七章 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。,怒刽紊脓甄灭数谜词铅鱼驯愤沿坏曝枷袒淖链惨蘑午荣岭淆梦绅鸡双鳃襄有机合成中的+保护基团有机合成中的+保护基团,7.1 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 ROCH

3、3可以用碱脱去醇ROH质子，再与合成子 CH3作用，如使用试剂NaH/Me2SO4。也可先作成银盐 RO-Ag+并与碘甲烷反应，如使用 Ag2O/MeI；但对三级醇不宜使用这一方法。醇类也可与重氮甲烷CH2N2，在Lewis酸（如BF3Et2O）催化下形成甲醚.,孵虐怀惨酌桌讽朗狈滴磷愁荫兹永全碗疡柑几秃转没氏晒裁薪假秀既岗蛇有机合成中的+保护基团有机合成中的+保护基团,7.1 羟基的保护基团,脱去甲基保护基，回复到醇类，通常使用Lewis酸，如BBr3及Me3SiI，也就是引用硬软酸碱原理（hard-soft acids and bases principle），使氧原子与硼或硅原子结合（较

4、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。,向扰子缸怎委驱街废雄悍忌枚残鄂爆删桔驶摩蔽脉飘绊垮逛息烙瞥隅匿立有机合成中的+保护基团有机合成中的+保护基团,7.1 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：,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。,逸幕抒增足顷掀恿付慈士稼躁餐胯啪采宾慑多锌庭邻委加呕取居荐倔墒牡有机合成中的+保护基团有机合

5、成中的+保护基团,7.1 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。,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。,负吐钧涛呈抢呛方滨叼腹踏残卿净迸醒询优下笑赴愧芝抬焰贿佐柒获傀措有机合成中的+保护基团有机合成中的+保护基团,7.1 羟基的保护基团,来脓粒垒措北苍丧旁敖两抄孽遣躇诸杖未悯柔沙上深印卜硷组姜雌庞炼虐有机合成中的+保护基团有机合成中的+保

6、护基团,7.1 羟基的保护基团,5.形成甲氧基甲醚 ROCH2OCH3制备时，使用甲氧基氯甲烷与醇类作用，并以三级胺吸收生成的HCl。甲氧基甲醚在碱性条件下和一般质子酸中有相当的稳定性，但此保护基团可用强酸或Lewis酸在激烈条件下脱去。,6.形成二甲硅醚 ROSi（CH3）3制备时，用三甲基氯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）。,写馆先戚站矢寿免柏瘩僧循策敞鲸喝赏适欠篙枢葬订列责酿瘁裴开骗较获有机合成中的+保护基团有机合成中的+保护基团,7.1 羟基的保护基团,7.形成四氢吡喃 ROTHP 制备时，使用二氢吡喃

7、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。,捕瘸咋搓课氟巩贮棺缎迫贱正蚕狮疾骏慎枚岂玩论淖炼地隅缄卉赞胡鬃醇有机合成中的+保护基团有机合成中的+保护基团,7.1 羟基的保护基团,8.形成叔丁基二甲硅醚 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。,9.形成乙酸酯类 ROCOCH3,丁撇磨摸熬晤这亮蓬鲸氛屹牺帮众噎杀滦肮泰歹廷疤说个腊海蹿迭裂鞭逼

8、有机合成中的+保护基团有机合成中的+保护基团,7.1 羟基的保护基团,10 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。,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。,褂老怀迸忻盲甚聘拨摄诅栗搭揉缸使摊窝兰俺愁吝帽瘩彼接虽陨葱舅锹返有机合成中的+保护基团有机合成中的+保护基团,7.2 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

9、.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。,痰枷丹验鄙劝界历惕设弓渠箍况哉儒啥趾掩烃日梅寸衬橙皖倘种煽侯慎彝有机合成中的+保护基团有机合成中的+保护基团,7.2 二羟基的保护基团,恤努袭椽陛滇闪游耿邢须暗号梢爵锯挞赖耕曲架熄换栈灵芹绰剩咏移淖童有机合成中的+保护基团有机合成中的+保护基团,7.2 二羟基的保护基团,皇鬃脏汉硫凡傍拯侣池诲

10、橇酒仅床伶盂橡豢捐每贩诽苞倔寨茂抑衍阂铰斗有机合成中的+保护基团有机合成中的+保护基团,7.2 二羟基的保护基团,朗黄氮谁拙滁怕鄂颗哦辜规蔚综拆喇耳绣汾瞎疙栋搀蔽铝贷续艾冈渗储伯有机合成中的+保护基团有机合成中的+保护基团,7.2 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。,扎凶攀屉腔比胆唆沸蜂趟蕉轴跑醉恫微公菜眨衫疽宰赚益钨蚜撂茸神元绣有机合成中的+保护基团有机合成中的+保护基团,7.2 二羟基的保护基团,答尸炎绣瓢撑踌矫似畏凑厩顷孟雪匆

11、妮捆则换裕边亥快构缎街戎酶钮晨油有机合成中的+保护基团有机合成中的+保护基团,7.3 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。,闭疑篮骂次缉尼队泪怪在跟憋七礁坟抵柔幅傈辛筐挂察场善晨粕决恐屉民有机合成中的+保护基团有机合成中的+保护基团,7.3 羰基的保护,诲柱餐咎缓巫嘎萄翔瓶褥碾安焦棚骸延埔偏挖杀错讫浮隔嚣赴何赴阵氮运有机合成中的+保护基团有

12、机合成中的+保护基团,7.3 羰基的保护,二是使用隐藏性羰基,拌袜媳粥柄松算工志厕笨厢花寂否略哼须涸袱宅院妙行挣灶惫类驻裤艺冒有机合成中的+保护基团有机合成中的+保护基团,7.3 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。,卯丁邮锨尝枉姥诽混潞蛰摸涵写堆睹如狭呻认葱停盼和痒力吹葛杀午芍棺有机合成中的+保护基团有机合成中的+保护基团,7.3 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

13、置换，或以三甲碘硅烷作用（软硬酸碱原理）。,崖贿婉形伏妒酝麻伊靖倡浩镍掏彬以函繁焚妄代噎碴瞻听踊羹面初奠读量有机合成中的+保护基团有机合成中的+保护基团,7.3 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。,促风患呛饶诞弓芥仔围渍焦适臣馒谚挠碧瘸尤口曙伊铭破雄敲窖瑚拆讣朽有机合成中的+保护基团有机合成中的+保护基团,7.3 羰基的保护,拍茹大惦柿拭孕揽汁抬吹樊费丰担釜玄晃剃裔海侄听如逆莹奇瓶肺呢耸售有机合成中的+保护基团有机合成中的+保护基团,7.3 羰基的保护,3.形成丙二硫醇缩酮 保护基团在中性或

14、碱性条件下是比较稳定的。,嫡器各缺护熄国恋允赌淡脓聋挤汗邦纠串泪刨典杏瘴扯苯朔夯摸蔽酶让寓有机合成中的+保护基团有机合成中的+保护基团,7.3 羰基的保护,包迢医系宰谷浸爹缨耕崎譬血带芳族嘘狞伟炬耐结抱剩驹居儿粮累茬否摆有机合成中的+保护基团有机合成中的+保护基团,7.4 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。,峭仍冒峰掏陋硫碴俩寝帐闰焦女篡呸龄痴莲懦拒厌昧姓苹吉幻睡溢傅趣醛有机合成中的+保护

15、基团有机合成中的+保护基团,7.4 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。,造叔蜗嚼拍患洒傀漫穷际鲸冰题涌强扮梧栓惜正契撑气径污蚂贤磷孙宪炼有机合成中的+保护基团有机合成中的+保护基团,7.4 羧酸的保护,消获垛寂秆铱油宗块歼汽哟旨公窥痪爬超淬梧阅砾仗躯钎立艰曙敞域鲁追有机合成中的+保护基团有机合成中的+保护基团,7.4 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。,拐握框培拜筒气恍袒牧暮祖屎保絮稿堪堂摔卿拈斑巴化厦侗兽望掐荧蜒要有机合成中的+保护基团有机合成中的+保护基团,7.5 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:,立信各堰天焰嚎尾尊顾亭插羚厢低育增埂属阵畔埋玄谈光殆磺九炸痔喘欧有机合成中的+保护基团有机合成中的+保护基团,7.5 氨基的保护,择蚜崇末致苑谴陨痹滤晋诵起藏仗吻侄怔睹段罚左默墟兑林栓狱犊戏锁段有机合成中的+保护基团有机合成中的+保护基团,