基团保护最新课件

1、基团保护PPT课件 (2)第五篇第五篇 官能团保护官能团保护基团保护PPT课件 (2)Polo-Like Kinase inhibitorOOHHOO?OOHOOOO基团保护PPT课件 (2) 选择性试剂选择性试剂 PK 导向基团导向基团基团保护PPT课件 (2)导向基团导向基团l阻断基l活化基l保护基基团保护PPT课件 (2)教学主要内容教学主要内容l一、保护基的基本条件l二、羟基保护l三、二羟基保护l四、羰基保护l五、羧基保护l六、氨基保护基团保护PPT课件 (2)总的说来，保护基应满足下列三点要求：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）它容易引入所

2、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它可以在不损及分子其余部分的条件下除去（温和条件）去（温和条件）; 在一些例子中，最后一条可以放宽，允许保在一些例子中，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。护基被直接转变为另一种官能团。基团保护PPT课件 (2)一、羟基的保护基团一、羟基的保护基团保护醇类保护醇类 ROH 的方法一般是制成醚类的方法一般是制成醚类 (ROR) ) 或酯或酯类类( (ROCOR)ROCOR)，前者对氧化剂或还原剂都有相

3、当的稳定性。前者对氧化剂或还原剂都有相当的稳定性。1. 形成甲醚类形成甲醚类 ROCH3可以用碱脱去醇可以用碱脱去醇ROH质子，再与合成子质子，再与合成子 CH3作用，如使用试剂作用，如使用试剂NaH/Me2SO4。也可先作成银盐也可先作成银盐 RO-Ag+ 并与碘甲烷反应，如使用并与碘甲烷反应，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但对三级醇不宜使用这一方法。醇类也可与重氮甲烷CH2N2，在在Lewis酸（如酸（如BF3Et2O）催化下形成甲醚催化下形成甲醚.ROHROCH3NaOH,Me2SO4Me3Si ,CHCl3I基团保护PPT课件 (2)一、羟基的

4、保护基团脱去甲基保护基，回复到醇类，通常使用脱去甲基保护基，回复到醇类，通常使用Lewis酸，如酸，如BBr3及及Me3SiI，也就是引用硬软酸碱也就是引用硬软酸碱原理（原理（hard-soft acid and base principle），），使氧原使氧原子与硼或硅原子结合（较硬的共轭酸），而以溴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（较软的离子或碘离子（较软的共轭碱）将甲基（较软的共轭酸）除去。共轭酸）除去。OCH3RMe3SiICH3IROSiMe3ROHMe3SiOH+H2O基团保护PPT课件 (2)一、羟基的保护基团2. 形成叔丁基醚类形成叔

5、丁基醚类 ROC（CH3）3醇与异丁烯在醇与异丁烯在Lewis 酸催化下制备。叔丁基为一大的取酸催化下制备。叔丁基为一大的取代基（代基（bulky group），），脱去时需用酸处理：脱去时需用酸处理：ROH+ROBF3 Et2O CatN HCl,MeOH,23. 形成苄醚形成苄醚 ROCH2Ph：制备时，使醇在强碱下与苄溴制备时，使醇在强碱下与苄溴 (benzyl bromide)反应反应，通常以加氢反应或锂金属还原，使苄基脱除，并回复到，通常以加氢反应或锂金属还原，使苄基脱除，并回复到醇类。醇类。ROHROCH2PhNaH,PhCH2BrLi,NH3基团保护PPT课件 (2)R OHCH

6、2BrNaOHR OCH2R OHCH2OH+R OHCH3+苄基醚H2PdH3+O基团保护PPT课件 (2)一、羟基的保护基团4. 形成三苯基甲醚形成三苯基甲醚 (ROCPh3)制备时，以（单或二取代）三苯基氯甲烷在吡啶中与制备时，以（单或二取代）三苯基氯甲烷在吡啶中与醇 类 作 用 ， 而 以醇 类 作 用 ， 而 以 4 - 二 甲 胺 基 吡 啶 （二 甲 胺 基 吡 啶 （ 4 - d i m e t h y l aminopyridine, DMAP）为催化剂。为催化剂。三苯甲基（三苯甲基（trityl group）是一更大的基团，脱去时用是一更大的基团，脱去时用酸反应，或锂金属处

7、理。酸反应，或锂金属处理。因为有位阻的醇进行三苯甲基化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一级醇（伯醇）。被一级醇慢得多，所以能够选择性的保护一级醇（伯醇）。基团保护PPT课件 (2)一、羟基的保护基团HBaseHHOH2COH OHHHO+C ClMeOC OCH2MeO吡啶20HBaseHOH OHHHOC OHMeO+80乙酸或吡啶乙酸HBaseHHOH2COH OHHHO基团保护PPT课件 (2)一、羟基的保护基团5. 形成甲氧基甲醚形成甲氧基甲醚 ROCH2OCH3制备时，使用甲氧基氯甲烷与醇类作用，并以制备时，使用甲氧基氯甲烷与醇类作用，并以三级胺吸收生

8、成的三级胺吸收生成的HCl。甲氧基甲醚在碱性条件下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用强酸或Lewis酸在激烈条件下脱去。酸在激烈条件下脱去。ROHROCH2OCH3ClCH2OCH3,iPr2NEtTiCL4 or CF3CO2H6. 形成三甲硅醚形成三甲硅醚 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。此保护基在酸中不太稳定，也可以用氟离子F-脱去脱去（Si-F的键结合力甚强，大于的键结合力甚强，大于Si-

9、O的键能）。的键能）。ROHMe3SiCl,Et3NHF,or n Bu4N+F-ROSiMe3基团保护PPT课件 (2)一、羟基的保护基团7. 形成四氢吡喃形成四氢吡喃 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），使得原子），使得NMR谱的解析较复杂。谱的解析较

10、复杂。CH CCH2OHHOCH2CCCO2HOOCH2C CHOOCH2C CMgBr(64%)OH+(90%)C2H5MgBrTHF(i) CO2(ii) H+,H2OROHOROHOAc,H2O,TsOH,PyrO基团保护PPT课件 (2)一、羟基的保护基团8. 形成叔丁基二甲硅醚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，一般是反应中，一般是F-离子脱去。离子脱去。ROHROSi(tBu)Me2

11、SiCl,imidazolenBu4N+F-9. 9. 形成乙酸酯类形成乙酸酯类 ROCOCHROCOCH3 3ROHROCCH3O(CH3CO)2O,PyrK2CO3,aq MeOH基团保护PPT课件 (2)一、羟基的保护基团10 形成苯甲酸酯类形成苯甲酸酯类 ROCOPh 制备时，用苯甲酰氯与醇类在吡啶中作用。苯甲酸制备时，用苯甲酰氯与醇类在吡啶中作用。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。酯较乙酯稳定，脱去苯甲酸酯需要较激烈的皂代条件。ROHROCOPhPhCOCl,PyrKOH,aq MeOH脱去乙酸酯保护基可使用皂化反应水解。乙酯可与脱去乙酸酯保护基可使用皂化反应水解

12、。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。单，常用来帮助决定醇类的结构。基团保护PPT课件 (2)二、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。保护基即可以是缩醛，缩酮，也可以是碳酸酯。1. 缩醛或缩酮缩醛或缩酮 在这种反应中，一般使用的羰基化合物是丙酮或在这种反应中，一般使用的羰基化合物是丙酮或苯甲醛

13、，丙酮在酸催化下与顺式苯甲醛，丙酮在酸催化下与顺式1,2二醇反应，二醇反应， 苯甲醛往往在氯化锌存在下与苯甲醛往往在氯化锌存在下与1,3二醇反应。二醇反应。 缩醛和缩酮在中性和碱性条件下稳定，因此，假如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，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。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。二醇可用稀酸处理再生。苄叉基可用氢解方法除去。基团保护PPT课件 (2)二、 二羟基的保护基团OHOHOHOOHOOTHPabcOHOTHPC6H13nOHO

14、HC6H13nd(a)H+, (b) PCC,NaOAc (c)i.n C6H13MgBr ii.H3+O (d)MeOH,H+OHOHOOOMeMeOOMeMeOHMeOOMeMeHOMeCMeOMeMeOMeTsOH, 89%(i)mCPBA(ii)Me2CuLiether99%94%trace HCldistil基团保护PPT课件 (2)二、二羟基的保护基团CH2OHCHOHCH2OHCH2OHCHOCO(CH2)14CH3CH2OHCH2OHCHOHCH2OC(CH2)14CH3OOOHOHPhHOOCH2OHCH3CH3PhCHOHCl(20%)CH3COCH3HCl(80%)CH3

15、(CH2)14COClH2/Pd(40%)(1)(2)CH3(CH2)14CO2Hdry HClH2O(43%)(1)(2)基团保护PPT课件 (2)二、二羟基的保护基团2. 碳酸酯碳酸酯 在吡啶存在下，光气与顺式在吡啶存在下，光气与顺式 1,2二醇反应，给出在二醇反应，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，能保护进行氧化，还原时，能保护1,2二醇。二醇。 用碱性试剂处理，则二醇从碳酸酯再生。用碱性试剂处理，则二醇从碳酸酯再生。OOHOHPhCH2OCH2OCH3OPhCH2OCH2OCH3COCl2Pyridi

16、ne(1) HBr(2) (PhCH2O)2PO2N(C2H5)4OOO基团保护PPT课件 (2)二、二羟基的保护基团OPhCH2OCH2OOOOP(O(O)CH2Ph)2OHOCH2OOOOP(O(O)CH2Ph)2H2, PdOHOCH2HOOHOP(O(O)CH2Ph)2LiOHH2OOHOOHOHNOMeOOHONOMeOOOO,DMFHC(OEt)3H2SO4ONOMeOBnOOOONOMeOBnOHOOHTFA H2O基团保护PPT课件 (2)三、羰基的保护保护羰基的方法可分为二种：保护羰基的方法可分为二种：一是形成缩酮或其对等物一是形成缩酮或其对等物RC ORRCYXR 醛基是最

17、容易形成缩醛或对等物的羰基，而苯环上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。的酮基则是反应性最低的羰基。一般说来，反应性是：一般说来，反应性是： 醛基醛基 链状羰基（环已酮）链状羰基（环已酮） 环戊酮环戊酮 ,-不饱不饱和酮和酮 苯基酮。苯基酮。 缩酮的保护基不与碱，氧化剂或亲核剂（如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。作用，而通常以酸水解回复到羰基。基团保护PPT课件 (2)三、羰基的保护X=OH， Y=OHKetal (acetal)X=SH， Y=SHDithioketalX=OH， Y=SHOxothi

18、oketalX=OH， Y=CNCyanohydrin 羟腈X=NH2， Y=CNAminonitrileX，Y=O-(CH2)2-ODioxolane 二氧戊环X，Y=O-(CH2)2-NOxazolidine 咪唑烷X，Y=N-(CH2)2-NImidazolidineX，Y=S-(CH2)2-NThiazolidine 噻唑烷X，Y=S-(CH2)2-SDithiolane 二硫戊烷X，Y=S-(CH2)3-SDithiane 二噻烷基团保护PPT课件 (2)三、 羰基的保护二是使用隐藏性羰基二是使用隐藏性羰基C CC OO3CHOHC OPCCC CCOCH2Hg ,H2O2+C NC

19、HOiBu2AlH基团保护PPT课件 (2)三、 羰基的保护1. 形成二甲醇缩酮形成二甲醇缩酮 R2C(OCH3)2制备：以甲醇在酸催化下与醛，酮类进行脱水作用。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一般的酸催化可用盐酸气HCl(g)，甲苯磺酸或酸性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。子筛吸水，或加过量的甲醇。R2C=OR2COCH3OCH3CH3OH,H+N H2SO42基团保护PPT课件 (2)三、羰基的保护将缩酮回复到酮类（即除去保护基团），可以在酸将缩酮回复到酮类

20、（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）。用（软硬酸碱原理）。CHOMeClMeOMeOMeCHOMe(i)MeOH,H+(ii) tBuOK,DMSOpTsOH,H2O基团保护PPT课件 (2)三、 羰基的保护2. 形成乙二醇缩酮形成乙二醇缩酮R2C(OCH2)2 制备时，在乙二醇酸催化下与酮类进行作用。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。此缩酮比二甲缩酮稳定，但也可在酸性溶液中水解。 HNEtHOOHNEtHOOOHNEtHOpTsOH,

21、PhHHOCH2CH2OH85%(i)LiAlH4,THF(ii)aq.NaOH(iii) N HCl1R2C=OR2COOCH2CH2HOCH2CH2OH,H+H3O+基团保护PPT课件 (2)三、羰基的保护CO2CH3OCO2CH3OOCH3COClCH2OHOOCH2OCOCH3OOOCH2OHOCH2OCOCH3benzeneHOCH2CH2OHTsOH(86%)LiAlH4(67%)基团保护PPT课件 (2)三、羰基的保护3. 形成丙二硫醇缩酮形成丙二硫醇缩酮 保护基团在中性或碱性条件下是比较稳定的。 R2C=OR2CSSMeI,H2O,MeOHHS(CH2)3SH,BF3 Et2O

22、(CH3)2CClCHO(CH3)2CClCHOOCH2CCH3CHOOCH2=C CHOCH3HOCH2CH2OH(TsOH)benzene(86%)HOCH2CH2OH(71%)KF(66%)oxalic acidacetone solution基团保护PPT课件 (2)三、羰基的保护OCOCH3CH3CO2HOCH3CO2HSOOHHOSOCOCH3HOHHO(69%)HSCH2CH2OHZnCl2LiAlH4(96%)Raney Niacetone(65%)基团保护PPT课件 (2)四、羧酸的保护羧酸以酯的形式被保护，常常用甲酯或乙酯，然而羧酸以酯的形式被保护，常常用甲酯或乙酯，然而为

23、了除去它们需要强酸性或强碱性条件可能是不利方面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）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，苄酯（能经氢解而脱苄基）或,- -三氯乙酯（去三氯乙酯（去保护作用可用包括锌引起的消除反应）可能更有用。保护作用可用包括锌引起的消除反应）可能更有用。CH2=CCl2+RCO2 ZnCl+_R COOCH2CClClClZn基团保护PPT课件 (2)四、羧酸的保护 三氯乙酯曾被三氯乙酯曾被WoodwardWoodward用于在头孢菌素用于在头孢菌素C C的的合成。其中的合成。其中的-

24、内酰胺环在除去保护基时不受内酰胺环在除去保护基时不受影响。影响。Cl3CCH2O2CCH(CH2)3CONHNHCO2CH2CCl3NOSCO2CH2CCl3CH2OCOCH3基团保护PPT课件 (2)四、羧酸的保护苄酯和叔丁酯保护广泛用于多肽合成中:H2NCH2CO2HPh3CNHCH2CO2HPh3CNHCH2CO2CO2C2H5Ph3CNHCH2CONHCHCO2CH2PhCH2PhH2NCH2CONHCHCO2CH2PhCH2PhH2NCH2CONHCHCO2HCH2PhPh3CCl(C2H5)2NHClCO2C2H5(C2H5)3NPhCH2CH(NH2)CO2CH2PhHClEtOHsolutionH2 Pd(90%)基团保护PPT课件 (2)四、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。苄基对于温和酸处理是稳定的，它易被氢解除去。H2NCH2CO2HPhCH2OCONHCH2CO2HH2 Pd(60%)PhCH2OCONHCH2CONHCHCO2C(CH3)3CH2PhH2NCH2CONHCHCO2C(CH3)3CH2PhH2NCH2CONHCHCO2HCH2PhPhCH2OCOClPhCH2CH(NH2)CO2C(CH3)3(C2H5O)2P(O)2OHClbenzene(8