氨基的保护脱保护

1、药明康德新药开发有限公司药明康德新药开发有限公司氨基的保护与脱保护氨基的保护与脱保护化学合成部执行主任化学合成部执行主任: :马汝建马汝建经典化学合成反应经典化学合成反应讲座讲座( (四四) )药明康德版权所有药明康德版权所有化学合成部培训材料化学合成部培训材料, 药明康德版权所有药明康德版权所有,221. 常见的常见的烷氧羰基类烷氧羰基类氨基保护基氨基保护基 苄氧羰基苄氧羰基(Cbz) 、叔丁氧羰基、叔丁氧羰基(Boc) 、笏甲氧羰基、笏甲氧羰基(Fmoc) 、烯、烯丙氧羰基丙氧羰基(Alloc) 、 三甲基硅乙氧羰基三甲基硅乙氧羰基(Teoc) 、甲、甲(或乙或乙)氧羰基氧羰基 2. 常见

2、的常见的酰基类酰基类氨基保护基氨基保护基 邻苯二甲酰基邻苯二甲酰基(Pht) 、对甲苯磺酰基、对甲苯磺酰基(Tos) 、三氟乙酰基、三氟乙酰基(Tfa）邻（对）硝基苯磺酰基邻（对）硝基苯磺酰基(Ns)、特戊酰基、苯甲酰基、特戊酰基、苯甲酰基3. 常见的常见的烷基类烷基类氨基保护基氨基保护基 三苯甲基三苯甲基(Trt) 、2,4-二甲氧基苄基二甲氧基苄基(Dmb) 对甲氧基苄基对甲氧基苄基(PMB) 、苄基、苄基(Bn)常见氨基保护基常见氨基保护基化学合成部培训材料化学合成部培训材料, 药明康德版权所有药明康德版权所有,33氨基保护基的选择策略氨基保护基的选择策略最好的是不保护最好的是不保护.

3、. 若需要保护若需要保护, ,选择最容易上和脱的保护基选择最容易上和脱的保护基, ,当几个保护基需要同时被除去时，用相同的保护基来保护不当几个保护基需要同时被除去时，用相同的保护基来保护不同的官能团是非常有效。要选择性去除保护基时，就只能采同的官能团是非常有效。要选择性去除保护基时，就只能采用不同种类的保护基。用不同种类的保护基。要对所有的反应官能团作出评估，确定哪些在所设定的反应要对所有的反应官能团作出评估，确定哪些在所设定的反应条件下是不稳定并需要加以保护的，选择能和反应条件相匹条件下是不稳定并需要加以保护的，选择能和反应条件相匹配的氨基保护基。配的氨基保护基。还要从电子和立体的因素去考虑

4、对保护的生成和去除速率的还要从电子和立体的因素去考虑对保护的生成和去除速率的选择性选择性如果难以找到合适的保护基，要么适当调整反应路线使官能如果难以找到合适的保护基，要么适当调整反应路线使官能团不再需要保护或使原来在反应中会起反应的保护基成为稳团不再需要保护或使原来在反应中会起反应的保护基成为稳定的；要么重新设计路线，看是否有可能应用前体官能团定的；要么重新设计路线，看是否有可能应用前体官能团（如硝基等）；或者设计出新的不需要保护基的合成路线。（如硝基等）；或者设计出新的不需要保护基的合成路线。选择一个氨基保护基时，必须仔细考虑到所有的反应物，反选择一个氨基保护基时，必须仔细考虑到所有的反应物

5、，反应条件及所设计的反应过程中会涉及的底物中的官能团。应条件及所设计的反应过程中会涉及的底物中的官能团。化学合成部培训材料化学合成部培训材料, 药明康德版权所有药明康德版权所有,44第一部分第一部分: 烷氧羰基类烷氧羰基类氨基保护基氨基保护基化学合成部培训材料化学合成部培训材料, 药明康德版权所有药明康德版权所有,551.1 苄氧羰基的引入苄氧羰基的引入用用Cbz-ClCbz-Cl与游离氨基在用与游离氨基在用NaOH NaOH 或或NaHCONaHCO3 3 控制的碱性条件下控制的碱性条件下可以很容易同可以很容易同Cbz-ClCbz-Cl反应得到反应得到N-N-苄氧羰基氨基化合物。苄氧羰基氨基

6、化合物。氨氨基酸酯同基酸酯同Cbz-ClCbz-Cl的反应则是在有机溶剂中进行，并用碳酸的反应则是在有机溶剂中进行，并用碳酸氢盐或三乙胺来中和反应所产生的氢盐或三乙胺来中和反应所产生的HClHCl。此外，此外，Cbz-ONBCbz-ONB（4-O4-O2 2NCNC6 6H H4 4OCOOBnOCOOBn）等苄氧羰基活化酯也可用来作为苄氧）等苄氧羰基活化酯也可用来作为苄氧羰基的导入试剂，该试剂使伯胺比仲胺易被保护羰基的导入试剂，该试剂使伯胺比仲胺易被保护; ;苯胺由于苯胺由于亲核性不足，与该试剂不反应亲核性不足，与该试剂不反应HNR1R2BaseNR1R2CbzCbz-Cl化学合成部培训材料

7、化学合成部培训材料, 药明康德版权所有药明康德版权所有,661.1.1 苄氧羰基的引入示例苄氧羰基的引入示例NHBrOOHNH2Cbz-Cl10% aq. Na2CO3, Et2O47.1%NHBrOOHNHOOTetrahedron, 2002, 58(39), 7851-7865SONH2.HClOCbz-ClK2CO3SONHCbzO98%Org. Syn., 70, 29化学合成部培训材料化学合成部培训材料, 药明康德版权所有药明康德版权所有,771.1.2 苄氧羰基的脱去苄氧羰基的脱去1). 1). 催化氢解催化氢解2). 2). 酸解裂解酸解裂解(HBr, TMSI)(HBr, T

8、MSI)3). Na/NH3). Na/NH3 3（液）还原（液）还原实验室常用简洁的方法是催化氢解实验室常用简洁的方法是催化氢解( (用用H H2 2或其它供氢体或其它供氢体, ,一般常温一般常温常压氢化即可常压氢化即可); ); 当分子中存在对催化氢解敏感当分子中存在对催化氢解敏感( (有苄醚有苄醚, ,氯溴碘氯溴碘等等) )或钝化催化剂的基团或钝化催化剂的基团( (硫醚等硫醚等) )时，我们就需要采用化学方法时，我们就需要采用化学方法如酸解裂解如酸解裂解HBrHBr或或Na/NHNa/NH3 3（液）还原等。（液）还原等。 NR1CbzR2CH3+CO2+HNR1R2H2CH3+NR1C

9、OOHR2Pd-C苄氧羰基的脱去主要有以下几种方法苄氧羰基的脱去主要有以下几种方法化学合成部培训材料化学合成部培训材料, 药明康德版权所有药明康德版权所有,881.1.2 苄氧羰基的酸性脱除注意点苄氧羰基的酸性脱除注意点OHNHCbzHOHBrOHNH2HO.HBrNHNCbzHBrNHNBn苄氧羰基的用强酸或苄氧羰基的用强酸或LewisLewis酸脱除时酸脱除时, ,会产生苄基的碳正离子会产生苄基的碳正离子, ,若分子中有捕捉碳正离子的基团时若分子中有捕捉碳正离子的基团时, ,将得到相应的副产物将得到相应的副产物. . 化学合成部培训材料化学合成部培训材料, 药明康德版权所有药明康德版权所有

10、,991.1.3 苄氧羰基的脱去示例（一）苄氧羰基的脱去示例（一）OHNOOOOOOHNHCbzOHHCONH410%Pd-COHNOOOOOOHNH2OH98%Monatsh. Chem., 1997, 128(6-7),725-732OBocHNNHH2/10%Pd-C(Boc)2OOOOHNNH54%WO2004092166ClNNHNONHClPdCl2Et3SiHClNNHNONOOCl74%US20030144297化学合成部培训材料化学合成部培训材料, 药明康德版权所有药明康德版权所有,1010NHNNNNHNClNH2NHNNNNHNClNHCbzMe3SiIEt3N, CH3

11、CN56%US20050203078SNEtOOCNHOONNHCbz33% HBrAcOH, 91%SNEtOOCNHOONNH2.HBrHeterocycles, 2002, 58, 521ClNHCbzH2, PdCl2AcOEtClNH2SOMeBrSOMeBrWilkinson catalystH2, Rh(PPh3)3Cl药明康德化学通讯，2007， 1(4)，91.1.4 苄氧羰基的脱去示例（二）苄氧羰基的脱去示例（二）化学合成部培训材料化学合成部培训材料, 药明康德版权所有药明康德版权所有,11111.2 叔丁氧羰基叔丁氧羰基除除CbzCbz保护基外，叔丁氧羰基（保护基外，叔丁

12、氧羰基（BocBoc）也是目前多肽合成中广）也是目前多肽合成中广为采用的氨基保护基，特别是在固相合成中，氨基的保护多为采用的氨基保护基，特别是在固相合成中，氨基的保护多用用BocBoc而不用而不用CbzCbz。BocBoc具有以下的优点：具有以下的优点：Boc-Boc-氨基酸除个别外氨基酸除个别外都能得到结晶；易于酸解除去，但又具有一定的稳定性都能得到结晶；易于酸解除去，但又具有一定的稳定性;Boc-;Boc-氨基酸能较长期的保存而不分解；酸解时产生的是叔丁基阳氨基酸能较长期的保存而不分解；酸解时产生的是叔丁基阳离子再分解为异丁烯，它一般不会带来副反应；对碱水解、离子再分解为异丁烯，它一般不会

13、带来副反应；对碱水解、肼解和许多亲核试剂稳定；肼解和许多亲核试剂稳定；BocBoc对催化氢解稳定，但比对催化氢解稳定，但比CbzCbz对对酸要敏感得多。酸要敏感得多。当当BocBoc和和CbzCbz同时存在时，可以用催化氢解脱同时存在时，可以用催化氢解脱去去CbzCbz，BocBoc保持不变，或用酸解脱去保持不变，或用酸解脱去BocBoc而而CbzCbz不受影响，因不受影响，因而两者能很好地搭配使用。而两者能很好地搭配使用。化学合成部培训材料化学合成部培训材料, 药明康德版权所有药明康德版权所有,12121.2.1 叔丁氧羰基的引入叔丁氧羰基的引入游离氨基在用游离氨基在用NaOH NaOH 或

14、或NaHCONaHCO3 3 控制的碱性条件下用二氧六环控制的碱性条件下用二氧六环和水的混合溶剂中很容易与和水的混合溶剂中很容易与BocBoc2 2O O反应得到反应得到BocBoc保护的胺。保护的胺。这这是引入是引入BocBoc常用方法之一，常用方法之一，它的优点是副产物无干扰它的优点是副产物无干扰, ,并容易并容易除去除去。有时对一些亲核性较大的胺，一般可在甲醇中和。有时对一些亲核性较大的胺，一般可在甲醇中和BocBoc酸酐直接反应即可，无须其他的碱，其处理也方便（见内部酸酐直接反应即可，无须其他的碱，其处理也方便（见内部期刊第一期）。期刊第一期）。对水较为敏感的氨基衍生物，采用对水较为敏

15、感的氨基衍生物，采用BocBoc2 2O/TEA/MeOH or DMF O/TEA/MeOH or DMF 在在40-5040-50下进行较好。有空间位阻的氨基酸而言，用下进行较好。有空间位阻的氨基酸而言，用BocBoc2 2O/MeO/Me4 4NOH.5HNOH.5H2 2O/CHO/CH3 3CNCN是十分有利的。是十分有利的。 叔丁氧羰基的引入一般方法叔丁氧羰基的引入一般方法: :化学合成部培训材料化学合成部培训材料, 药明康德版权所有药明康德版权所有,13131.2.2 叔丁氧羰基的引入示例叔丁氧羰基的引入示例(一一)Boc2ONaOH, t-BuOH, H2OCOOHNH2COO

16、HNHBoc78%95%HOCOOMeNH2.HClBoc2OEt3NHOCOOMeNHBocHNHNNHOOBoc2ODMAP, Et3NNNNOOBocBocBoc83%化学合成部培训材料化学合成部培训材料, 药明康德版权所有药明康德版权所有,14141.2.3 叔丁氧羰基的脱去叔丁氧羰基的脱去BocBoc比比CbzCbz对酸敏感，对酸敏感，酸解产物为异丁烯和酸解产物为异丁烯和COCO2 2（见下式）。（见下式）。在液相肽的合成中，在液相肽的合成中，BocBoc的脱除一般可用的脱除一般可用TFATFA或或50%TFA50%TFA（TFA:CHTFA:CH2 2ClCl2 2 = 1:1,v

17、/v = 1:1,v/v）。在固相肽合成中，由于。在固相肽合成中，由于TFATFA会会带来一些副反应（如产生的胺基上酰化成为相应的三氟乙带来一些副反应（如产生的胺基上酰化成为相应的三氟乙酰胺等），因此多采用酰胺等），因此多采用1-2M HCl/1-2M HCl/有机溶剂。一般而言，用有机溶剂。一般而言，用HCl/HCl/二氧六环比较多见。二氧六环比较多见。OHNORHCl+CO2+RNH2.HCl叔丁氧羰基的脱去叔丁氧羰基的脱去: :化学合成部培训材料化学合成部培训材料, 药明康德版权所有药明康德版权所有,15151.2.3 叔丁氧羰基的脱去叔丁氧羰基的脱去一般选用酸性脱除一般选用酸性脱除:

18、: 用甲醇作溶剂，用甲醇作溶剂，HCl/EtOAcHCl/EtOAc的组合使的组合使TBDMSTBDMS和和TBDPSTBDPS酯以及叔丁酯和非酚类酯在酯以及叔丁酯和非酚类酯在BocBoc脱除时不被断脱除时不被断裂。裂。当同时脱除分子中有叔丁酯基当同时脱除分子中有叔丁酯基( (可根据不同的酸性选择可根据不同的酸性选择性脱性脱Boc)Boc)或分子中有游离羧酸基，千万记住不能用或分子中有游离羧酸基，千万记住不能用HCl/MeOH,HCl/MeOH,其可将羧酸变为甲酯。其可将羧酸变为甲酯。在在BocBoc脱去过程中脱去过程中TBDPSTBDPS和和TBDMSTBDMS基相基相对是稳定的（在对是稳定

19、的（在TBSTBS存在，用稀一些的存在，用稀一些的101020 20 TFATFA）在中性的无水条件下在中性的无水条件下MeMe3 3SiISiI在在CHClCHCl3 3或或CHCH3 3CNCN中除了能脱除中除了能脱除BocBoc外，也能断裂氨基甲酸酯、酯、醚和缩酮。通过控制条件可外，也能断裂氨基甲酸酯、酯、醚和缩酮。通过控制条件可以得到一定的选择性。以得到一定的选择性。化学合成部培训材料化学合成部培训材料, 药明康德版权所有药明康德版权所有,1616 当分子中存在一些官能团其可与副产物叔丁基碳正离子当分子中存在一些官能团其可与副产物叔丁基碳正离子在酸性下反应时，需要添加硫酚在酸性下反应时

20、，需要添加硫酚( (如苯硫酚如苯硫酚) )来清除叔丁来清除叔丁基碳正离子，此举可防止硫醇基碳正离子，此举可防止硫醇( (醚醚, ,酚酚)()(如蛋氨酸如蛋氨酸, ,色氨酸色氨酸等等) )和其他富电子芳环和其他富电子芳环( (吲哚吲哚, ,噻吩噻吩, ,吡唑吡唑, ,呋喃多酚羟基取呋喃多酚羟基取代苯等等代苯等等) )脱脱BocBoc时的烷基化。也可使用其它的清除剂，时的烷基化。也可使用其它的清除剂，如苯甲醚、苯硫基甲醚、甲苯硫酚、甲苯酚及二甲硫醚。如苯甲醚、苯硫基甲醚、甲苯硫酚、甲苯酚及二甲硫醚。 中性条件中性条件TBSOTf/2.6-lutidine TBSOTf/2.6-lutidine 的

21、组合或的组合或ZnBrZnBr2 2/CH/CH2 2ClCl2 2也也可对可对BOCBOC很好的脱除。如果底物对叔丁基碳正离子特别敏很好的脱除。如果底物对叔丁基碳正离子特别敏感，也可以感，也可以ZnBrZnBr2 2/CH/CH2 2ClCl2 2体系中加碳正离子清除剂体系中加碳正离子清除剂 伯胺衍生物存在下，伯胺衍生物存在下， ZnBrZnBr2 2/CH/CH2 2ClCl2 2可以选择性的脱除仲可以选择性的脱除仲胺上的胺上的BocBoc？1.2.3 叔丁氧羰基的脱去叔丁氧羰基的脱去化学合成部培训材料化学合成部培训材料, 药明康德版权所有药明康德版权所有,17171.2.4 叔丁氧羰基的

22、脱去示例叔丁氧羰基的脱去示例97%TBDMSOTf2,6-LutidineCH2Cl2OHNOOOBocHNOOHNOOOH2NO75%NOBocHNOHTBDMSOTfCH2Cl2NOH2NOTBDMS75%NCOOMeNHBocTBSOCbzTFACH2Cl2NCOOMeNH2TBSOCbzJ. Org. Chem., 1990, 55(3), 870J. Org. Chem., 1998, 63(23), 8424J. Org. Chem., 2004, 21, 7004化学合成部培训材料化学合成部培训材料, 药明康德版权所有药明康德版权所有,18181.2.4 叔丁氧羰基的脱去示例叔丁

23、氧羰基的脱去示例BocHNNNHBocBocBuLi, THFBocHNHNNHBoc85%Tetrahedron Lett.;1984; 3191-3194.Tetrahedron Lett.; 1995; 67-70NBocGNHBocHNGNHBocBaseNBocGNHBocHNGNHBocBaseNBocGNHBocHNGNHBocBase化学合成部培训材料化学合成部培训材料, 药明康德版权所有药明康德版权所有,19191.2.5 叔丁氧羰基的脱去叔丁氧羰基的脱去COOMeNMeOOMeBocSynth. Commun.; 1989, 3139-3142.COOMeNHMeOOMeZ

24、nBr2, CH2Cl2NRGBocHNSiO2, heatingTBSOTf, LutidineZnBr2, CH2Cl2ZnBr2, RSH, CH2Cl2NRGH2NRNHBocOMsROHNORNHBocX化学合成部培训材料化学合成部培训材料, 药明康德版权所有药明康德版权所有,20201.3.笏甲氧羰基笏甲氧羰基(Fmoc)FmocFmoc保护基的一个主要的优点是它对酸极其稳定，在它的保护基的一个主要的优点是它对酸极其稳定，在它的存在下，存在下，BocBoc和苄基可去保护。和苄基可去保护。FmocFmoc的其他优点是它较易的其他优点是它较易由简单的胺不通过水解来去保护，被保护的胺以游

25、离碱释由简单的胺不通过水解来去保护，被保护的胺以游离碱释出出。一般而言一般而言FmocFmoc对氢化稳定，但某些情况下，它可用对氢化稳定，但某些情况下，它可用H H2 2/Pd-C/Pd-C在在AcOHAcOH和和MeOHMeOH仲脱去。仲脱去。FmocFmoc保护基可与酸脱去的保护基可与酸脱去的保护基搭配而用于液相和固相的肽合成。保护基搭配而用于液相和固相的肽合成。 笏甲氧羰基的特点笏甲氧羰基的特点: :化学合成部培训材料化学合成部培训材料, 药明康德版权所有药明康德版权所有,21211.3.1笏甲氧羰基的引入笏甲氧羰基的引入用笏甲醇在无水用笏甲醇在无水CHCH2 2ClCl2 2中与过量的

26、中与过量的COClCOCl2 2反应可以反应可以得到很好产率的得到很好产率的Fmoc-ClFmoc-Cl（熔点（熔点6161。5-635-63），），所所得得Fmoc-ClFmoc-Cl在二氧六环在二氧六环/Na/Na2 2COCO3 3或或NaHCONaHCO3 3溶液同氨基溶液同氨基酸反应则可得到酸反应则可得到FmocFmoc保护的氨基酸保护的氨基酸( (一般不能用强一般不能用强碱碱) )。用用Fmoc-OSu(Su=Fmoc-OSu(Su=丁二酰亚胺基丁二酰亚胺基) )在乙腈在乙腈/ /水中水中导入，该方法在制备氨基酸衍生物时很少低聚肽导入，该方法在制备氨基酸衍生物时很少低聚肽生成。目前

27、我们一般更倾向于用生成。目前我们一般更倾向于用Fmoc-OSuFmoc-OSu上上FMoc.FMoc.笏甲氧羰基的引入一般方法笏甲氧羰基的引入一般方法: :化学合成部培训材料化学合成部培训材料, 药明康德版权所有药明康德版权所有,22221.3.2 笏甲氧羰基的引入示例笏甲氧羰基的引入示例79%OFmoc-Clsat. NaHCO3CH2Cl2H2NOTBSOHNOTBSFmocTetrahedron: Asymmetry, 2003, 12, 164578%OOONOOH2NOOHONBocNaHCO3, DMFFmocHNOOHONBoc(Fmoc-OSu)J. Org. Chem., 2

28、005, 68(1), 195-197化学合成部培训材料化学合成部培训材料, 药明康德版权所有药明康德版权所有,23231.3.3 笏甲氧羰基的脱去笏甲氧羰基的脱去FmocFmoc同前面提到的同前面提到的CbzCbz和和BocBoc不同，它对酸稳定，较易通过简单的不同，它对酸稳定，较易通过简单的胺（而不是水解）脱保护，被保护的胺以游离碱释出。胺（而不是水解）脱保护，被保护的胺以游离碱释出。Fmoc-Fmoc-ValOHValOH在在DMFDMF中用不同的胺碱去保护的快慢有较大的差异，中用不同的胺碱去保护的快慢有较大的差异，20%20%的哌的哌啶较快。啶较快。FmocFmoc保护基一般也能用浓氨

29、水、二氧六环保护基一般也能用浓氨水、二氧六环/4M /4M NaOH(30:9:1)NaOH(30:9:1)以及用哌啶、乙醇胺、环己胺、吗啡啉、吡咯烷酮、以及用哌啶、乙醇胺、环己胺、吗啡啉、吡咯烷酮、DBUDBU等胺类的等胺类的50%CH50%CH2 2ClCl2 2的溶液脱去。的溶液脱去。另外，另外，BuBu4 4N N+ +F F- -/DMF/DMF在室温的脱在室温的脱去效果也很好。叔胺（如三乙胺）的脱去效果较差，具有空间位去效果也很好。叔胺（如三乙胺）的脱去效果较差，具有空间位阻的胺其脱除效果最差。阻的胺其脱除效果最差。一般我们在常规合成（液相反应）不经一般我们在常规合成（液相反应）不

30、经常性使用该保护基的原因：常性使用该保护基的原因：. .对碱过于敏感；对碱过于敏感；. .反应的副产物。反应的副产物。OOHNR2R1HNNH2R2R1+化学合成部培训材料化学合成部培训材料, 药明康德版权所有药明康德版权所有,24241.3.4 笏甲氧羰基的脱去示例笏甲氧羰基的脱去示例76%NHNHFmocNNOPiperidineMeOHNHNH2NNOUS632938989%FmocHNSTrtOOAllylDEACH3CNH2NSTrtOOAllylJ. Org. Chem. 2003, 68, 9506化学合成部培训材料化学合成部培训材料, 药明康德版权所有药明康德版权所有,2525

31、1.4.烯丙氧羰基烯丙氧羰基(Alloc)同前面提到的同前面提到的CbzCbz、BocBoc和和FmocFmoc不同，它对酸、碱等都很稳不同，它对酸、碱等都很稳定，在它的存在下，定，在它的存在下，CbzCbz、BocBoc和和FmocFmoc等可选择性去保护，等可选择性去保护，而它的脱去则通常在而它的脱去则通常在Pd(0)Pd(0)的存在下进行的存在下进行Alloc-ClAlloc-Cl在有机溶剂在有机溶剂/Na/Na2 2COCO3 3、NaHCONaHCO3 3溶液或吡啶中同溶液或吡啶中同氨基化合物反应则可得到氨基化合物反应则可得到AllocAlloc保护的氨基衍生物。保护的氨基衍生物。

32、烯丙氧羰基的特点烯丙氧羰基的特点: :烯丙氧羰基的引入烯丙氧羰基的引入 : :化学合成部培训材料化学合成部培训材料, 药明康德版权所有药明康德版权所有,26261.4.1 烯丙氧羰基的引入示例烯丙氧羰基的引入示例82%HOOONH2OAlloc-Claq. NaHCO3, THFOHOONHAllocOJ. Med. Chem., 2004, 47(26), 6455-645892%NBocCONH2HNBoc1. HCl/EtOAc2. Alloc-Cl, Et3NNAllocCONH2HNAllocTetrahedron, 2000, 56(39), 7705化学合成部培训材料化学合成部培

33、训材料, 药明康德版权所有药明康德版权所有,27271.4.2 烯丙氧羰基的脱去烯丙氧羰基的脱去AllocAlloc保护基对酸、碱等都有较强的稳定性，它们通常只用保护基对酸、碱等都有较强的稳定性，它们通常只用Pd(0)Pd(0)，如，如Pd(PPhPd(PPh3 3) )4 4或或Pd(PPhPd(PPh3 3) )2 2ClCl2 2存在的条件去保护。存在的条件去保护。在异戊烯酯或肉桂酸酯存在下，可用在异戊烯酯或肉桂酸酯存在下，可用Pd(OAc)Pd(OAc)2 2/TPPT /TPPT /CH/CH3 3CN/EtCN/Et3 3N/HN/H2 2O O去保护，但随时间的增加，这些酯也会反

34、应，去保护，但随时间的增加，这些酯也会反应，并且氨基甲酸异戊烯酯和烯丙基碳酸酯同样被断裂并且氨基甲酸异戊烯酯和烯丙基碳酸酯同样被断裂。当加入当加入BocBoc2 2O O、AcClAcCl、TsClTsCl、或丁二酸酐时，、或丁二酸酐时，Pd(PPhPd(PPh3 3) )2 2ClCl2 2/ / BuBu3 3SnHSnH可将可将AllocAlloc基转变为其它的胺衍生物。另外，基转变为其它的胺衍生物。另外，AllocAlloc也也可在可在Pd(PPhPd(PPh3 3) )4 4和和HCOOH/TEAHCOOH/TEA或或AcOH/NMOAcOH/NMO催化脱去催化脱去。 化学合成部培训

35、材料化学合成部培训材料, 药明康德版权所有药明康德版权所有,28281.4.3 烯丙氧羰基的脱去示例烯丙氧羰基的脱去示例65%Pd(PPh3)4, THFEEOOTMSONHAllocEEOOTMSONH2NONOOJ. Chem. Soc. Perkin Trans. 1., 2004, 7, 94978%OMeOSHNOOSNNONHAllocSiPd(PPh3)4, TMS-DMATMS-TFA, CH2Cl2OMeOSHNOOSNNONH2SiJ. Med. Chem., 1992, 47(6), 1487化学合成部培训材料化学合成部培训材料, 药明康德版权所有药明康德版权所有,292

36、91.5 三甲基硅乙氧羰基三甲基硅乙氧羰基(Teoc)三甲基硅乙氧羰基三甲基硅乙氧羰基(Teoc)(Teoc)同前面提到的同前面提到的CbzCbz、Boc, Fmoc Boc, Fmoc 和和AllocAlloc不同，它不同，它对酸、大部分碱，及贵金属催化等都很稳定，在它的存对酸、大部分碱，及贵金属催化等都很稳定，在它的存在下，在下，CbzCbz、BocBoc，FmocFmoc和和AllocAlloc等可选择性去保护，而它的脱去等可选择性去保护，而它的脱去则通常在氟负离子进行。则通常在氟负离子进行。如如TBAFTBAF、TEAFTEAF和和HFHF等。等。一般情况下，一般情况下，Teoc-Cl

37、Teoc-Cl、Teoc-OSuTeoc-OSu或或Teoc-OBtTeoc-OBt在有机溶剂，碱的存在在有机溶剂，碱的存在下同氨基化合物反应则可得到下同氨基化合物反应则可得到TeocTeoc保护的氨基衍生物保护的氨基衍生物 RNH2ClOOTMS+Teoc ClRNHTeocBu4N.FRNH2NHOOTMSR三甲基硅乙氧羰基的引入三甲基硅乙氧羰基的引入: :化学合成部培训材料化学合成部培训材料, 药明康德版权所有药明康德版权所有,30301.5.1 三甲基硅乙氧羰基的引入示例三甲基硅乙氧羰基的引入示例75%OHOH2NSiOClOaq. NaHCO3, dioxaneOHOTeocHN84

38、%NH2OOHOHOEt3N, dioxane, H2OSiOOONOOTeocNHOOHOHOSynthesis, 1987, 4, 346化学合成部培训材料化学合成部培训材料, 药明康德版权所有药明康德版权所有,31311.5.2 三甲基硅乙氧羰基的脱去三甲基硅乙氧羰基的脱去一般三甲基硅乙氧羰基一般三甲基硅乙氧羰基(Teoc)(Teoc)脱除主要通过脱除主要通过TBAF(TBAF(四丁基氟四丁基氟化胺化胺) )，TEAF (TEAF (四乙基氟化胺四乙基氟化胺) )或或TMAF(TMAF(四甲基氟化胺四甲基氟化胺) )来脱来脱除除，在脱除过程中，在脱除过程中，TBAFTBAF将产生四丁基胺

39、盐的副产物，常将产生四丁基胺盐的副产物，常常不易除去，而且它的质谱丰度高，往往影响产品的交货，常不易除去，而且它的质谱丰度高，往往影响产品的交货，此时可用此时可用TMAFTMAF或或TEAFTEAF来代替。来代替。 72%MeOOMeOOOOOPOONHTeocOHTBAFTHFMeOOMeOOOOOPOONH2OHOrg. Lett., 2003, 5(16), 2797化学合成部培训材料化学合成部培训材料, 药明康德版权所有药明康德版权所有,32321.6.甲甲(或乙或乙)氧羰基的引入氧羰基的引入甲（或乙）氧羰基同前面提到的各种烷氧羰基不同，它对甲（或乙）氧羰基同前面提到的各种烷氧羰基不同

40、，它对一般的酸、碱和氢解等都很稳定，在它的存在下，一般的酸、碱和氢解等都很稳定，在它的存在下，CbzCbz、BocBoc和苄基等可选择性去保护。和苄基等可选择性去保护。同同CbzCbz、Fmoc Fmoc 和和AllocAlloc的引入方法类似，用甲（或乙）氧的引入方法类似，用甲（或乙）氧羰酰氯在有机溶剂羰酰氯在有机溶剂/Na/Na2 2COCO3 3、NaHCONaHCO3 3或有机碱同氨基化合物或有机碱同氨基化合物反应则可得到甲（或乙）氧羰基保护的氨基衍生物。反应则可得到甲（或乙）氧羰基保护的氨基衍生物。甲（或乙）氧羰基的引入一般方法甲（或乙）氧羰基的引入一般方法: :化学合成部培训材料化

41、学合成部培训材料, 药明康德版权所有药明康德版权所有,33331.6.1 甲甲(或乙或乙)氧羰基的引入示例氧羰基的引入示例76%SNHCOOHClCOOEtEt3NSNCOOHCOOEtSynthesis, 1999, 6, 94394%COOHNH2OClCOOMeNaHCO3COOHNHCOOMeOTetrahedron: Asymmetry, 2002, 13,961化学合成部培训材料化学合成部培训材料, 药明康德版权所有药明康德版权所有,34341.6.2 甲甲(或乙或乙)氧羰基的脱去氧羰基的脱去因为甲（或乙）氧羰基较强的稳定性，它们通常只用较剧因为甲（或乙）氧羰基较强的稳定性，它们通

42、常只用较剧烈的条件去保护，如烈的条件去保护，如HBr/HOAcHBr/HOAc处理、处理、KOH/MeOHKOH/MeOH、6 N HCl 6 N HCl 和和TMSITMSI等。等。 85%HNNHNNHNNCOOEt33% HBr-AcOH2 HBrHelv. Chim. Acta. 1986,69(4), 605-607化学合成部培训材料化学合成部培训材料, 药明康德版权所有药明康德版权所有,3535第二部分第二部分: 酰基类酰基类氨基保护基氨基保护基化学合成部培训材料化学合成部培训材料, 药明康德版权所有药明康德版权所有,36362.1. 邻苯二甲酰基邻苯二甲酰基同一般的酰基氨基酸比较

43、，同一般的酰基氨基酸比较，Pht-Pht-氨基酸在接肽时不易消旋，氨基酸在接肽时不易消旋，但它对碱不稳定，在碱皂化的条件下发生邻苯二甲酰亚胺但它对碱不稳定，在碱皂化的条件下发生邻苯二甲酰亚胺环的开环生成邻羧基苯甲酰基衍生物。环的开环生成邻羧基苯甲酰基衍生物。因此，当选用因此，当选用PhtPht作氨基保护基时，肽链的羧基末端则不能用甲酯（或乙酯）作氨基保护基时，肽链的羧基末端则不能用甲酯（或乙酯）保护，而只能用苄酯或叔丁酯保护，以避免将来用皂化去保护，而只能用苄酯或叔丁酯保护，以避免将来用皂化去酯的步骤酯的步骤。PhtPht对催化氢解、对催化氢解、HBr/HOAcHBr/HOAc处理以及处理以及

44、Na/NHNa/NH3 3（液）还原（后处理的碱性条件需要避免）等均稳定，但（液）还原（后处理的碱性条件需要避免）等均稳定，但很容易用肼处理脱去很容易用肼处理脱去。另外其特性只用于伯胺保护另外其特性只用于伯胺保护邻苯二甲酰基的特点邻苯二甲酰基的特点: :化学合成部培训材料化学合成部培训材料, 药明康德版权所有药明康德版权所有,37372.1.1 邻苯二甲酰基的引入邻苯二甲酰基的引入最先导入最先导入PhtPht基的方法是将邻苯二甲酸酐同氨基酸在基的方法是将邻苯二甲酸酐同氨基酸在145-150145-150进进行熔融反应，但会引起一些氨基酸部分消旋作用，因而后来又进行熔融反应，但会引起一些氨基酸部

45、分消旋作用，因而后来又进行了一些改进，如邻苯二甲酸酐行了一些改进，如邻苯二甲酸酐/CHCl/CHCl3 3/70/70下反应。下反应。而最温和的而最温和的方法（见下式）是方法（见下式）是N-N-乙氧羰基邻苯二甲酰亚胺与氨基酸在乙氧羰基邻苯二甲酰亚胺与氨基酸在NaNa2 2COCO3 3水溶液中于水溶液中于2525反应反应10-1510-15分钟，就可以得到分钟，就可以得到85-95%85-95%的的Pht-Pht-氨基衍氨基衍生物，并且可在仲胺的存在时选择性地保护伯胺。生物，并且可在仲胺的存在时选择性地保护伯胺。NKOOEtOCOClNOOOEtORCOOHNH2Na2CO3CONHCHRCO

46、ONaCONHCOOEtNOORCOONa+H2NCOOEt+NaHCO3NOORCOOHHCl邻苯二甲酰基的引入邻苯二甲酰基的引入: :化学合成部培训材料化学合成部培训材料, 药明康德版权所有药明康德版权所有,38382.1.2 邻苯二甲酰基的引入示例邻苯二甲酰基的引入示例OHOHNH2COOHCOOEtPyBOP, DIPEAOHOHNPht83%J. Org. Chem., 1998, 11, 3560NHOOEtOCOClEt3N, DMFNOOCOOEtONH2OONPhtONaHCO395%75%J. Org. Chem., 1980, 45(1), 174-175化学合成部培训材

47、料化学合成部培训材料, 药明康德版权所有药明康德版权所有,39392.1.3 邻苯二甲酰基的脱去邻苯二甲酰基的脱去Pht-Pht-氨基衍生物很容易用肼处理脱去。氨基衍生物很容易用肼处理脱去。一般用水合肼的醇一般用水合肼的醇溶液回流溶液回流2 2 小时或用肼的水或醇溶液室温放置小时或用肼的水或醇溶液室温放置1-2 1-2 天都可天都可完全脱去完全脱去PhtPht保护基。保护基。在此条件下在此条件下CbzCbz、BocBoc、甲酰基、甲酰基、TrtTrt、TosTos等均可不受影响。等均可不受影响。在肼效果差的情况下，用在肼效果差的情况下，用NaBHNaBH4 4/ /i- -PrOH-HPrOH

48、-H2 2O(6:1)O(6:1)和和AcOHAcOH在在8080反应反应5-85-8小时是很有效的小时是很有效的( (见见下式下式) )。另外，浓另外，浓HClHCl回流也容易脱去回流也容易脱去PhtPht保护基。保护基。邻苯二甲酰基的脱去邻苯二甲酰基的脱去: :化学合成部培训材料化学合成部培训材料, 药明康德版权所有药明康德版权所有,40402.1.4 邻苯二甲酰基的脱去示例邻苯二甲酰基的脱去示例ONPhtON2H4/MeOHONH2O95%Org. Lett., 2004, 16, 272195%NPhtOconc. HClNH2.HClOJ. Org. Chem., 2005, 6,

49、2067NHHNPhtOOHNaBH4, AcOHi-PrOH, H2ONHHNH2OOH89%Tetrahedron Lett., 1984, 25, 2093化学合成部培训材料化学合成部培训材料, 药明康德版权所有药明康德版权所有,41412.2.对甲苯磺酰基对甲苯磺酰基对甲苯磺酰胺一般可由胺和对甲苯磺酰氯在吡啶对甲苯磺酰胺一般可由胺和对甲苯磺酰氯在吡啶或水溶性碱存在下制得，它是最稳定的氨基保护或水溶性碱存在下制得，它是最稳定的氨基保护基之一，对碱性水解和催化还原稳定。基之一，对碱性水解和催化还原稳定。碱性较弱碱性较弱的胺如吡咯和吲哚形成的对甲苯磺酰胺比碱性更的胺如吡咯和吲哚形成的对甲苯磺

50、酰胺比碱性更强的烷基胺所形成的对甲苯磺酰胺更易去保护，强的烷基胺所形成的对甲苯磺酰胺更易去保护，可以通过碱性水解去保护，而后者通过碱性水解可以通过碱性水解去保护，而后者通过碱性水解去保护是不可能的。去保护是不可能的。同时同时TosTos的酰胺或氨基甲酸酯的酰胺或氨基甲酸酯更容易形成结晶。更容易形成结晶。Tos-Tos-氨基酸的酰氯在氨基酸的酰氯在NaOHNaOH等强等强碱作用下也很不稳定碱作用下也很不稳定对甲苯磺酰基的特点：对甲苯磺酰基的特点：化学合成部培训材料化学合成部培训材料, 药明康德版权所有药明康德版权所有,42422.2.1 对甲苯磺酰基的引入对甲苯磺酰基的引入对甲苯磺酰氯在对甲苯磺

51、酰氯在NaOHNaOH、NaHCONaHCO3 3或其他有机碱存在下同氨基或其他有机碱存在下同氨基酸、吡咯和吲哚等反应很容易得到良好产率的酸、吡咯和吲哚等反应很容易得到良好产率的Tos-Tos-衍生物衍生物NCOOMeNH2HOTsClEt3N, THFNCOOMeNHTsHO61%化学合成部培训材料化学合成部培训材料, 药明康德版权所有药明康德版权所有,43432.2.2 对甲苯磺酰基的脱去对甲苯磺酰基的脱去TosTos基非常稳定，它经得起一般酸解基非常稳定，它经得起一般酸解(TFA(TFA和和HClHCl等）、皂化、等）、皂化、催化氢解等多种条件得处理比受影响，常用萘钠、催化氢解等多种条件

52、得处理比受影响，常用萘钠、Na/NHNa/NH3 3( (液液) )和和 Li/NHLi/NH3 3( (液液) )处理脱去。处理脱去。HBr/HBr/苯酚和苯酚和Mg/MeOH Mg/MeOH 也是比较好的去保护方法。值得注意的是，也是比较好的去保护方法。值得注意的是，Na/NHNa/NH3 3( (液液) )的操的操作比较麻烦，并且会引起一些肽键的断裂和肽链的破坏。作比较麻烦，并且会引起一些肽键的断裂和肽链的破坏。另外，有时另外，有时HF/MeCNHF/MeCN回流也能脱去回流也能脱去TosTos基。基。 OHHTosHNOHOHHH2NOHNa/NH389%Eur. J. Org. Ch

53、em., 1999, 11, 2977NH2NHTosNa/NaphthalenideNH2NH239%Tetrahedron: Asymmetry, 1999, 10(5), 1001化学合成部培训材料化学合成部培训材料, 药明康德版权所有药明康德版权所有,44442.2.3 邻邻(对对)硝基磺酰基硝基磺酰基(Ns)的引入的引入邻邻( (对对) )甲苯磺酰基甲苯磺酰基(Ns)(Ns)作为氨基的保护基也很常见，其主作为氨基的保护基也很常见，其主要优点是易于引入，并且脱除条件温和。要优点是易于引入，并且脱除条件温和。2-或或4-硝基苯磺酰氯反应很容易实现硝基苯磺酰氯反应很容易实现(Et3N，CH

54、2Cl2，23)，生成的磺酰胺在强酸（，生成的磺酰胺在强酸（HCl 10eq，MeOH，60，4 h）或强碱（）或强碱（NaOH 10eq，MeOH，60，4 h）环境中）环境中都相当稳定。都相当稳定。 ClBrNH2NO2SO2ClPyridine/THF, 2hClBrNHSOOO2NJ. Mde. Chem. 1991, 34(4), 1356化学合成部培训材料化学合成部培训材料, 药明康德版权所有药明康德版权所有,45452.2.4 邻邻(对对)甲苯磺酰基甲苯磺酰基(Ns)的脱除的脱除NsNs的脱去也相当温和，可以用（的脱去也相当温和，可以用（PhSHPhSH，K K2 2COCO3

55、3，DMFDMF，2323）或（或（HSCHHSCH2 2COOHCOOH，LiOHLiOH，DMFDMF，2323），进而生成胺基化合），进而生成胺基化合物。其中第二种条件更利于操作，因为生成的副产物物。其中第二种条件更利于操作，因为生成的副产物（O O2 2NCNC6 6H H4 4SCHSCH2 2COOHCOOH）在碱性条件下可以用水洗除去。）在碱性条件下可以用水洗除去。 化学合成部培训材料化学合成部培训材料, 药明康德版权所有药明康德版权所有,46462.3. 三氟乙酰基三氟乙酰基三氟乙酰基（三氟乙酰基（TfaTfa）可用三氟醋酐导入，在稀碱液中很容易）可用三氟醋酐导入，在稀碱液中很

56、容易脱去。脱去。由于由于N-Tfa-N-Tfa-氨基酸在接肽时易于消旋，也是采用此保氨基酸在接肽时易于消旋，也是采用此保护基时应该注意的地方。护基时应该注意的地方。ONH2OBrHHTFAAEt3N, DMAPONHCOCF3OBrHH92%J. Med. Chem., 2003, 46(16), 3526化学合成部培训材料化学合成部培训材料, 药明康德版权所有药明康德版权所有,47472.3.1 三氟乙酰基的引入三氟乙酰基的引入由于三氟醋酐同氨基酸反应时易生成恶唑烷酮而发生消旋，因此，同由于三氟醋酐同氨基酸反应时易生成恶唑烷酮而发生消旋，因此，同甲酰基的引入一样，在低温下于三氟醋酸溶液中用三

57、氟醋酐酰化为好甲酰基的引入一样，在低温下于三氟醋酸溶液中用三氟醋酐酰化为好。一般而言，一般而言，CFCF3 3COOEt/EtCOOEt/Et3 3N/MeOHN/MeOH是较好的方法，可在仲胺存在下，选是较好的方法，可在仲胺存在下，选择性地保护伯胺。择性地保护伯胺。在在TFAA/18-Crown-6/EtTFAA/18-Crown-6/Et3 3N N中，伯胺与中，伯胺与18-Crown-618-Crown-6形形成络合物，可选择性地酰化仲胺。而在仲胺存在下，成络合物，可选择性地酰化仲胺。而在仲胺存在下，CFCF3 3COO-COO-邻苯二甲邻苯二甲酰亚胺也可选择性地将酰亚胺也可选择性地将T

58、FATFA基团引入到伯胺。基团引入到伯胺。OMeNHCF3OOMeNH2CF3COOEtEt2O98%Tetrahedron, 1997, 53(37), 12699NHHOBnNHCOCF3CF3COOEtNHHOBnNH285%Helv. Chim. Acta., 2000, 83(8), 2007化学合成部培训材料化学合成部培训材料, 药明康德版权所有药明康德版权所有,48482.3.2 三氟乙酰基的脱去三氟乙酰基的脱去三氟乙酰胺也是较易去保护地酰胺之一。三氟乙酰胺也是较易去保护地酰胺之一。TfaTfa基可以在水或乙醇水溶液基可以在水或乙醇水溶液中用中用0.1-0.2 N NaOH0.1

59、-0.2 N NaOH处理或者用处理或者用1 M 1 M 哌啶溶液处理很容易地脱去。哌啶溶液处理很容易地脱去。在在K K2 2COCO3 3或或NaNa2 2COCO3 3/MeOH/H/MeOH/H2 2O O条件下，条件下，TfaTfa可在甲基酯存在下于室温去保护。可在甲基酯存在下于室温去保护。也可在也可在NHNH3 3/MeOH/MeOH，HCl/MeOHHCl/MeOH或通过相转移水解或通过相转移水解(KOH/Et(KOH/Et3 3BnBn+ +BrBr- -/H/H2 2O/CHO/CH2 2ClCl2 2或乙醚或乙醚) )脱去。脱去。ONH2OHKOHMeOH, H2OONHCO

60、CF3OH59%J. Med. Chem., 2003, 46(16), 3526NHNHCOCF3NHNH25% K2CO3MeOH, H2O85%Helv. Chim. Acta., 2000, 83(8), 2007化学合成部培训材料化学合成部培训材料, 药明康德版权所有药明康德版权所有,49492.4 其他用于氨基保护的酰胺其他用于氨基保护的酰胺特戊酰胺：无特戊酰胺：无a a- -质子，用于芳环的另外负离子化。质子，用于芳环的另外负离子化。苯甲酰胺：苯甲酰基，可用于分子设计的官能团转化苯甲酰胺：苯甲酰基，可用于分子设计的官能团转化脱除方法脱除方法NHORNHORBuLi, THFE+E