有机合成中的保护基团

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第1页/共31页第一页，共32页。2.1羟基的保护基团去保护基原理：硬软酸碱原理（hard-softacidsandbasesprinciple），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。第2页/共31页第二页，共32页。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（bulkygroup），脱去时需用酸处理：第3页/共31页第三页，共32页。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-dimethylaminopyridine,DMAP）为催化剂。3.形成苄醚ROCH2Ph制备时，使醇在强碱下与苄溴(benzylbromide)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。第4页/共31页第四页，共32页。2.1羟基的保护基团三苯甲基（tritylgroup）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。第5页/共31页第五页，共32页。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。第6页/共31页第六页，共32页。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羟基的保护基团第7页/共31页第七页，共32页。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。第8页/共31页第八页，共32页。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。第9页/共31页第九页，共32页。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。第10页/共31页第十页，共32页。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。第11页/共31页第十一页，共32页。2.2二羟基的保护基团第12页/共31页第十二页，共32页。2.2二羟基的保护基团第13页/共31页第十三页，共32页。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。第14页/共31页第十四页，共32页。2.2二羟基的保护基团第15页/共31页第十五页，共32页。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>α，β-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。第16页/共31页第十六页，共32页。2.3羰基的保护第17页/共31页第十七页，共32页。2.3羰基的保护二是使用隐藏性羰基第18页/共31页第十八页，共32页。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。第19页/共31页第十九页，共32页。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）。第20页/共31页第二十页，共32页。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。

第21页/共31页第二十一页，共32页。2.3羰基的保护第22页/共31页第二十二页，共32页。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。

第23页/共31页第二十三页，共32页。2.3羰基的保护第24页/共31页第二十四页，共32页。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β,β,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。第25页/共31页第二十五页，共32页。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β-内酰胺环在除去保护基时优质不受影响。第26页/共31页第二十六页，共32页。2.4羧酸的保护第27页/共31页第二十七页，共32页。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。第28页/共31页第二十八页，共32页。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:第29页/共31页第二十九页，共32页。2.5氨基的保护第30页/共31页第三十页，共32页。感谢您的观看！第31页/共31页第三十一页，共32页。内容总结2.1羟基的保护基团。因为有位阻的醇进行三苯甲基化被一