化学与环境 班 温才裕 周俊凯

化学与环境班温才裕周俊凯第1页，课件共32页，创作于2023年2月官能团保护的意义有机反应往往会伴有副反应，原因就是有机反应的复杂性，反应条件、官能团的相互影响等都会影响反应的进行．在有些反应中，使某个官能团参加反应时，可能会有其他的官能团受到影响，这样就需要对官能团进行保护．第2页，课件共32页，创作于2023年2月官能团的保护一、保护基的基本条件二、羟基保护三、羰基保护四、氨基保护五、羧基保护六、活泼碳氢键和碳碳键的保护

第3页，课件共32页，创作于2023年2月一、保护基的基本条件总的说来，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。第4页，课件共32页，创作于2023年2月二、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′)，缩醛或缩酮类。前者对氧化剂或还原剂都有相当的稳定性。1、醚类衍生物

①形成甲醚类ROCH3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BF3·Et2O）催化下形成甲醚.第5页，课件共32页，创作于2023年2月②甲基硅醚（TMS）及其它硅醚保护基制备时，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的键结合力甚强，大于Si-O的键能）。③苄基醚（Bn）保护基苄基醚的稳定性与甲基醚类似，对于多数酸和碱以及氧化剂都非常稳定，形成保护的反应条件也温和，操作简单，作为反应物的苄基溴或者苄基氯便宜易得。第6页，课件共32页，创作于2023年2月④三苯甲基醚三苯甲基醚在糖、核苷和甘油酯化学中广泛的用来保护一级羟基，它的最大优点是在多羟基化合物中选择性的保护伯醇羟基。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4-二甲胺基吡啶（4-dimethylaminopyridine,DMAP）为催化剂。三苯甲基（tritylgroup）是一更大的基团，脱去时用酸反应，或锂金属处理。第7页，课件共32页，创作于2023年2月5、烯丙醚类用烯丙基来保护醇羟基，烯丙醚容易制成并且在中度酸性和碱性情况下稳定,然而在碱性条件下它们就转换为异构的丙烯醚式，后者易被酸水解，或在中性条件下用氯化高汞处理裂去，烯丙基仅能与对碱稳定的保护基（如其他醚类或缩醛）一起应用。第8页，课件共32页，创作于2023年2月（2）缩醛和缩酮类衍生物①四氢吡喃醚（THP）保护基制备时，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9页，课件共32页，创作于2023年2月②α-卤代酸酯保护基

α-卤代酸酯衍生物如：ClCH2COOR、Cl2CHCOOR、Cl3CCOOR、F3COOR等，可分别由酰卤、酸酐和具有羟基的化合物作用来制备。这类保护基在分子中引入了卤素，使羰基碳原子的亲电性增强，从而易于水解，利用这一特性进行选择性的解除。其保护基的解除通常在碱性条件下或胺类化合物中进行。2．酚羟基的保护酚的保护基也可分为醚、酯和缩醛三类，例如：第10页，课件共32页，创作于2023年2月三、羰基的保护醛、酮的保护基相对较少，常见的有O,O-缩醛和O,S-缩醛，以及S,S-缩醛1．O,O-缩醛质子酸或者Lewis酸都可以催化醛或酮与醇反应生成缩醛。例如：

第11页，课件共32页，创作于2023年2月2．S,S-缩醛与O,O-缩醛相比，S,S-缩醛更加稳定，形成S,S-缩醛保护也更加容易，也无需除水，而且时常在有水的条件下反应。S,S-缩醛在酸性和碱性条件下都是稳定的，保护基团可以满足更广泛的反应需求。但使用S,S-缩醛保护化合物有三个主要的缺点：①大多数硫醇和二硫醇具有难闻的气味②水解反应常用到金属盐，也具有相当的毒性和环境问题③含硫化合物对Pd和Pt催化剂具有毒化作用，对于催化还原反应具有相当大的限制，这时候往往需要较大的催化剂用量和高压条件。第12页，课件共32页，创作于2023年2月3．O,S-缩醛O,S-缩醛的稳定性介于O,O-缩醛和S,S-缩醛之间，在酸性水溶液中，它比O,O-缩醛稳定的多；但比S,S-缩醛活泼的多，水解速度约为S,S-缩醛的104倍。化合物分子中含有O,S-缩醛和S,S-缩醛，在HgCl2-CaCO3作用下，O,S-缩醛被选择性的水解。

第13页，课件共32页，创作于2023年2月四、氨基的保护N-烷基或N-硅烷基作为保护基

第14页，课件共32页，创作于2023年2月芳香胺在进行硝化反应时是采用甲酰基保护，并且在磺胺合成中用甲酰基有明显的优点，因为它易于引入和消去。第15页，课件共32页，创作于2023年2月Boc(叔丁基氧基羰酰基）

Boc广泛用于多肽的合成第16页，课件共32页，创作于2023年2月第17页，课件共32页，创作于2023年2月酯化法酯化反应通常指醇或酚与含氧的酸类（包括有机酸和无机酸）作用生成酯和水的过程，也就是在醇或酚羟基的氧原子上引入酰基的过程，也称为O-酰化反应。其通式如下：

Rˊ可以是脂肪族或芳香族，即醇或酚，R″COZ是酰化剂，其中的Z可以代表-OH，-X，-OR，-OCOR，-NHR等。生成羧酸酯分子中的R′和R″可以是相同或不同，酯化的方法很多，主要可以分为以下四类：五、羧基的保护第18页，课件共32页，创作于2023年2月1.酸和醇或酚直接酯化法

酸和醇的直接酯化法是最常用的方法，具有原料易得优点，这是一个可逆反应。2.酸的衍生物与醇的酯化酸的衍生物与醇的酯化主要包括醇与酰氯，醇与酸酐，醇与羧酸盐等的反应，方程式如下：

第19页，课件共32页，创作于2023年2月3.酯交换反应酯交换反应主要包括酯与醇，酯与酸，酯与酯之间的交换反应，化学方程式如下：4.其它酯化方法还包括烯酮与醇的酯化，腈的醇解，酰胺的醇解，醚与一氧化碳合成酯的反应。如：

第20页，课件共32页，创作于2023年2月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,β-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21页，课件共32页，创作于2023年2月

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不受影响。第22页，课件共32页，创作于2023年2月第23页，课件共32页，创作于2023年2月苄基对于温和酸处理是稳定的，它易被氢解除去。第24页，课件共32页，创作于2023年2月叔丁酯对酸敏感第25页，课件共32页，创作于2023年2月六、活泼碳氢键和碳碳键的保护

1．乙炔衍生物活泼氢的保护常用的炔氢保护基是三烷基硅基（如Me3Si-，Et3Si-）。三甲基硅烷的引入是通过炔烃转变为Grignard试剂后和三甲基氯硅烷作用实现的。该保护基对有机金属试剂，氧化剂稳定，并可用碱或硝酸银除去保护基。例如：第26页，课件共32页，创作于2023年2月格氏反应和有机锂合成中的保护第27页，课件共32页，创作于2023年2月2．芳烃中C-H键的保护常用的保护基有间位定位基，如-COOH、-NO2、-SO3H及邻对位定位基，如-NH2、-X等。（1）间位定位基由于羧基、硝基、磺酸基为强吸电子基，只有当环上有强供电子基时方可使用。以羧基为保护基：

第28页，课件共32页，创作于2023年2月以磺酸基为保护基：以硝基为保护基：第29页，课件共32页，创作于2023年2月（2）邻、对位定位基以叔丁基为保护基。以叔丁基为保护基：3．脂肪族中C-H键的保护脂肪族中C-H键的保护，往往是指保护特定位置C-H键，如α-取代基的不对称酮，若想使其在有取代基的α-碳上进行烃化反应，就必须将另一个α-位的活泼