有機(jī)合成中的+保護(hù)基團(tuán)

第七章保護(hù)基團(tuán)總的說來，保護(hù)基應(yīng)滿足下列三點(diǎn)要求：1.它容易引入所要保護(hù)的分子（溫和條件）;2.它與被保護(hù)基形成的結(jié)構(gòu)能夠經(jīng)受住所要發(fā)生的反應(yīng)的條件;3.它可以在不損及分子其余部分的條件下除去（溫和條件）;在一些例子中，最后一條可以放寬，允許保護(hù)基被直接轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N官能團(tuán)。第1頁(yè)/共32頁(yè)第一頁(yè)，共33頁(yè)。7.1羥基的保護(hù)基團(tuán)保護(hù)醇類ROH的方法一般是制成醚類(ROR′)或酯類(ROCOR′)，前者對(duì)氧化劑或還原劑都有相當(dāng)?shù)姆€(wěn)定性。1.形成甲醚類ROCH3可以用堿脫去醇ROH質(zhì)子，再與合成子＋CH3作用，如使用試劑NaH/Me2SO4。也可先作成銀鹽RO-Ag+并與碘甲烷反應(yīng)，如使用Ag2O/MeI；但對(duì)三級(jí)醇不宜使用這一方法。醇類也可與重氮甲烷CH2N2，在Lewis酸（如BF3·Et2O）催化下形成甲醚.第2頁(yè)/共32頁(yè)第二頁(yè)，共33頁(yè)。7.1羥基的保護(hù)基團(tuán)脫去甲基保護(hù)基，回復(fù)到醇類，通常使用Lewis酸，如BBr3及Me3SiI，也就是引用硬軟酸堿原理（hard-softacidsandbasesprinciple），使氧原子與硼或硅原子結(jié)合（較硬的共軛酸），而以溴離子或碘離子（較軟的共軛堿）將甲基（較軟的共軛酸）除去。第3頁(yè)/共32頁(yè)第三頁(yè)，共33頁(yè)。7.1羥基的保護(hù)基團(tuán)2.形成叔丁基醚類ROC（CH3）3醇與異丁烯在Lewis酸催化下制備。叔丁基為一巨大的取代基（bulkygroup），脫去時(shí)需用酸處理：3.形成芐醚ROCH2Ph：制備時(shí)，使醇在強(qiáng)堿下與芐溴(benzylbromide)反應(yīng)，通常以加氫反應(yīng)或鋰金屬還原，使芐基脫除，并回復(fù)到醇類。第4頁(yè)/共32頁(yè)第四頁(yè)，共33頁(yè)。7.1羥基的保護(hù)基團(tuán)4.形成三苯基甲醚(ROCPh3)制備時(shí)，以三苯基氯甲烷在吡啶中與醇類作用，而以4-二甲胺基吡啶（4-dimethylaminopyridine,DMAP）為催化劑。三苯甲基（tritylgroup）是一巨大基團(tuán)，脫去時(shí)用加氫反應(yīng)，或鋰金屬處理。因?yàn)橛形蛔璧拇歼M(jìn)行三苯甲基化被一級(jí)醇慢得多，所以能夠選擇性的保護(hù)。第5頁(yè)/共32頁(yè)第五頁(yè)，共33頁(yè)。7.1羥基的保護(hù)基團(tuán)第6頁(yè)/共32頁(yè)第六頁(yè)，共33頁(yè)。7.1羥基的保護(hù)基團(tuán)5.形成甲氧基甲醚ROCH2OCH3制備時(shí)，使用甲氧基氯甲烷與醇類作用，并以三級(jí)胺吸收生成的HCl。甲氧基甲醚在堿性條件下和一般質(zhì)子酸中有相當(dāng)?shù)姆€(wěn)定性，但此保護(hù)基團(tuán)可用強(qiáng)酸或Lewis酸在激烈條件下脫去。6.形成二甲硅醚ROSi（CH3）3制備時(shí)，用三甲基氯硅烷與醇類在三級(jí)胺中作用。此保護(hù)基在酸中不太穩(wěn)定，也可以用氟離子F-脫去（Si-F的鍵結(jié)力甚強(qiáng)，大于Si-O的鍵能）。第7頁(yè)/共32頁(yè)第七頁(yè)，共33頁(yè)。7.1羥基的保護(hù)基團(tuán)7.形成四氫吡喃ROTHP制備時(shí)，使用二氫吡喃與醇類在酸催化下進(jìn)行加成作用。欲回收恢復(fù)到醇類時(shí)，則在酸性水溶液中進(jìn)行水解，即可脫去保護(hù)基團(tuán)。有機(jī)合成中常引用這種保護(hù)基團(tuán)，其缺點(diǎn)是增加一個(gè)不對(duì)稱碳（縮酮上的碳原子），使得NMR譜的解析較復(fù)雜。第8頁(yè)/共32頁(yè)第八頁(yè)，共33頁(yè)。7.1羥基的保護(hù)基團(tuán)8.形成叔丁基二甲硅醚ROSiMe2（t-Bu）制備時(shí)，用叔丁基二甲基氯硅烷與醇類在三級(jí)胺中作用，此保護(hù)基比三甲基硅基穩(wěn)定，常運(yùn)用在有機(jī)合成反應(yīng)中，一般是F-離子脫去。9.形成乙酸酯類ROCOCH3第9頁(yè)/共32頁(yè)第九頁(yè)，共33頁(yè)。7.1羥基的保護(hù)基團(tuán)10 形成苯甲酸酯類ROCOPh制備時(shí)，用苯甲酰氯與醇類的吡啶中作用。苯甲酸酯較乙酯穩(wěn)定，脫去苯甲酸酯需要較激烈的皂代條件。脫去乙酸酯保護(hù)基可使用皂化反應(yīng)水解。乙酯可與大多數(shù)的還原劑作用，在強(qiáng)堿中也不穩(wěn)定，因此很少用作有效的保護(hù)基團(tuán)。但此反應(yīng)的產(chǎn)率極高，操作也很簡(jiǎn)單，常用來幫助決定醇類的結(jié)構(gòu)。第10頁(yè)/共32頁(yè)第十頁(yè)，共33頁(yè)。7.2二羥基的保護(hù)基團(tuán)在多羥基化合物中，同時(shí)保護(hù)兩個(gè)羥基往往很方便。保護(hù)基即可以是縮醛，縮酮，也可以是碳酸酯。1.縮醛或縮酮在這種反應(yīng)中，一般使用的羰基化合物是丙酮或苯甲醛，丙酮在酸催化下與順式1,2－二醇反應(yīng)，苯甲醛往往在氯化鋅存在下與1,3－二醇反應(yīng)。縮醛和縮酮在中性和堿性條件下穩(wěn)定，因此，假如反應(yīng)可以堿性條件下進(jìn)行，則它們?cè)谕榛?，?；?，氧化和還原時(shí)用于保護(hù)二醇。二醇可用稀酸處理再生。芐叉基可用氫解方法除去。第11頁(yè)/共32頁(yè)第十一頁(yè)，共33頁(yè)。7.2二羥基的保護(hù)基團(tuán)第12頁(yè)/共32頁(yè)第十二頁(yè)，共33頁(yè)。7.2二羥基的保護(hù)基團(tuán)第13頁(yè)/共32頁(yè)第十三頁(yè)，共33頁(yè)。7.2二羥基的保護(hù)基團(tuán)第14頁(yè)/共32頁(yè)第十四頁(yè)，共33頁(yè)。7.2二羥基的保護(hù)基團(tuán)2.碳酸酯

在吡啶存在下，光氣與順式1,2－二醇反應(yīng)，給出在中性和溫和酸性條件下穩(wěn)定的碳酸酯，當(dāng)在這種條件下進(jìn)行氧化，還原時(shí)，能保護(hù)1,2－二醇。用堿性試劑處理，則二醇從碳酸酯再生。第15頁(yè)/共32頁(yè)第十五頁(yè)，共33頁(yè)。7.2二羥基的保護(hù)基團(tuán)第16頁(yè)/共32頁(yè)第十六頁(yè)，共33頁(yè)。7.3羰基的保護(hù)保護(hù)羰基的方法可分為二種：一是形成縮酮或其對(duì)等物醛基是最容易形成縮醛或?qū)Φ任锏聂驶?，而苯環(huán)上的酮基則是反應(yīng)性最低的羰基。一般說來，反應(yīng)性是：醛基>鏈狀羰基（環(huán)已酮）>環(huán)戊酮>α，β-不飽和酮>苯基酮?？s酮的保護(hù)基不與堿，氧化劑或親核劑（如H-，RMgBr）作用，而通常以酸水解回復(fù)到羰基。第17頁(yè)/共32頁(yè)第十七頁(yè)，共33頁(yè)。7.3羰基的保護(hù)第18頁(yè)/共32頁(yè)第十八頁(yè)，共33頁(yè)。7.3羰基的保護(hù)二是使用隱藏性羰基第19頁(yè)/共32頁(yè)第十九頁(yè)，共33頁(yè)。7.3羰基的保護(hù)1.形成二甲醇縮酮R2C(OCH3)2制備：以甲醇在酸催化下與醛，酮類進(jìn)行脫水作用。一般的酸催化可用鹽酸氣HCl(g)，甲苯磺酸或酸性離子交換等。常用的脫水方法有加苯共沸，利用分子篩吸水，或加過量的甲醇。第20頁(yè)/共32頁(yè)第二十頁(yè)，共33頁(yè)。7.3羰基的保護(hù)將縮酮回復(fù)到酮類（即除去保護(hù)基團(tuán)），可以在酸性溶液中水解，或以丙酮進(jìn)行置換，或以三甲碘硅烷作用（軟硬酸堿原理）。第21頁(yè)/共32頁(yè)第二十一頁(yè)，共33頁(yè)。7.3羰基的保護(hù)2.形成乙二醇縮酮R2C(OCH2)2制備時(shí)，在乙二醇酸催化下與酮類進(jìn)行作用。此縮酮比二甲縮酮穩(wěn)定，但也可在酸性溶液中水解。

第22頁(yè)/共32頁(yè)第二十二頁(yè)，共33頁(yè)。7.3羰基的保護(hù)第23頁(yè)/共32頁(yè)第二十三頁(yè)，共33頁(yè)。7.3羰基的保護(hù)3.形成丙二硫醇縮酮保護(hù)基團(tuán)在中性或堿性條件下是比較穩(wěn)定的。

第24頁(yè)/共32頁(yè)第二十四頁(yè)，共33頁(yè)。7.3羰基的保護(hù)第25頁(yè)/共32頁(yè)第二十五頁(yè)，共33頁(yè)。7.4羧酸的保護(hù)羧酸以酯的形式被保護(hù)，常常用甲酯或乙酯，然而為了除去它們需要強(qiáng)酸性或強(qiáng)堿性條件可能是不利方面。在這種條件下，叔丁酯（可用溫和的酸處理除去），芐酯（能經(jīng)氫解而脫芐基）或β,β,3-三氯乙酯（去保護(hù)作用可用包括鋅引起的消除反應(yīng)）可能更有用。第26頁(yè)/共32頁(yè)第二十六頁(yè)，共33頁(yè)。7.4羧酸的保護(hù)三氯乙酯曾被Woodward用于在頭孢菌素C的合成。其中的β-內(nèi)酰胺環(huán)在除去保護(hù)基時(shí)優(yōu)質(zhì)不受影響。第27頁(yè)/共32頁(yè)第二十七頁(yè)，共33頁(yè)。7.4羧酸的保護(hù)第28頁(yè)/共32頁(yè)第二十八頁(yè)，共33頁(yè)。7.4羧酸的保護(hù)芐基對(duì)于溫和酸處理是穩(wěn)定的，它易被氫解除去。第29頁(yè)/共32頁(yè)第二十九頁(yè)，共33頁(yè)。7.5氨基的保護(hù)

氨基常用N-烷基或N-硅烷基作為保護(hù)基最常用的保護(hù)基是N-芐基保護(hù):第30頁(yè)/共32頁(yè)第三十頁(yè)，共33頁(yè)。7.5氨基的保護(hù)第31頁(yè)/共32頁(yè)第三十一頁(yè)，共33頁(yè)。感謝您的觀看！第32頁(yè)/共32頁(yè)第三十二頁(yè)，共33頁(yè)。內(nèi)容總結(jié)第七章保護(hù)基團(tuán)。1.它