chapter10 保护基团在有机合成中的应用.ppt

第十章; 在有机合成中，许多反应物分子内同时存在着几个可以发生反应的部位，而最理想的合成路线是希望只在所需要的部位上发生反应，而其它部位不受任何干扰，为了解决这一问题，常常采取保护基团的策略，将作用物分子中不希望反应的敏感部位用合适的保护基团掩蔽起来，待反应完成后再恢复原来的基团。;提高有机合成反应的选择性： 一是发现新的高选择性的有机化学反应 二是利用官能团保护的方法 保护基应满足以下条件： 1.容易引入 2.保护基形成的结构在后续反应中能稳定存在 3.容易除去;讨论几种主要官能团的保护方法;一 羟基的保护;几点说明： 反应条件及稳定性： 乙酸酐/吡啶溶液(吡啶即作溶剂，又作碱) 反应活性小的羟基，可在４－二甲胺基吡啶（DMAP）催化下进行 乙酸酯可与大多数还原剂作用，在强碱中也不稳定，因此很少用作有效地保护基团。 酰化乙酸酯对氧化剂三氧化铬／吡啶是稳定的;应用：在甾类化合物、糖和核苷等化合物中，乙酸酯类比其他酯应用更普遍。 脱除方法：CH3OH/NH3（氨解）CH3OH/K2CO3； CH3OH/CH3ONa（醇解） 举例：;通式： 主要用途：在乙酸酯或其它酯基存在下选择性脱甲酰基。 甲酰化方法：90％甲酸或甲乙酸酐/吡啶溶液 脱除方法：KHCO3/H2O/CH3OH；稀的NH3/CH3OH。 ;举例：;;;在糖和核苷酸化学中，苄基广泛地用来保护羟基 制备： 1、醇/苄氯/强碱，加热 2、醇/苄氯/氧化银/DMF，室温反应 ;稳定性： 苄基醚对氧化剂(高碘酸盐、四乙酸铅等)、还原剂(氢化铝锂等)、酸、碱都相当稳定。 脱保护： 1、Pd/H2（钯催化加氢），Ranny Ni 2、Na/NH3(液)还原，Na/乙醇 ; ;通式： 制备： ①醇与氯代三苯甲烷/吡啶/加热下反应 ②醇与苯基三氟硼酸盐(Ph3C+BF4-)/加热 稳定性： 对碱和其他亲核试剂稳定，但对酸不稳定 ;特点： 选择行保护伯醇（由于其体积大，空间效应突出） 脱除保护基： (1)80%乙酸中回流 (2)HCl/CHCl3, HBr/AcOH, 0℃,脱保护基 (3)将三苯甲基醚吸附在硅胶柱上脱保护基;举例：1,3-双-O三苯甲基甘油转变为β-甘油棕榈酸单甲酯;烷基硅基醚: ROSiR’3 最常见的是三甲基硅基醚: ROSiMe3 通式：;保护方法： 1、DMF/有机胺/伯醇或仲醇/三甲氯硅烷 2、伯醇或仲醇/咪唑/二甲叔丁基氯硅烷 3、其他硅试剂 说明： 有机胺，咪唑：有机碱，促进反应进行 硅试剂： ROSiMe3，ROSiMe2But, Me3SiNHSiMe3等;稳定性： 1)三甲基硅烷醚对三氧化铬、氢解和温和的还原是稳定的 2)作为醇的挥发性的衍生物，用于醇的气相色谱分析 缺点： 三甲基硅烷基醚对质子溶剂非常敏感，对酸、碱都不稳定。但是， ROSiMe2But比ROSiMe3的稳定性高104倍 ;脱除方法： 1.THF/TBAF(四丁基氟化铵), 2.酸性条件下水解 举例;4）四氢吡喃醚;特点：形成四氢吡喃醚时引入了一个手性中心，如果被保护 的醇是一个对映异构体时将得到一对非对映体，对分离不利。 ;;;2.二元醇羟基的保护;3.酚羟基的保护;3）羧酸酯衍生物法:;二、 羰基的保护;;特点： 1、对碱、氧化剂（碱性）、还原剂（Na+液、Na+ROH）金属氢化物(LiAlH4、NaBH4)、催化氢化、Grignard试剂、亲核试剂等稳定，酸性条件下不稳定。 2、稀酸脱保护，甚至很弱的草酸、酒石酸或离子交换树脂都能有效的脱保护基。 3、常用的保护试剂是乙二醇、1,3-丙二醇;硫代缩酮;;;特点： 1、硫代缩醛、缩酮在碱性或中性反应条件下均很稳定，但是在金属盐，如HgCl2或Cu/CuCl2存在下容易水解，得到醛酮。 2、脱除条件：HgCl2/H2O或Raney Ni/H2;在天然产物的合成中，常用形成烯醇及烯胺衍生物保护羰基 （1）烯醇醚;说明： 1.α,β-不饱和酮与原甲酸酯或者2,2-二甲氧基丙烷在酸性催化剂存在下，转变为稳定的烯醇醚 2.烯醇醚在碱性条件下几乎都稳定，对酸十分敏感，所以可在酸性条件下脱去保护基 3.饱和酮难以在此条件下反应。由此为选择性保护α、β-不饱和酮提供了较好的方法 ;(2)烯胺衍生物 ;说明： 烯胺衍生物对LiAlH4，RMgBr及其它有机金属试剂稳定 反应完成后，用稀碱，稀酸处理可能脱去保护基 烯胺作为保护基主要用于甾族领域，特别是用于α,β-不饱和酮的保护 ;(1)缩氨脲;说明： 缩氨脲对硼氢化钠、硼氢化锂、酯的水