第12章 有机合成中的保护基.pptVIP

第十二章 有机合成中的保护基 基团保护的方法: 有机反应中，一个试剂往往会与其中两个或两个以上的官能团作用，先将不需要发生反应的基团保护起来，其他基团可以反应，待反应完成后，再去除保护基。 保护基的过程 上保护基: 用保护试剂与需要被保护的基团反应。 去保护基: 选择合适的反应条件将保护基。 理想的保护基应该是： (1)能选择性地、容易地与被保护的基团反应，达到高的转化率; (2)与保护基反应后所生成的结构部分在其他官能团的反应过程中是稳定的; (3)当反应结束后，方便地裂解脱去易于分离除去; (4) 保护基易得，反应易操作，少污染。 有机合成中常见的需要保护的基团有： 羟基、氨基、巯基、醛基、酮基、羧基等。 一 、羟基的保护 分子中含有羟基时, 进行氧化、酰化、卤化、水解等反应时，往往需要对羟基加以保护。 保护孤立的羟基，可将其转化成醚、缩醛或缩酮，也可将其转化成酯。 保护1，2—二醇或1，3—二醇，可将其转化成环醚或环酯。 当要脱去保护基时，烷基醚、醛缩或缩酮类化合物可以用酸水解，酯类化合物可用碱水解，苄基醚可催化氢解。 1、醚类保护基 1) 甲醚 甲醚在pH=1～14范围是稳定的，强碱、亲核试剂、氧化剂、有机金属试剂、催化氢化、氢化物还原剂等均不受影响。 羟基的甲基化得到相应的甲醚。 常用的甲基化试剂有： (1) (MeO)2SO2／NaOH, n—BuN4+ I-, 收率在60－90％； (2) 碘甲烷—氢氧化钠，收率约85－90％； (3) 重氮甲烷，反应几乎可以定量转化. 甲醚裂解去保护: (1) 甲醚用浓氢碘酸可裂解成醇; (2) 三甲基硅碘／氯仿在室温下即可去保护得到醇; (3) 路易斯酸如三溴化硼也可将醚裂解成醇。 2) 苄醚 苄醚由氯苄或溴苄烃化制得, 在pH=1～14苄醚是稳定的，对于碳正离子、亲核试剂、有机金属试剂、氢化物还原剂和一些氧化剂等试剂都不受影响。 苄醚的碳－氧键切断去保护采用氢解方法，钯－碳催化氢化法和可溶金属还原法。在氢解去苄基时，其他的醚键可以保留。 3) 叔丁基醚 4) 甲氧基甲醚(MOM醚) 5) 甲硫甲基醚(MTM醚) R－O－CH2SCH3，R-O-MTM 6) 2—(三甲基硅)氧基乙氧甲基醚(SEM醚） R—O-CH2OCH2CH2OSiMe3，R—O—SEM 7) 四氢吡喃醚(THP醚) 四氢吡喃保护基的2—位的不对称碳原子存在，如果被保护的醇含有手性中心，当四氢吡喃基保护时，得到的化合物将会有非对映异构体生成。 四氢吡喃醚在中性或碱性条件下稳定，对酸水或路易斯酸易分解。 去保护可以在酸性水溶液中进行。 8) 硅烷基醚 含活泼氢的基团都可以用硅烷化保护。 反应的活性顺序是：ROHArOHCOOHNHCONHSH。 醇羟基经硅烷化保护生成硅醚(R－OSiR3，R－O－TMS)。 硅醚的稳定性: 水解速率：一级硅醚比二级硅醚易水解，脂肪醇硅醚比芳香醇硅醚易水解， 其他硅烷化合物的水解活性次序是： COOSiR3NHSiR3CONHSiR3SSiR3 立体因素也影响硅醚的稳定性。 三甲基硅烷化试剂 三甲基氯硅烷、六甲基二硅烷胺、N，O—双三甲硅基乙酰胺、双三甲硅基尿素、N—三甲硅基—N，N，—二苯基尿素、三甲硅基咪唑、六甲基二硅醚、三甲硅基二乙胺等。 三乙基硅醚 (R－O－SiEt3，R－O－TES) 三乙基硅醚比三甲基硅醚稳定得多，尤其遇水稳定性显著提高。 三乙基硅醚的脱保护可以用乙酸／THF—水或氟化物。 三异丙基硅醚 (R－O－Si (i-Pr3)，R－O－TIPS) 稳定性比三甲基硅醚高得多，可用于亲核反应、有机金属试剂、氢化还原、氢化物还原和氧化反应等。 脱保护常用氟试剂，如：氟化氢水溶液、氟化四丁铵。 由于三异丙基硅的基团位阻较大，可用于选择性保护羟基。 叔丁基二甲基硅醚 R－O－Si(Me2)t-Bu，R－O－TBDMS) 在pH=4～12范围稳定。 叔丁基二甲基硅醚能适合于亲核反应、有机金属试剂，氢化还原、氢化物还原和氧化反应等条件下的羟基保护。 叔丁基二甲基硅醚由叔丁基二甲基氯硅烷(t－Bu(Me2)SiCl)或三氟甲磺酸叔丁基二甲基硅酯 (t—Bu(Me2)SiOSO2CF3)制得。 由于叔丁基二甲基硅的位阻，硅烷化反应选择在伯羟基。 脱保护用氟化氢水溶液、氟化四丁铵。也可以用硫酸铜／丙酮与催化量对甲苯磺酸，丙酮的存在可使二醇转化成缩酮。 2、酯类保护基 制备: 用作保护基的酯是乙酸酯、苯甲酸酯、2，4，6—三甲基苯甲酸酸酯等。通常采用酸酐或酰氯在碱存在下酰化制得。 去保护 一般用碱水解或碱醇解法， 用氨的醇溶液氨解