第六章：保护基团.pptVIP

第六章保护基团与合成策略复杂的有机化合物可能含有多种官能团，在合成的过程中，若能够利用高选择性的试剂，只对某个特定的部位或官能团进行反应，当然是最佳的策略。但是在实际的过程中常常无法找到适当的试剂，能够满足选择性的要求。这个时候，可先将某些基团保护起来，不使其作用，而只留特定要作用的官能团进行反应；然后再将保护基团除去，以便进行下一个步骤，这种保护－除保护(protection-deprotection）的方法在有机合成上应用极广。其缺点是增加额外的步骤，会使产率降低。为了弥补这种缺点，在引入或除去保护基团时，应以高选择性及高产率的方法优先。（一)羟基的保护基团（二)二羟基的保护基团（三)羰基的保护（四)羧酸的保护（五)氨基的保护二合成策略一个好的有机合成路线应该是：原料易得、价格便宜合成步骤少，操作方便容易产物易分离纯化，产率高合成步骤设计合成合适的碳骨架在碳骨架所需要的位置上引入官能团直接引入官能团官能团间的转化消除不必要的基团利用反应的选择性利用保护基导向基的应用:(1)活化(2)钝化(3)占位立体化学控制增链反应炔化钠+RCl双烯合成F-C反应RMgX+RCOR’(H)RMgX+环氧乙烷RMgX+CO2羟醛缩合克莱森缩合丙二酸酯法乙酰乙酸乙酯法NaCN消除不必要的基团利用保护基例：4-甲基戊酸的合成**一保护基团总的说来，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。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.脱去甲基保护基，回复到醇类，通常使用Lewis酸，如BBr3及Me3SiI，也就是引用硬软酸碱原理（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。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：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。主要保护基有：t-BuCO(Piv)、PhCO、MeCO等。4.形成酯类t-BuCOCl可以选择性地保护伯羟基。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。保护羰基的方法主要是形成缩酮或其对等物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。1)形成二甲醇缩酮R2C(OCH3)22)形成乙二醇缩酮R2C(OCH2)2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）可能更有用。苄基对于温和酸处理是稳定的，它易被氢解除去。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:关于有机合成路线设计的具体知识已在前几章中都介绍完了。大致可分成两类：一类是有机合成的具体技术，有氧化反应，还原反应，环化反应，杂原子和杂环化合物的合成等；另一类是有机合成路线设计的策略，即思维方法，有分子的拆开，导向基，基团的保护等。Corey根据他的极为丰富的有机合成路线设计经验，将有关有机