有機(jī)合成中的+保護(hù)基團(tuán)

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1、第七章保護(hù)基團(tuán)復(fù)雜的有機(jī)化合物可能含有多種官能團(tuán)，在合成的過程中，若能夠利用高選擇性的試劑，只對某個(gè)特定的部位或官能團(tuán)進(jìn)行反應(yīng)，當(dāng)然是最佳的策略。但是在實(shí)際的過程中往往是無法找到適當(dāng)?shù)脑噭軌驖M足選擇性的要求。這個(gè)時(shí)候，可先將某些基團(tuán)保護(hù)起來，不使其作用，而只留特定要作用的官能團(tuán)進(jìn)行反應(yīng)；然后再將保護(hù)基團(tuán)除去，以便進(jìn)行下一個(gè)步驟，這種保護(hù)－除保護(hù)(protection-deprotection）的方法在有機(jī)合成上應(yīng)用極廣，其缺點(diǎn)是增加額外的步驟，會(huì)使產(chǎn)率降低。為了彌補(bǔ)這種缺點(diǎn)，在引入或除去保護(hù)基團(tuán)時(shí)，應(yīng)以高選擇性

2、及高產(chǎn)率的方法優(yōu)先。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)。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/Me2

3、SO4。也可先作成銀鹽RO-Ag+并與碘甲烷反應(yīng)，如使用Ag2O/MeI；但對三級(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.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。7.1羥基的保護(hù)基團(tuán)2.形成叔丁基醚類ROC（

4、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。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

5、。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)。7.1羥基的保護(hù)基團(tuán)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）。7.1羥基的保護(hù)基團(tuán)7.形成四氫吡喃

6、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)不對稱碳（縮酮上的碳原子），使得NMR譜的解析較復(fù)雜。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ROCOCH37.1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

7、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，操作也很簡單，常用來幫助決定醇類的結(jié)構(gòu)。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)?？s醛和縮酮在中性和堿性條件下穩(wěn)

8、定，因此，假如反應(yīng)可以堿性條件下進(jìn)行，則它們在烷基化，?；?，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。7.2二羥基的保護(hù)基團(tuán)7.2二羥基的保護(hù)基團(tuán)7.2二羥基的保護(hù)基團(tuán)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－