氨基的保護(hù)及脫保護(hù)策略

1、經(jīng)典化學(xué)合成反應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)操作1氨基的保護(hù)及脫保護(hù)概要22烷氧羰基類TOC o 1-5 h z1.芐氧羰基（Cbz）42-2.叔丁氧羰基（Boc）162-3.笏甲氧羰基（Fmoc）282-4.烯丙氧羰基（Alloc）345.三甲基硅乙氧羰基（Teoc）366.甲（或乙）氧羰基403?；?HYPERLINK l bookmark36 1.鄰苯二甲?；≒ht）432.對(duì)甲苯磺?；═os）493.三氟乙酰基（Tfa）534烷基類1.三苯甲基（Trt）57 HYPERLINK l bookmark40 4-2.2,4-二甲氧基芐基（Dmb）633.對(duì)甲氧基芐基（PMB）654-4.芐基（Bn）70經(jīng)典

2、合成反應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)操作經(jīng)典合成反應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)操作氨基的保護(hù)及脫保護(hù)PagePage of771氨基的保護(hù)及脫保護(hù)概要選擇一個(gè)氨基保護(hù)基時(shí)，必須仔細(xì)考慮到所有的反應(yīng)物，反應(yīng)條件及所設(shè)計(jì)的反應(yīng)過程中會(huì)涉及的所有官能團(tuán)。首先，要對(duì)所有的反應(yīng)官能團(tuán)作出評(píng)估，確定哪些在所設(shè)定的反應(yīng)條件下是不穩(wěn)定并需要加以保護(hù)的，并在充分考慮保護(hù)基的性質(zhì)的基礎(chǔ)上，選擇能和反應(yīng)條件相匹配的氨基保護(hù)基。其次，當(dāng)幾個(gè)保護(hù)基需要同時(shí)被除去時(shí)，用相同的保護(hù)基來保護(hù)不同的官能團(tuán)是非常有效（如芐基可保護(hù)羥基為醚，保護(hù)羧酸為酯，保護(hù)氨基為氨基甲酸酯）。要選擇性去除保護(hù)基時(shí)，就只能采用不同種類的保護(hù)基（如一個(gè)Cbz保護(hù)的氨基可氫解除去，但對(duì)另一個(gè)Bo

3、c保護(hù)的氨基則是穩(wěn)定的）。此外，還要從電子和立體的因素去考慮對(duì)保護(hù)的生成和去除速率的影響（如羧酸叔醇酯遠(yuǎn)比伯醇酯難以生成或除去）。最后，如果難以找到合適的保護(hù)基，要么適當(dāng)調(diào)整反應(yīng)路線使官能團(tuán)不再需要保護(hù)或使原來在反應(yīng)中會(huì)起反應(yīng)的保護(hù)基成為穩(wěn)定的；要么重新設(shè)計(jì)路線，看是否有可能應(yīng)用前體官能團(tuán)（如硝基，亞胺等）；或者設(shè)計(jì)出新的不需要保護(hù)基的合成路線。在合成反應(yīng)中，伯胺、仲氨、咪唑、吡咯、吲哚和其他芳香氮雜環(huán)中的氨基往往是需要進(jìn)行保護(hù)的。已經(jīng)使用過的氨基保護(hù)基很多，但歸納起來，可以分為烷氧羰基、酰基和烷基三大類。烷氧羰基使用最多，因?yàn)镹-烷氧羰基保護(hù)的氨基酸在接肽時(shí)不易發(fā)生消旋化。伯胺、仲氨、咪唑、

4、吡咯、吲哚和其他芳香氮?dú)涠伎梢赃x擇合適的保護(hù)基進(jìn)行保護(hù)。下表列舉了幾種代表性的常用的氨基保護(hù)基。幾種代表性的常用的氨基保護(hù)基結(jié)構(gòu)縮寫應(yīng)用引入條件脫去條件XCbz伯胺、仲氨、咪唑、吡咯、吲哚等匚_Cbz-Cl/NaCO/CHC1233/HO2H2/Pd-C，供氫體/Pd-C,BBr3/CH2Cl2orTFA,HBr/HOAc等XVX0Boc伯胺、仲氨、咪唑、吡咯、吲哚等BocQ/NaOH/diox/H。22O,Boc2O/MeOH,BocO/MeNOH/CHC243N3MHCl/EtOAc,HCl/MeOHordiox,TosOH/THF-CHCl,22MeSiI/CHClorCHCN333Fm

5、ocu伯胺、仲氨等Fmoc-Cl/NaHCO3，/diox/HQ220%哌啶/DMF,50%哌啶/CH2Cl2等L.。工。GAllocu伯胺、仲氨、咪唑、吡咯、吲哚等L-Aloc-Cl/PyNi(CO)4/DMF/H2O;Pd(PPh3)4/Bu3SnH;Cl0Teocu伯胺、仲氨、咪唑、吡咯、吲哚等Teoc-Cl/堿/diox/H2。TBAF；TEAFL._“Me(orEt)o0u伯胺、仲氨、咪唑、吡咯、吲哚等L-ROCOCl/NaHCO3,/diox/HQ2HBr/HOAc;Me3SiI;KOH/H2O/乙二醇L2.0Phtu伯胺鄰苯二甲酸酐/CHCl3/70C;鄰苯二甲酰亞胺-NCO2E

6、t/aq.Na2CO3H2NNH2/EtOH,NaBH/i-PrOH-HO(6：421)L.x-SQf0Tosu伯胺、仲氨、咪唑、吡咯、吲哚等L_Tos-Cl/Et3NHBr/HOAc,48%HBr/苯酚(cat)L.XXCF3Tfa伯胺、仲氨、咪唑、吡咯、吲哚等TFAA/Py;苯二甲酰亞胺-NCOCF/CHCl2322KCO/MeOH/oO;NH3/MeOH;HCl/MeOHTrt伯胺、仲氨、咪唑、吡咯、吲哚等Trt-Cl/Et3NHCl/MeOH,H2/Pd/EtOH,TFA/CHC1_22-Me入:A0Me_XDmbu伯胺、仲氨、咪唑、吡咯、吲哚等ArCHO/NaCNBH3/MeOHL,

7、/0MeXPMB伯胺、仲氨、咪唑、吡咯、吲哚等PMB-Br/KCO/CHCN;PhCHO/NaCNBH3/MeOHHCOH/Pd-C/MeOH;H2/Pd(OH)2/EtOH;TFA;CAN/CH3CNyBn伯胺、仲氨、咪唑、吡咯、吲哚等Bn-Br/Et3NorKCO/CHCN;PhCHO/NaCNBH3/MeOHHCOH/Pd-C/MeOH;2H2/Pd(OH)2/EtOH;CC1CHOCOCl/CHCN3232烷氧羰基類保護(hù)基烷氧羰基類保護(hù)基可用于氨基酸，以在肽合成中減少外消旋化的程度。外消旋化發(fā)生在堿催化的N-保護(hù)的羧基活化的氨基酸的偶聯(lián)反應(yīng)中，也發(fā)生在易由N-?；Ｗo(hù)的氨基酸形成的中間

8、體惡唑酮中。要使外消旋化程度減到最小，需使用非極性溶劑、最弱的堿、低的反應(yīng)溫度，并使用烷氧羰基類保護(hù)的氨基酸是有效的。其中常用的有易通過酸性水解去保護(hù)的Boc基、由催化氫解去保護(hù)的Cbz基、用堿經(jīng)0-消除去保護(hù)的Fmoc基和易由鈀催化異構(gòu)化去保護(hù)的Alloc基。2.1芐氧羰基(Cbz)芐氧撥基(Cbz)是1932年Bergmann發(fā)現(xiàn)的一個(gè)很老的氨基保護(hù)基，但一直到今天還在應(yīng)用。其優(yōu)點(diǎn)在于：試劑的制備和保護(hù)基的導(dǎo)入都比較容易；N-芐氧撥基氨基酸和肽易于結(jié)晶而且比較穩(wěn)定；芐氧羰基氨基酸在活化時(shí)不易消旋；能用多種溫和的方法選擇性地脫去。2.1.1芐氧羰基的導(dǎo)入芐氧撥基的導(dǎo)入，一般都是用Cbz-Cl

9、。游離氨基在用NaOH或NaHCO3控制的堿性條件下可以很容易同Cbz-Cl反應(yīng)得到N-芐氧撥基氨基化合物。a,0-二胺可用該試劑在pH=3.5-4.5稍有選擇性地被保護(hù)，其選擇性隨碳鏈地增長而減弱，如H2N(CH2)nNH2,n=2時(shí)71%被單保護(hù);n=7時(shí)29%被單保護(hù)。氨基酸酯同Cbz-Cl的反應(yīng)則是在有機(jī)溶劑中進(jìn)行，并用碳酸氫鹽或三乙胺來中和反應(yīng)所產(chǎn)生的HCl。此外，Cbz-ONB(4-O2NC6H4OCOOBn)等芐氧撥基活化酯也可用來作為芐氧撥基的導(dǎo)入試劑，該試劑使伯胺比仲胺易被保護(hù)，但苯胺由于親核性不足，與該試劑不反應(yīng)2。HR1R2Cbz-ClR2BaseR1HR1R2Cbz-C

10、lR2BaseR1CbzCbz-ClR2OOCR1BaseNHCbzR?OOCRi1G.J.Atwell,W.A.Denny.,Synthesis,1984,10322D.R.Kelly,M.Gingell,Chem.Ind.(London),1991,888Cbz-Cl很容易用苯甲醇同光氣的反應(yīng)來制備（見下式），在低溫下可以保存半年以上而不發(fā)生顯著的分解。CH2OHCOCl2CHCH2OHCOCl2CH2OCOClHCl除Cbz-Leu為油狀物外，絕大多數(shù)氨基酸的芐氧羰基衍生物都可以得到結(jié)晶。有的N-芐氧羰基氨基酸能同它的鈉鹽按一定比例形成共晶，共晶產(chǎn)物的熔點(diǎn)較高，并難溶于有機(jī)溶劑。例如，苯

11、丙氨酸經(jīng)芐氧羰基化后再加酸析出Cbz-Phe時(shí)往往得到共晶產(chǎn)物（熔點(diǎn)144C）,此共晶產(chǎn)物用乙酸乙酯和1MHC1道震搖時(shí)可完全轉(zhuǎn)化為Cbz-Phe而溶于乙酸乙酯中。因此。除Cbz-Gly以外，一般都是采用酸化后用有機(jī)溶劑提取的方法來得到純的N-芐氧羰基氨基酸。2111游離氨基酸的Cbz保護(hù)示例Konda-Yamada,Yaeko;Okada,Chiharuetal.,Tetrahedrom;2002,58(39),7851-7865Cbz-Cl(18.5卩1,0.155mmol)indiethylether(0.2ml)wasdroppedtoasolutionof(R)-1(36.4mg,0

12、.129mmol)in10%aqueousNa2CO3(1.8ml)at0C,andstirredfor5h.Thereactionmixturewasacidifiedwith10%citricacid,extractedwithCHCl3(10mlX3).Theorganiclayerwaswashedwithwater,driedoverNa2SO4,evaporatedtogivelightyellowgels,whichwerepurifiedbypreparativeTLC(CHCl3/MeOH=5:1)toafford(R)-6(25.7mg,47.1%)asyellowamor

13、phoussolid.Rf=0.87(n-BuOH/AcOH/H2O=4:1:5);aD23=-27.270(c=0.99,CHCl3);氨基酸酯的Cbz保護(hù)示例Cbz-CIK2CO3Cbz-CIK2CO32M.Carrasco,R.J.Jones,S.Kameleta1.,Org.Syn.,70,29A3-L,three-necked,Mortonflaskequippedwithanefficientmechanicalstirrer,thermometer,andadroppingfunnelischargedwithL-methioninemethylesterhydrochlorid

14、e1(117.6g,0.56mol),potassiumbicarbonate(282.3g,2.82mol,5eq.),water(750mL),andether(750mL),andthesolutioniscooledto0C.Benzylchloroformate(105g,88.6mL,0.62mol,1.1eq.)isaddeddropwiseover1hr,thecoolingbathisremoved,andthesolutionisstirredfor5hr.Glycine(8.5g,0.11mol,0.2eq.)isadded(toscavengeexcesschlorof

15、ormate)andthesolutionisstirredforanadditional18hr.Theorganiclayerisseparated,andtheaqueouslayerisextractedwithether(2x200mL).Thecombinedorganiclayersarewashedwith0.01Mhydrochloricacid(2x500mL),water(2x500mL),andsaturatedbrine(500mL),andthendried(Na2SO4),filtered,andevaporatedonarotaryevaporator.Ther

16、esultingoilisfurtherdriedinaKugelrohroven(50C,0.1mm,12hr)toleaveproduct2asaclearoilthatsolidifiesuponcooling:165-166g(9899%),mp42-43C.氨基醇的Cbz保護(hù)示例(1)Cbz-CINa2CO3THFCbz-CINa2CO3THF2,H23OClariana,Jaume;Santiago,G.G.etalTetrahedron:Asymmetry,2000,11(22),4549-4558Benzylchloroformate(0.95ml,6.7mmol)wasadd

17、edviasyringeintoastirredmixtureofaminoalcohol7(0.989g,5.1mmol)andsodiumcarbonate(0.683g,6.4mmol)inthesolventsystemwater(10ml)-THF(3ml)maintainedat0C.Themixturewasstirredatroomtemperaturefor18h(TLCmonitoring)andthenpartitionedbetweendichloromethaneandwater.Theorganicphasewasdriedandevaporatedtoafford

18、awhitesolidwhichwaspassedthroughacolumnofsilicagelwithhexanesethylacetate(v:v2:1)toaffordthedesiredproduct(1.198g,72%),mp125127C.CbzHN2.114氨基醇的Cbz保護(hù)示例(2)CbzHNCbz-CIk2co3To2I,H23OInaba,Takashi;Yamada,YasukietalJ.Org.Chem.,2000,65(6),1623-1628Toamixtureoftoluene(3.85L),water(3.85L),andK2CO3(470g,3.40m

19、ol)weresuccessivelyadded1a(770g,2.72mol)andCbzCl(488g,2.72mol)withvigorousstirringatatemperaturebelow25C.Afterstirringatroomtemperaturefor3h,triethylamine(27.5g,270mmol)andNaCl(578g)weresuccessivelyadded,andthemixturewasstirredforafurther30min.Theorganiclayerwasseparatedandconcentratedtogivethedesir

20、edproductasoil,whichwasusedforthenextreactionwithoutpurification.Theanalyticalsamplewaspreparedbycolumnchromatography;2.1.2芐氧羰基的脫去芐氧羰基的脫除主要有以下幾種方法：1).催化氫解；2).酸解裂解；3).Na/NH3(液)還原。一般而言目前實(shí)驗(yàn)室常用簡(jiǎn)潔的方法就是催化氫解，但當(dāng)分子中存在對(duì)催化氫解敏感或鈍化的基團(tuán)時(shí)，我們就必須采用化學(xué)方法如酸解裂解或Na/NH3(液)還原等。催化氫解如下式所示。催化氫解的供氫體可以是H2、環(huán)己二烯1，2、1,4-環(huán)己二烯2、甲酸銨3和

21、甲酸4-6等，以后四個(gè)為供氫體的反應(yīng)又叫催化轉(zhuǎn)氫反應(yīng)，通常這比催化氫化反應(yīng)更迅速。R2v-N-1CbzCH3R2/NR2v-N-1CbzCH3R2/N-R1COOHCH3+CO2+催化劑主要用5-10%的鈀-碳、10-20%的氫氧化鈀-碳或鈀-聚乙烯亞胺，鈀-聚乙烯亞胺/甲酸對(duì)于除去Cbz要比前兩者要好7。當(dāng)HBr/HOAc脫去Cbz保護(hù)基時(shí)，產(chǎn)物往往帶又一點(diǎn)顏色，而且分解產(chǎn)生的溴化芐會(huì)產(chǎn)生一些副反應(yīng)并難以除盡，而催化氫解多數(shù)能得到無色得產(chǎn)物。由于硫能使催化劑中毒，因此，含有胱氨酸、半胱氨酸等含硫的肽等N-芐氧羰基氨基衍生物一般不用催化氫解法脫除。一般溶劑可以用甲醇，乙醇，乙酸乙酯，四氫呋喃等

22、，在醇類質(zhì)子溶劑中反應(yīng)速度要快的多。G.Briefer,T.T.Nesftrick.,Chem.Rew.,1974,74,567A.E.Jackson,R.A.Johnstone.,Synthesis.,1976,685;G.M.Anantharamaiah,K.M.Sivanandaiah.,J.Chem.Soc.,PerkinTrans.1,1977,490M.Makowski,B.Rzeszotarska,L.Smelkaetal.,LiebigsAnn.Chem.,1985,1457D.R.Coleman,G.P.Royer.,J.Org.Chem.,1980,45,2268B.Eia

23、min,G.M.Anantharamaiah,G.P.Royeretal.,J.Org.Chem.,1979,44,3442M,J.O.Anteunis,C.Becu,F.Becuetal.,Bull.Soc.Chim.Belg.,1987,96,775D.R.Coleman,G.P.Royer.,J.Org.Chem.,1980,45,2268D.R.Coleman,G.P.Royer.,J.Org.Chem.,1980,45,2268如果在Boc2O存在下用Pd/C進(jìn)行氫化，則釋放出的胺直接轉(zhuǎn)變成Boc衍生物D.R.Coleman,G.P.Royer.,J.Org.Chem.,1980,4

24、5,2268J.P.Mazaleyrat,J.Xie,M.Wakselman.,TetrahedronLett.,1992,33,4301N.L.Benoiton.,Int.J.Pept.PeteinRes.,1993,41,611。而且這類反應(yīng)往往要比不加Boc2D.R.Coleman,G.P.Royer.,J.Org.Chem.,1980,45,2268J.P.Mazaleyrat,J.Xie,M.Wakselman.,TetrahedronLett.,1992,33,4301N.L.Benoiton.,Int.J.Pept.PeteinRes.,1993,41,611M.Sakaitan

25、i,K.Hori,Y.Ohfune.,TetrahedronLett.,1988,29,2983另外當(dāng)分子中有鹵原子(Cl,Br,I)存在時(shí)，一般直接用Pd/C會(huì)造成脫鹵的發(fā)生，一般這種情況下，使用PdCl2為催化劑，以乙酸乙酯或二氯甲烷為溶劑可較好的避免脫鹵的發(fā)生。用MeOH/DMF為溶劑時(shí)，在Cbz-賴氨酸衍生物氫化的過程中會(huì)生成N-甲基化的賴氨酸。使用氨為溶劑時(shí)，H2/Pd-C在-33C下氫化，肽中的半胱氨酸或蛋氨酸單元不使催化劑毒化，此外，氨還會(huì)阻止BnO醚的還原，所以對(duì)Cbz可得到一些選擇性2-3。5-10%的鈀-碳催化氫解示例H215%Pd/CMeOHC.Jaume;G.G.San

26、tiagoetal.,Tetrahedron:Asymmetry,2000,11(22),4549-4458Asolutionof(R)-8(0.170g,0.52mmol)inabsolutemethanol(3ml)washydrogenatedinthepresenceof15%Pd/C(0.026g)atroomtemperaturefor12h.Themixturewasfiltered(Celite)andwashedwithmethanol.Then,perchloricacid(0.050ml,0.83mmol)wasaddedandthemixturewasstirredfo

27、r5min.Thesolventwasevaporatedtoafford(R)-7HC1O4,mp233235C;aD23=15.6(c=0.68,methanol).5-10%的鈀-碳催化氫解示例20%Pd(OH)2/CMeOH220%Pd(OH)2/CMeOH2H2F3NH2HB.Pierfrancesco;C.silviaetal.,Tetrahedron,1999,55(10),3025AsolutionofN-Cbzarylglycinol(17)(1.02mmol)inMeOH(10mL)wasstirredfor15mininthepresenceofanexcessofPd(

28、OH)2/Cunderadihydrogenatmosphere.ThesolutionwasthenfilteredonaCelitepadandthesolventremovedinvaccuo.Purificationofthecrudeaffordedthedesiredfree2-arylglycinols(S)-21in87%yield,whitesolid;aD20=+47.0(c=0.78,CHCl3);mp94-96C(AcOEt)。PdC-甲酸銨催化氫解示例10%Pd-CHCONH41O210%Pd-CHCONH41O2Alargov,D.K;Naydenova,Z;Mon

29、atsh.Chem.,1997,128(6-7),725-732576.6mgofcompound1(1mmol)wasdissolvedin20mlofmethanol.Then150mgofammoniumformate(3mmol)and75mgof10%Pd-Cwasaddedandthereactionmixturewasstirredatroomtemperature10minandthenheatedtorefluxfor45min.Themixturewasfilteredthroughceliteandthefiltratewasevaporatetodrynesstogiv

30、e430mgofcompound2(98%).Thiscompoundwasusedwithoutfurtherpurificationinthesubsequentstep.Pd/C-甲酸催化氫解示例12221222Fyles,T.M.;Zeng,B.;J.Org.Chem.,1998,63(23),8337-8345Compound1(0.6g,0.8mmol)wasdissolvedin1:1formicacid/methanol(60mL)andaddedtoaround-bottomflask(100mL)containing1equivofpalladiumcatalyst(10%

31、Pd/C,1.0g,0.9mmol).Themixturewascontinuouslystirredunderrefluxtemperaturefor24h.Thecatalystwasremovedbyfiltrationandwashedwithanadditional10mLofmethanol.ThecombinedsolventswereremovedbyevaporationunderreducedpressuretogiveCompound2(0.34g,81%,awhitesolid,mp96-98C).Thiscompoundwasusedwithoutfurtherpur

32、ificationinthesubsequentstep.Pd/C催化氫解脫Cbz上Boc示例ONHH/10%Pd-C,(Boc)2O1BocHNONHH/10%Pd-C,(Boc)2O1BocHNONH2WO200409216610%Pd-Cwasaddedetoasolutionofcompound1(596mg,1.77mmol)and(Boc)2O(773mg,3.54mmol)inetnylacetate(30ml).Thereationvesselwasevacuatedandback-filledwithnitrogen(threetimes),thenback-filledwi

33、thhydrogen(1atm).After2h,themixturewasfilteredandconcentrated.Purificationbysilicagelchromatography(30%ethylacetate/hexanes-50%ethylacetate/hexanes)gavecompound2(289mg,54%).PdCl2催化氫解脫除帶鹵原子分子上的Cbz示例1ON2NHN1ON2NHNUS20030144297Toasolutionocompound1(900mg)inmethylenechloride(16.5ml)wasaddedePdCl2(30mg)a

34、ndtriethylamine(0.229ml).Triethylsilanewasadded(2x0.395ml)over2h.Thereactionmixturestirred1hand2mloftrifluoroaceticacidwasadded.After30minthereactionwasbasifiedwith2NNaOH,extractedwithmethylenechloride,driedoverMgSO4,filteredandconcentrated.Chromatographywasrunonabiotage40Scolumnwith3-5%MeOH/CH2Cl2w

35、ith0.5%NH4OHtoprovidecompound2asaoil(501mg,74%).Pd黑催化氫解，用氨為溶劑，半胱氨酸的Cbz脫除示例H2Pd4H2Pd4ArthurM.Felix，ManuelH.Jimenzeta1.，Org.Syn.,59，159Adry1-Lthree-necked，round-bottomedflaskisequippedwithadryicerefluxcondenser，agas-inlettube，andamagneticstirringbarasillustratedinthefigure.Thereactionvesselisimmersedi

36、nanacetone-dryicebath,andatotalof300mLofammoniaispassedthroughadryingtowercontainingpotassiumhydroxidepelletsandcollectedintheflask.Thebathisremovedtopermitthereactiontoproceedattheboilingpointofammonia(33C),andagentlestreamofdrynitrogenisbubbledintotheflask.Asolutionof0.708g(0.80250mole)ofN-benzylo

37、xycarbonyl-L-methioninein10ml.ofN,N-dimethylacetamide1.02g(1.40ml.,0.0101mole)oftriethylamineand1.25goffreshlypreparedpalladiumblackareadded.Thenitrogenstreamisdiscontinuedandreplacedbyastreamofhydrogenthathasbeenpassedthroughaconcentratedsulfuricacidscrubber.Themixtureisstirredunderrefluxfor5.5hour

38、stoeffecthydrogenolysis.Thehydrogenstreamisdiscontinued,aflowofnitrogenisresumed,andthedryiceisremovedfromtherefluxcondenser,permittingrapidevaporationofammonia.Theflaskisattachedtoarotaryevaporator,andthemixtureisevaporatedtodrynessunderreducedpressure.Theresidueisdissolvedinwaterandfilteredthrough

39、asinteredfunnelofmediumporositytoremovethecatalyst.Thefiltrateisevaporatedtodryness,andtheresidue(354mg,95%)iscrystallizedfromwater-ethanol.Thewhitecrystallineproduct,afterdryingunderreducedpressureat25,weighs272-305mg.(73-82%),m.p.280-282(dec.),a25D+23.1(c=1,aqueous5Nhydrochloricacid).酸解脫除氨基甲酸芐酯在強(qiáng)酸

40、性條件下容易去保護(hù)。HBr/HOAc是酸解脫除芐氧羰基的最常用的試劑1。脫除反應(yīng)主要按下式進(jìn)行2。反應(yīng)需要消耗2分子的HBr，Cbz的脫除速度隨HBr濃度的增大而增大，因此實(shí)際上都是采用高濃度的過量HBr/HOAc溶液(1.2M-3.3M)以保證反應(yīng)的完全。R2.，N、+HR2.，N、+H+R1CbzR2”N、R1CbzH+Br-HBrCH2Br+CO2H.HBr-N-R1R2D.Ben-Ishai,A.Berger.,J.Org.Chem.,1952,17,1564;R.A.Boissonnas,J.Blodinger,A.D.Welcher.,J.Am.Chem.Soc.,1952,74,

41、5309R.A.Boissonnas,J.Blodinger,A.D.Welcher.,J.Am.Chem.Soc.,1952,74,5309;J.Meienhofer,E.Schnabel.,Z.Naturforsch.,1965,20b,661含有絲氨酸和蘇氨酸的肽或其它含羥基的氨基衍生物用HBr/HOAc脫除Cbz時(shí)會(huì)發(fā)生羥基的O-乙?；磻?yīng)。雖然O-乙?；苡脡A皂化或氨解脫去，但為了避免這個(gè)副反應(yīng)，可以改用HBr/二氧六環(huán)或HBr/三氟乙酸來代替HBr/HOAc。由于HBr在三氟乙酸中的溶解度較小，因此不能預(yù)先制成HBr/三氟乙酸溶液，而只能將保護(hù)的肽或氨基衍生物溶于無水三氟乙酸中，先

42、于0C下通入干燥的HBr,待Cbz大部分脫除后，再室溫通短時(shí)間以求完全脫除變化基。Cbz被HBr分解產(chǎn)生的溴化芐能同肽中的某種氨基酸反應(yīng)，也是需要加以注意的。如，甲硫氨酸的硫原子能同溴化芐反應(yīng)生成S-芐基甲硫氨酸，防止的辦法是加入硫醚（CH3SC2H5）為捕捉劑。色氨酸被HBr/HOAc分解產(chǎn)生有色物質(zhì)，防止的辦法是加入亞磷酸二乙酯。硝基精氨酸會(huì)發(fā)生硝基的部分脫落，改用液體HBr于-67C處理可以避免。G.D.Fasman,E.R.Blout.,J.Am.Chem.Soc.,1960,82,2262S.Fujiwara,S.Moerinaga,K.Narita.,Bull.Chem.Soc.J

43、apan.,1962,35,438J.Meienhofer,E.Schnabel.,Z.Naturforsch.,1965,20b,661;黃惟德等，生物化學(xué)與生物物理學(xué)報(bào),1961,98N.F.Albertson,F.C.Mckay.,J.Am.Chem.Soc.,1953,73,5323S.Guttmann,R.A.Boissonnas,Helv.Chim.Acta.,1959,42,1257用液體HF在0C處理10-30分鐘即可將Cbz完全脫去。FSO3H2、CH3SO3H23、CF3SO3H3,4和C6H5SCH3-TFA5也是較好的試劑。Me3SiI在氯仿、乙腈中能于幾分鐘內(nèi)選擇性脫

44、去Cbz和Boc保護(hù)基。對(duì)于BBr3/CH2Cl2而言，較大分子的肽的Cbz衍生物可在TFA中去除，因?yàn)殡脑谒嶂械娜芙舛缺仍贑H2Cl2中大7。從肽中脫去Cbz，可在TFA中添加0.5M4-（甲硫基）苯酚或使用HF/Me2S/對(duì)甲苯酚（25:65:10,v/v）來抑制Bn+對(duì)芳香氨基酸的加成。S.Sakakibaraeta1.,Bull.Chem.Soc.Japan.,1967,40,2164;S.Matsuura,C.H.Niu,J.S.Cohen.,J.Chem.Soc.Chem.Commun.,1976,451H.Yajima,H.Ogawa,H.Sakurai.,J.Chem.Soc.

45、Chem.Commun.,1977,909H.Yajimaeta1.,J.Chem.Soc.Chem.Commun.,1974,107H.Yajimaeta1.,Chem.Pharm.Bull.,1975,23,1164Y.Kiso,K.Ukawa,T.Akita.,J.Chem.Soc.Chem.Commun.,1980,101R.S.Lott,V.S.Chauham,C.H.Stammer.,J.Chem.Soc.Chem.Commun.,1979,495J.Pless,W.Bauer.,AngewChem.,Int.Ed.Engl.,1973,12,147;A.M.Felix.,J.Or

46、g.Chem.,1974,39,1427M.Bodanszky,A.Bodanszky.,Int.J.Pept.ProteinRes.,1984,23,287J.P.Tam,W.F.Heath,R.B.Merrifield.,J.Am.Chem.Soc.,1983,105,6442此外，已經(jīng)報(bào)道過的還有以下的一些不常用的方法。如HCl/CHCl31、HCl/HOAc2、HBr/SO2、液體HBrS、TosOH。、HI/HOAc、碘化磷7、Et3SiH、沸騰的TFA9、8MHCl的乙醇液或6MHCl回流1小時(shí)或濃鹽酸于25-75加熱處理1-1.5小時(shí)G.D.Fasman,M.Idelson,E.

47、R.Blout.,J.Am.Chem.Soc.,1961,83,709R.B.Merrifield.,J.Am.Chem.Soc.,1963,85,2149M.Idelson,E.R.Blout.,J.Am.Chem.Soc.,1958,80,4631M.Brenner,H.C.Curtius.,Helv.Chim.Acta.,1963,46,2126E.Taschner,B.Liberek,Abstr.Int.Cong.Biochemistry,Vienna1958E.Waldschmidt-Leitz,K.Kuhn.,Chem.Ber.,1951,84,381E.Brand,B.F.Erl

48、anger,H.Sachs.,J.Am.Chem.Soc.,1952,74,1849Birkoferetal.,Angew.Chem.,Int.Ed.,1965,4,417F.Weygand,W.Steglich.,Z.Naturforsch.,1959,14b,472A.E.Barkdoll,W.F.Ross.,J.Am.Chem.Soc.,1944,66,567;G.Chelucci,M.Falorni,G.Giacomelli.,Synthesis.,1990,1121J.White.,J.Biol.Chem.,1934,106,14HBr-AcOH脫除Cbz示例AcOH,91%33%H

49、BrEtOOC2H.BrAcOH,91%33%HBrEtOOC2H.BrB.Anna;P.Gerald.,Heterocycles,2002,58,521AsolutionoftheamineCbzcompund(208mg,0.44mmol)in33%hydrobromicacidinaceticacid(1mL)andglacialaceticacid(0.6mL)wasstirredatrtfor3hunderanatmosphereofnitrogen.Thevolatileswereremovedinvacuotoleavethefreeaminehydrobromide(168mg

50、,91%)asabrown,highlyhygroscopicpowder;aD=-18.0(c=0.4,EtOH);TMSI脫除Cbz示例1OMe3SiIOEtOMe3SiIOEt3N,CH3CNUS20040204397Me3SiI(0.73ml,0.73mmol)wasaddedtoasolutonofcompound1(146mg,0.33mmol)inacetonitrile(10ml)atroomtemperature,andtheresultingmixturewasstirredatroomtemperaturefor2h.Et3N(0.12ml)wasaddedandthem

51、ixturewasstirredatroomtemperaturefor15min.Thesolventswereremovedinvacuo,andtheresiduewasextractedwithethylacetate.Thecombinedorganicswerewashedwithsodiumbicarbonateandbrine,driedoversodiumsulfateandfiltered.Solventswereremovedandtheresiduewasuseddirectlyinthenextstep.N1N2N1N2US200502030782.1g(4.45mm

52、ol)ofcompound1in30mlofCH2Cl2werecombinedwith1.9ml(13.4mmol)Me3SiIandstirredfor16hatroomtemperature.Then20mlofMeOHwereaddede,themixturewasstirredforafurther30minatroomtemperatureandthereactionmixturewasevaporateddowncompletely.Theresiduewaspurifiedbychromatographyonsilicagel(eludinggradient:CH2Cl2/(M

53、eOH/conc.Ammonia95:5)=70/3060/40)toyieldcompound2(690mg,56%).2.2叔丁氧羰基（Boc）除Cbz保護(hù)基外，叔丁氧撥基（Boc）也是目前多肽合成中廣為采用的氨基保護(hù)基，特別是在固相合成中，氨基的保護(hù)用Boc而多不用Cbz。Boc具有以下的于的優(yōu)點(diǎn)：Boc-氨基酸除個(gè)別外都能得到結(jié)晶；易于酸解除去，但有具有一定的穩(wěn)定性，Boc-氨基酸能較長期的保存而不分解；酸解時(shí)產(chǎn)生的是叔丁基陽離子再分解為異丁烯，它一般不會(huì)帶來副反應(yīng)；對(duì)堿水解、肼解和許多親核試劑穩(wěn)定；Boc對(duì)催化氫解穩(wěn)定，但比Cbz對(duì)酸要敏感得多。當(dāng)Boc和Cbz同時(shí)存在時(shí)，可以用催化

54、氫解脫去Cbz，Boc保持不變，或用酸解脫去Boc而Cbz不受影響，因而兩者能很好地搭配。2.1.1叔丁氧羰基的導(dǎo)入游離氨基在用NaOH或NaHCO3控制的堿性條件下用二氧六環(huán)和水的混合溶劑中很容易同Boc2O反應(yīng)得到N-叔丁氧撥基氨基化合物。這是引入Boc常用方法之一，它的優(yōu)點(diǎn)是其副產(chǎn)物無多大干擾并容易除去。有時(shí)對(duì)一些親核性較大的胺，一般可在甲醇中和Boc酸酐直接反應(yīng)即可，無須其他的堿，其處理也方便。對(duì)水較為敏感的氨基衍生物，采用Boc2O/TEA/MeOHorDMF在40-50C下進(jìn)行較好，因?yàn)檫@些無水條件下用于保護(hù)017標(biāo)記的氨基酸而不會(huì)由于與水交換使017丟失2。有空間位阻的氨基酸而言

55、，用Boc2O/Me4NOH.5H2O/CH3CN是十分有利的。D.S.Tarbell,Y.Yamamotoetal.,Proc.Natl.Acad.Sci.,USA,1972,69,730E.Ponnusamy,U.Fotadaretal.,Synthesis.,1986,48芳香胺由于其親核性較弱，一般反應(yīng)需要加入催化劑，另外對(duì)于伯胺，通過DMAP的使用可以上兩個(gè)Boc.Boc2O,DMAPRocArNH2ArNHBocAr-N.Boc對(duì)于有酚羥基存在的胺，酚羥基上接Boc的速度也是相當(dāng)快的，因而一般沒太大的選擇性。對(duì)于有醇羥基存在的，若用DMAP做催化劑，時(shí)間長了以后醇羥基也能上Boc，

56、因此反應(yīng)盡量不要過夜。由于氰酸酯的生成，有位阻的胺往往會(huì)與Boc20生成脲1。這個(gè)問題可通過該胺NaH或NaHMDS反應(yīng)，然后再與Boc20反應(yīng)來加以避免2。Brnh2+HNO56%Brnh2+HNO56%1.H.J.knolker,T.Braxmeieretal.,Angew.Chem.,Int.Ed.Engl.,1995,34,2497;H.J.knolker,T.Braxmeieretal.,Synlett.,1996,502;Kessier,A.;Coleman,C.M.,etalJ.Org.Chem.,2004,69(23),7836-7846T.A.Kelly,D.W.McNeil

57、.,TetrahedronLett.,1994,35,9003有時(shí)在反應(yīng)中有可能多加了Boc酸酐，當(dāng)分子中無游離酸堿時(shí)很難出去，若一定要除去，一般在體系中加入一些N,N-二甲基乙二胺或N,N-二甲基丙二胺，而后將上了Boc的N,N-二甲基乙二胺或N,N-二甲基丙二胺用稀酸除去。r_nh2Boc2O2r_nh2Boc2O2_excessRNHBoc+Boc2O(excess)BocHNN稀酸除去由于Boc對(duì)酸敏感，因此在合成過程中用到酸洗或酸溶解等操作時(shí)，為了保險(xiǎn)起見,盡量不用鹽酸而用10%檸檬酸（0.5M）或在低溫條件進(jìn)行。氨基酸Boc保護(hù)示例2coohBoc202coohBoc202”NaO

58、H,t-BuOH,H2OHBoccoohOskarKeller,WalterE.Keller,GertvanLooketal.,Org.Syn.,63,160A4-L,four-necked,round-bottomedflask,equippedwithanefficientstirrer,adroppingfunnel,refluxcondenser,andthermometerischargedwithasolutionof44g(1.1mol)ofsodiumhydroxidein1.1Lofwater.Stirringisinitiatedand165.2g(1mol)ofL-phe

59、nylalanineisaddedatambienttemperature,andthendilutedwith750mLoftert-butylalcohol.Tothewell-stirred,clearsolutionisaddeddropwisewithin1hr,223g(1mol)ofdi-tert-butyldicarbonate.Awhiteprecipitateappearsduringadditionofthedi-tert-butyldicarbonate.Afterashortinductionperiod,thetemperaturerisestoabout3035C

60、.Thereactionisbroughttocompletionbyfurtherstirringovernightatroomtemperature.Atthistime,theclearsolutionwillhavereachedapHof7.58.5.Thereactionmixtureisextractedtwotimeswith250mLofpentane,andtheorganicphaseisextractedthreetimeswith100mLofsaturatedaqueoussodiumbicarbonatesolution.Thecombinedaqueouslay