有機(jī)化學(xué)保護(hù)基團(tuán)優(yōu)選ppt資料

有機(jī)化學(xué)(yǒujīhuàxué)保護(hù)基團(tuán)第一頁(yè)，共63頁(yè)。selectivity是手段不是(bùshi)目的第二頁(yè)，共63頁(yè)。一、概述：理想保護(hù)基團(tuán)的標(biāo)準(zhǔn)1．保護(hù)基的來(lái)源，經(jīng)濟(jì)性2．容易引入，保護(hù)效率高3．保護(hù)基的引入對(duì)化合物的結(jié)構(gòu)不應(yīng)增加過(guò)量的復(fù)雜性，如新手性中心等。4．保護(hù)后的化合物在后面的反響中要求穩(wěn)定5．保護(hù)后的化合物對(duì)別離、純化和層析要穩(wěn)定6．能在高度專一的條件下選擇性、高效脫除、不影響分子其余(qíyú)局部。7．去保護(hù)后的主產(chǎn)物要易于別離。8．有時(shí)還可以將保護(hù)基轉(zhuǎn)換為其他官能團(tuán)。第三頁(yè)，共63頁(yè)。二、羥基的保護(hù)(bǎohù)〔一〕形成醚1.甲基醚第四頁(yè)，共63頁(yè)。I.保護(hù)〔1〕有機(jī)溶劑,產(chǎn)率60—90%〔2〕MeI,Me2SO4NaH,KI，THF,引入甲醚無(wú)很大位阻影響(yǐngxiǎng)〔3〕CH2N2〔重氮甲烷〕硅膠/HBF4第五頁(yè)，共63頁(yè)。〔4〕MeI,Ag2O第六頁(yè)，共63頁(yè)。第七頁(yè)，共63頁(yè)。II．去保護(hù)(bǎohù)Lewis酸Me3SiI/CHCl3，BBr3，CH2Cl2。濃HI第八頁(yè)，共63頁(yè)。2．形成(xíngchéng)叔丁基醚類ROC(CH3)3第九頁(yè)，共63頁(yè)。第十頁(yè)，共63頁(yè)。去保護(hù)(bǎohù)：無(wú)水CF3COOH，0-20oC.2MHCl,CH2OHHBr,AcOH,20oC30分鐘第十一頁(yè)，共63頁(yè)。3．芐醚ROCH2Ph,Bn-ORBnCl,KOH(粉末(fěnmò))，130－140o,芐氯或芐溴與醇形成芐醚。第十二頁(yè)，共63頁(yè)。優(yōu)先(yōuxiān)保護(hù)伯醇第十三頁(yè)，共63頁(yè)。4.形成(xíngchéng)硅醚硅醚保護(hù)：Me3Si〔TMS〕，Et3Si〔TES〕，t-BuMe2Si(TBDMS),t-BuPh2Si(TBDPS),i-Pr3Si(TIPS).第十四頁(yè)，共63頁(yè)。第十五頁(yè)，共63頁(yè)。水解活性次序：1o>2o;脂肪族>芳香族對(duì)酸的穩(wěn)定性次序：TMS(1)<TES(64)<TBS(20,000)<TIPS(700,000)<TBDPS(5,000,000)對(duì)堿的穩(wěn)定性次序：TMS(1)<TES(10-100)<TBS~TBDPS(20,000)<TIPS(100,000)含活潑(huópo)氫的基團(tuán)可以用硅烷化保護(hù)，反響活性次序：ROH>ArOH>COOH>NH>CONH>SH.第十六頁(yè)，共63頁(yè)?！?〕三甲基硅醚ROSi(CH3)3在酸中不穩(wěn)定極不穩(wěn)定，遇水分解，應(yīng)保持無(wú)水環(huán)境。可以與親核試劑反響，如格氏試劑，氫化反響，氫化物復(fù)原都會(huì)影響，因此它屬于暫時(shí)(zànshí)羥基保護(hù)，水處理后即分解。常用酸或堿的水溶液水解。第十七頁(yè)，共63頁(yè)?！?〕三乙基硅醚穩(wěn)定性增加(zēngjiā)，遇水穩(wěn)定性提高。第十八頁(yè)，共63頁(yè)。第十九頁(yè)，共63頁(yè)。(3)三異丙基硅醚(R—O—Si(i—Pr3)，R—O—TIPS)是由三異丙基氯硅烷硅烷化羥基制得，催化劑是咪唑或二甲氨吡啶。其穩(wěn)定性比三甲基硅醚高得多，可用于親核反響、有機(jī)金屬試劑、氫化復(fù)原、氫化物復(fù)原和氧化反響等。脫保護(hù)(bǎohù)常用氟試劑，如：氟化氫水溶液、氟化四丁銨。由于三異丙基硅的基團(tuán)位阻較大，可用于選擇性保護(hù)(bǎohù)羥基。第二十頁(yè)，共63頁(yè)。(4)叔丁基二甲基硅醚(R—O---Si(Me3)：一Bu，R—O—TBDMS)是較穩(wěn)定硅醚。在pH=4—12范圍穩(wěn)定。叔丁基二甲基硅醚能適合于親核反響(fǎnxiǎng)、有機(jī)金屬試劑，氫化復(fù)原、氫化物復(fù)原和氧化反響(fǎnxiǎng)等條件下的羥基保護(hù)。叔丁基二甲基醚由叔丁基二甲基氯硅烷(：—Bu(Me2)SiCl)或三氟甲磺酸叔丁基二甲基酯(t—Bu(Me2)SiOSO2CF3)制得。由于叔丁基二甲基硅的位阻，硅烷化反響(fǎnxiǎng)選擇在伯羥基。脫保護(hù)如同三異丙基硅醚所用的方法，如：氟化氫水溶液、氟化四丁銨。也可以用硫酸銅/丙酮與催化量對(duì)甲苯磺酸，丙酮的存在可使二醇轉(zhuǎn)化成縮酮。第二十一頁(yè)，共63頁(yè)。第二十二頁(yè)，共63頁(yè)。〔二〕、形成酯酯化引入羰基，易于發(fā)生羰基上的親核反響(fǎnxiǎng)、水解以及復(fù)原反響(fǎnxiǎng)等，涉及此類反響(fǎnxiǎng)時(shí)不宜用酯化法保護(hù)羥基。合成：中主要用作保護(hù)基的酯是乙酸酯、苯甲酸酯、2，4，6—三甲基苯甲酸酯等。保護(hù)：酯通常采用酸酐或酰氯在堿存在下?；频?。去保護(hù)一般用堿水解或堿醇解法，也可以用氨的醇溶液氨解(如甲醇氨溶液)。酯在堿性條件下穩(wěn)定性差，相對(duì)在酸性較穩(wěn)定，這正好彌補(bǔ)了醇類的醚保護(hù)基衍生物需要(xūyào)酸性才能裂解去保護(hù)的缺乏。第二十三頁(yè)，共63頁(yè)。乙酸酯在pH=1—8穩(wěn)定。有機(jī)金屬(jīnshǔ)試劑(如有機(jī)銅)、催化氫化、硼氫化物復(fù)原、路易斯酸、氧化反響等可以采用乙酸酯保護(hù)。第二十四頁(yè)，共63頁(yè)。去保護(hù)：用酸或堿催化水解裂解(lièjiě)成醇和酸。核苷的合成中利用乙?；Ｗo(hù)羥基。如胸苷的制備是利用乙酸酯保護(hù)核糖的羥基，縮合反響在路易斯酸催化下進(jìn)行，然后用甲醇鈉／甲醇或氨／甲醇脫去乙?；?。皂化反響第二十五頁(yè)，共63頁(yè)。第二十六頁(yè)，共63頁(yè)。苯甲酸酯類似乙酸酯可用于羥基的保護(hù)。適用于有機(jī)金屬試劑(如有機(jī)銅)、催化氫化、硼氫化物復(fù)原、路易斯酸、氧化反響(fǎnxiǎng)等時(shí)的羥基保護(hù)。就水解而言，苯甲酸酯作為保護(hù)基比乙酸酯穩(wěn)定。苯甲酸酯的裂解去保護(hù)同樣一般采用堿性水解或醇解，有時(shí)也可以用鋰鋁氫復(fù)原法去保護(hù)。第二十七頁(yè)，共63頁(yè)。(三)形成縮酮上述的甲醚、芐醚、叔丁基醚等簡(jiǎn)單醚保護(hù)基在上保護(hù)基或去保護(hù)時(shí)常常需要酸性條件，這對(duì)于一些含有對(duì)酸敏感的基團(tuán)的化合物顯然是不適宜的。為此，一類稱為“取代的甲基醚〞保護(hù)基可以克服(kèfú)上述醚保護(hù)基的缺乏。所謂的“取代的甲基醚〞實(shí)際是一種縮醛結(jié)構(gòu)。最簡(jiǎn)單的是甲氧基甲醚(R—O—CH2OCH3，R—O—MOM)，從結(jié)構(gòu)來(lái)看是甲醛縮二醇。

MOMMEMTHP第二十八頁(yè)，共63頁(yè)。1．甲氧基甲醚MOM醚甲氧基甲醚是用氯甲基甲醚或甲醛縮二甲醇將醇羥基甲氧甲基化生成。在強(qiáng)堿(如氫化鈉、氫化鉀)存在(cúnzài)下，氯甲基甲醚烴化被保護(hù)的醇得到甲氧基甲醚。在五氧化二磷催化下，甲醛縮二甲醇烴化醇羥基同樣可生成甲氧基甲醚。甲氧基甲醚的裂解去保護(hù)可用鹽酸甲醇溶液、鹽酸THF水溶液、硫酸／乙酸水溶液等。第二十九頁(yè)，共63頁(yè)。第三十頁(yè)，共63頁(yè)。甲氧基甲醚遇酸穩(wěn)定性不如簡(jiǎn)單的醚，通常(tōngcháng)在pH=4—12是穩(wěn)定的，遇親核試劑、有機(jī)金屬試劑、氫化物復(fù)原劑、催化氫化(除酸性條件下鉑催化)和氧化反響等不受影響。由于甲氧基甲醚遇酸，穩(wěn)定性較差，比簡(jiǎn)單的醚易于水解去保護(hù)，利用這一差異可選擇性酸水解脫保護(hù)基。同時(shí)含芐醚和甲氧基甲醚，鹽酸甲醇液可以選擇性裂解甲氧基甲醚，芐醚不裂解。第三十一頁(yè)，共63頁(yè)。去除(qùchú)：AcOHH2OTHF第三十二頁(yè)，共63頁(yè)。2．2—甲氧基乙氧甲基醚(MEM醚)2-甲氧基乙氧甲基醚(R—O—CH2OCH2CH2OCH3，R—O—MEM)是最常用縮醛型的羥基保護(hù)基之一?？捎糜诒Ｗo(hù)伯、仲、叔醇。醇在氫化鈉等強(qiáng)堿作用形成的烴氧基負(fù)離子與2—甲氧基乙氧甲基氯(ClCH2OCH2CH2OCH3)反響生成MEM醚。2—甲氧基乙氧甲基氯與叔胺形成的季銨鹽與醇直接作用也可以制備(zhìbèi)MEM醚。所用的叔胺可以使三乙胺、二異丙基乙胺等。MEM醚的裂解條件是溴化鋅／三氯甲烷或四氯化鈦／三氯甲烷體系。MEM醚的生成和裂解都在非質(zhì)子條件下完成。但在溫和酸性水解條件下，如：AcOH—H2O／25℃，4h,TsOH(催化劑)／MeOH，／23℃，3h，不發(fā)生裂解。第三十三頁(yè)，共63頁(yè)。第三十四頁(yè)，共63頁(yè)。3.四氫吡喃醚(THP醚)四氫吡喃醚是環(huán)狀縮醛保護(hù)基(R-O-THP醚)。四氫吡喃醚是由二氫吡喃醚與醇在酸催化下制得。四氫吡喃保護(hù)基的2—位的不對(duì)稱(duìchèn)碳原子存在，如果被保護(hù)的醇含有手性中心，當(dāng)四氫吡喃基保護(hù)時(shí)，得到的化合物將會(huì)有非對(duì)映異構(gòu)體生成。四氫吡喃醚在中性或堿性條件下穩(wěn)定，對(duì)酸水或路易斯酸易分解。去保護(hù)可以在酸性水溶液中進(jìn)行。第三十五頁(yè)，共63頁(yè)。銀膠菊堿的中間體的合成過(guò)程中，應(yīng)用四氫吡喃醚保護(hù)有利于羰基a—位烴化的立體選擇性，如羥基(qiǎngjī)不用四氫吡喃基保護(hù)，會(huì)影響烴化反響的立體化學(xué)性質(zhì)。第三十六頁(yè)，共63頁(yè)。小結(jié)(xiǎojié)：醇的保護(hù)：形成(xíngchéng)縮酮形成(xíngchéng)醚MOM甲基醚叔丁基醚芐基醚形成酯MEMTHP乙酸酯苯甲酸酯硅醚第三十七頁(yè)，共63頁(yè)。三、二醇的保護(hù)1，2－二醇1，3－二醇〔一〕形成(xíngchéng)縮酮、縮醛用醛、酮：丙酮、環(huán)己酮、苯甲醛或其烯醇醚〔2－甲氧基丙烯〕等在酸催化下進(jìn)行。第三十八頁(yè)，共63頁(yè)。第三十九頁(yè)，共63頁(yè)。RaneyNi可將羰基復(fù)原(fùyuán)成亞甲基。硅醚保護(hù)：Me3Si〔TMS〕，Et3Si〔TES〕，t-BuMe2Si(TBDMS),t-BuPh2Si(TBDPS),i-Pr3Si(TIPS).去保護(hù)一般用堿水解或堿醇解法，也可以用氨的醇溶液氨解(如甲醇氨溶液)。MEM醚的生成和裂解都在非質(zhì)子條件下完成。第四十五頁(yè)，共63頁(yè)。脫保護(hù)(bǎohù)：試劑：鄰苯二甲酸酐，CHCl3，70oC,4h,85%-93%五、羧酸(suōsuān)的保護(hù)芐氯或芐溴與醇形成芐醚。在強(qiáng)堿(如氫化鈉、氫化鉀)存在(cúnzài)下，氯甲基甲醚烴化被保護(hù)的醇得到甲氧基甲醚。4．保護(hù)后的化合物在后面的反響中要求穩(wěn)定HBr,AcOH,20oC30分鐘很好的保護(hù)基，但不如乙二醇形成(xíngchéng)醚第五十六頁(yè)，共63頁(yè)。六、氨基(ānjī)的保護(hù)第四十頁(yè)，共63頁(yè)。糖類(tánɡlèi)，甘油脫保護(hù)(bǎohù)：稀酸水溶液，rt;或加熱。第四十一頁(yè)，共63頁(yè)。2．用光氣(ɡuānɡqì)保護(hù)順式二醇，得到碳酸環(huán)酯第四十二頁(yè)，共63頁(yè)。四、羰基的保護(hù)〔一〕形成縮酮或其他(qítā)等價(jià)物反響活性：醛>鏈狀羰基>環(huán)己酮>a,b-不飽和酮>苯基酮第四十三頁(yè)，共63頁(yè)。第四十四頁(yè)，共63頁(yè)。環(huán)狀縮酮較穩(wěn)定(wěndìng)。第四十五頁(yè)，共63頁(yè)。酸水解的相對(duì)(xiāngduì)速率：第四十六頁(yè)，共63頁(yè)?！捕?、形成(xíngchéng)縮硫酮保護(hù)：酸催化

去保護(hù):HgCl2，CdCO3Hg(ClO4)2，MeOH，25oC第四十七頁(yè)，共63頁(yè)。RaneyNi可將羰基復(fù)原(fùyuán)成亞甲基。應(yīng)注意去保護(hù)，同時(shí)可以完整地復(fù)原(fùyuán)成CH2很好的保護(hù)基，但不如乙二醇乙二醇，毒性小二硫醇，毒性，氣味第四十八頁(yè)，共63頁(yè)。五、羧酸(suōsuān)的保護(hù)〔一〕，形成酯1.

羧酸(suōsuān)酯化，一般酯化芐酯叔丁酯第四十九頁(yè)，共63頁(yè)。

第五十頁(yè)，共63頁(yè)。2．芐基(biànjī)酯，對(duì)酸穩(wěn)定。BnBr，CsCO3,CH3CN去保護(hù)：H2，Pd/C,25oC，K2CO3，H2O，THF第五十一頁(yè)，共63頁(yè)。3．叔丁酯可用溫和(wēnhé)的酸處理脫除。HCOOH，20oC,3hCF3COOHAcOH,CH2Cl2

第五十二頁(yè)，共63頁(yè)。(二)形成雜環(huán)

形成噁唑，噁唑啉，對(duì)格氏試劑穩(wěn)定(wěndìng)，對(duì)LiAlH4穩(wěn)定(wěndìng)

由羧酸制備噁唑：NH4OAc，AcOH。分解(fēnjiě)：ROH，TsOH；K2CO3，MeOH第五十三頁(yè)，共63頁(yè)。由羧酸制備(zhìbèi)脫除條件：酸噁唑啉第五十四頁(yè)，共63頁(yè)。六、氨基(ānjī)的保護(hù)〔一〕形成酰胺1．鄰苯二甲酰亞胺試劑：鄰苯二甲酸酐，CHCl3，70oC,4h,85%-93%脫保護(hù):肼，EtOH，25oC,12h,H3O+,76%苯肼，n-Bu3N,reflux,2h,83%NaBH4,2-丙醇，H2O〔6：1〕第五十五頁(yè)，共63頁(yè)。2．芐氧羰基胺〔cbz〕可以保護(hù)(bǎohù)酰胺的氨基。保護(hù)(bǎohù)：(1)n－BuLi,THF,－78oC，cbzCl，(2)(BnO2C)2O,DMAP,CH3CN,90%去保護(hù)(bǎohù)：LiOH,二氧六環(huán)86-92%第五十六頁(yè)，共63頁(yè)。3．叔丁氧羰酰胺〔BOC〕氨基(ānjī)甲酸叔丁酯保護(hù)胺和酰胺的氨基(ānjī)。形成：〔1〕.(BOC)2O,Et3N，DMAP，25oC,15h,78%--96%氨基(ānjī)上的NH的酸性越強(qiáng)，越有利于生成保護(hù)。(2).(BOC)2O,BuLi第五十七頁(yè)，共63頁(yè)。脫保護(hù)(bǎoh