各種官能團保護基全優(yōu)秀課件

各種官能團保護基全第一頁，共一百零九頁，2022年，8月28日有機合成中的常用保護基2第二頁，共一百零九頁，2022年，8月28日參考書目《保護基化學》，武欽佩、李善茂編著，化學工業(yè)出版社，2007《有機合成中的保護基》，原著GreeneT.W.,WutsP.G.M.;華東理工出版社，2004《有機合成中的保護基》，格林著;范如霖譯，上海科學技術文獻出版社，19853第三頁，共一百零九頁，2022年，8月28日復雜分子的合成策略把目標分子切割為若干合成片斷及其連接策略手性中心的選擇合成策略官能團保護策略4第四頁，共一百零九頁，2022年，8月28日選擇保護基的基本原則保護基容易得到、價格便宜保護和脫保護的反應條件溫和，操作方便，不會引起其他反應，且產物易于分離純化官能團被保護后具有一定的穩(wěn)定性，在脫除保護之前的反應條件下能穩(wěn)定存在核磁波譜簡單，不產生新的手性中心綜合考慮官能團被保護后的反應條件，選擇適當的保護基5第五頁，共一百零九頁，2022年，8月28日常用的保護基團硅烷類TMS、TES、TBDMS、TBDPS，DIPS、DPS、TIPDS保護羥基、羧基、氨基（不常用）F-脫保護縮醛類保護羥基、羰基酯類保護羥基、羧基的常用方法酰胺類保護氨基6第六頁，共一百零九頁，2022年，8月28日常用的脫保護基方法酸脫除保護質子酸、Lewis酸堿脫除保護

酯類水解氫化脫除保護

芐基保護基，Pd-C氧化脫除保護DDQ、CAN、I2還原脫保護7第七頁，共一百零九頁，2022年，8月28日保護基的組合使用原則酸、堿和氫解脫除的保護基組合使用硅烷保護基與其它保護基組合使用8第八頁，共一百零九頁，2022年，8月28日一、羥基的保護最常見，親核性較高，易氧化在較溫和條件下，易發(fā)生多種官能團轉化研究最多，保護方法最多（150多種）9第九頁，共一百零九頁，2022年，8月28日1.硅烷醚類保護法酸性條件下的穩(wěn)定性：TMS<TES<TBDMS<TIPS<TBDPS164200007000005000000堿性條件下的穩(wěn)定性：TMS<TES<TBDMS=TBDPS<TIPS110~10020000100000反應活性：ROH>ArOH>COOH>NH>CONH>SH>CH不同位置上相同保護基的穩(wěn)定性:1o<2o<3oSi-O鍵能：112kcal/mol,

Si-F鍵能：142kcal/mol10第十頁，共一百零九頁，2022年，8月28日三甲基硅氧醚（TMS-OR）形成保護TMS-Cl、TMS-OTf、HMDS[(Me3Si)2NH]胺催化：吡啶、三乙胺、二異丙基乙基胺、咪唑、DBU常用溶劑：THF、DCM、MeCN、DMF、Py遇水不穩(wěn)定，暫時性保護基11第十一頁，共一百零九頁，2022年，8月28日脫除保護水、飽和NaHCO3溶液、K2CO3的甲醇溶液HOAc、酸性樹脂FeCl3、BF3.Et2ODDQ位阻越大，水解速度越慢；帶吸電子基團，水解加快12第十二頁，共一百零九頁，2022年，8月28日三乙基硅氧醚（TES-OR）形成保護TES-Cl、TES-OTf13第十三頁，共一百零九頁，2022年，8月28日脫除保護對Swern、Dess-Martin、DDQ氧化，格氏試劑穩(wěn)定2%HF-MeCN、H2O-HOAc-THF(3:5:11)、10%Pd-C14第十四頁，共一百零九頁，2022年，8月28日叔丁基二甲基硅氧醚（TBDMS-OR）15第十五頁，共一百零九頁，2022年，8月28日16第十六頁，共一百零九頁，2022年，8月28日叔丁基二苯基硅氧醚（TBDPS-OR）17第十七頁，共一百零九頁，2022年，8月28日脫除TBDMS的質子酸和堿都可以脫除TBDPS，但反應時間較長。18第十八頁，共一百零九頁，2022年，8月28日2.烷基醚保護法甲醚、芐醚、三苯甲基醚、叔丁基醚甲氧基甲醚(MOM)、芐氧基甲醚(BOM)甲硫基甲醚(MTM)四氫呋喃醚(THP)19第十九頁，共一百零九頁，2022年，8月28日甲基醚（MeOR）甲基化試劑：MeI、Me2SO4、MeOTf、CH2N2強堿：MeI/KOH、NaOH、NaH，Me2SO4/KOH、NaOH對強堿、親核試劑、有機金屬試劑、氧化劑、氫化物還原劑、催化清華等穩(wěn)定常用BCl3或BBr3/CH2Cl2，TMSI/CHCl3、CH2Cl2或MeCN脫除也可以BF3/RSH，AlBr3或AlCl3/EtSH等試劑脫除20第二十頁，共一百零九頁，2022年，8月28日形成保護21第二十一頁，共一百零九頁，2022年，8月28日脫除保護22第二十二頁，共一百零九頁，2022年，8月28日芐基醚（BnOR）23第二十三頁，共一百零九頁，2022年，8月28日24第二十四頁，共一百零九頁，2022年，8月28日對甲氧芐基醚（PMB-OR）3,4-二甲氧芐基（DMB）與PMB類似25第二十五頁，共一百零九頁，2022年，8月28日26第二十六頁，共一百零九頁，2022年，8月28日三苯甲基醚（Tr-OR）三苯甲基（Tr）、對甲氧基三苯甲基（MMT）、二甲氧基三苯甲基（DMT）保護糖、核苷、核酸等伯羥基27第二十七頁，共一百零九頁，2022年，8月28日28第二十八頁，共一百零九頁，2022年，8月28日3.烷氧基甲基醚保護法甲氧基甲基醚（MOM）、2-甲氧基乙氧基甲基醚（MEM）、芐氧基甲基醚（BOM）、對甲氧基芐氧基甲基醚（PMBOM）以強堿如NaH、有空間位阻的弱堿性胺如iPr2NEt為催化劑29第二十九頁，共一百零九頁，2022年，8月28日甲氧基甲基醚（MOM）30第三十頁，共一百零九頁，2022年，8月28日31第三十一頁，共一百零九頁，2022年，8月28日四氫吡喃（THP-OR）酸催化：p-TsOH、CSA、甲基苯磺酸吡啶鹽、三甲基碘化硅、三氟化硼、三氯氧磷等在水解酯的堿性條件下穩(wěn)定32第三十二頁，共一百零九頁，2022年，8月28日33第三十三頁，共一百零九頁，2022年，8月28日4.酯類保護法羧酸酯：乙酸酯(Ac)、二氯乙酸酯(CAc)、苯甲酸酯(Bz)、叔丁基甲酸酯(Pv)碳酸酯：叔丁氧基甲酸酯(Boc)、芐氧基甲酸酯(Cbz)、9-芴甲氧基甲酸酯(Fmoc)34第三十四頁，共一百零九頁，2022年，8月28日乙酸酯35第三十五頁，共一百零九頁，2022年，8月28日氯乙酸酯氯原子具有較高的電負性在堿性條件下比乙酸酯易水解乙?；Ｗo基團的水解活性：氯乙酰酯的水解速度是乙酰酯的760倍；二氯乙酰酯的水解速度是乙酰酯的16000倍；三氯乙酰酯的水解速度是乙酰酯的1000000倍。36第三十六頁，共一百零九頁，2022年，8月28日碳酸酯類Boc37第三十七頁，共一百零九頁，2022年，8月28日Cbz38第三十八頁，共一百零九頁，2022年，8月28日二、酚羥基的保護酚羥基易氧化酚羥基（pKa=10）的酸性強于烷基醇（pKa=15）酚醚、酚酯比烷基醚、烷基醇酯易水解39第三十九頁，共一百零九頁，2022年，8月28日1.酚醚類保護法甲基酚醚40第四十頁，共一百零九頁，2022年，8月28日脫保護：質子酸、Lewis酸41第四十一頁，共一百零九頁，2022年，8月28日芐基酚醚42第四十二頁，共一百零九頁，2022年，8月28日43第四十三頁，共一百零九頁，2022年，8月28日MOM醚44第四十四頁，共一百零九頁，2022年，8月28日2.硅烷醚保護法保護和去保護的方法與醇相似。酸性條件下，烷氧基硅烷醚先被水解。堿性條件下，酚羥基硅烷醚先被水解。45第四十五頁，共一百零九頁，2022年，8月28日46第四十六頁，共一百零九頁，2022年，8月28日3.酚酯的保護法47第四十七頁，共一百零九頁，2022年，8月28日碳酸酯48第四十八頁，共一百零九頁，2022年，8月28日磺酸酯49第四十九頁，共一百零九頁，2022年，8月28日4.鄰二酚的保護二醚、二酯、環(huán)縮醛、環(huán)酯50第五十頁，共一百零九頁，2022年，8月28日51第五十一頁，共一百零九頁，2022年，8月28日三、二醇的保護1,2-二醇、1,3-二醇、鄰苯二酚糖類、核苷、核酸、生物堿縮醛保護法（最早為丙酮保護糖）二齒硅烷類保護基52第五十二頁，共一百零九頁，2022年，8月28日1.縮醛保護法在質子酸或Lewis酸的催化下，醛或酮的羰基與二醇形成環(huán)狀縮醛縮醛在質子酸或Lewis酸的催化下水解呈羰基化合物和二醇對堿性條件、金屬氫化物等穩(wěn)定53第五十三頁，共一百零九頁，2022年，8月28日丙酮化合物丙酮、2,2-二甲氧基丙烷、2-甲氧基丙烯硫酸、p-TsOH、CSA。。。CuSO4、ZnCl2、AlCl3、FeCl3、SnCl4。。。（催化+脫水）54第五十四頁，共一百零九頁，2022年，8月28日55第五十五頁，共一百零九頁，2022年，8月28日56第五十六頁，共一百零九頁，2022年，8月28日57第五十七頁，共一百零九頁，2022年，8月28日芳香亞甲基縮醛58第五十八頁，共一百零九頁，2022年，8月28日59第五十九頁，共一百零九頁，2022年，8月28日60第六十頁，共一百零九頁，2022年，8月28日亞甲基縮醛61第六十一頁，共一百零九頁，2022年，8月28日二苯基亞甲基縮醛Pd/C-H2，Li-NH362第六十二頁，共一百零九頁，2022年，8月28日2.硅烷類保護法二叔丁基亞硅醚（DBS）1,1,3,3-四異丙基二硅氧醚（TIPDS）63第六十三頁，共一百零九頁，2022年，8月28日二叔丁基亞硅醚保護1,2、1,3-二羥基穩(wěn)定性較丙酮化合物、苯基亞甲基縮醛差在溫和氧化劑（DDQ、Dess-Martin）、LA（BF3、TiCl4）、質子酸（CSA）等條件下穩(wěn)定64第六十四頁，共一百零九頁，2022年，8月28日1,1,3,3-四異丙基二硅氧醚65第六十五頁，共一百零九頁，2022年，8月28日四、羰基的保護醛、酮、酸、酯和酰胺具有良好的親電性反應活性：醛（脂肪醛>芳香醛）>支鏈酮和環(huán)己酮>環(huán)戊酮>α,β不飽和酮或α,α二取代酮>>芳香酮縮醛：O,O-縮醛、S,S-縮醛、O,S-縮醛、O,N-縮醛66第六十六頁，共一百零九頁，2022年，8月28日1.O,O-縮醛形成保護質子酸或Lewis酸催化醛比酮容易更形成縮醛環(huán)狀縮醛比非環(huán)狀縮醛更容易形成非共軛羰基比共軛羰基容易形成縮醛有空間位阻的羰基不易形成縮醛對于芳香醛或酮，有吸電子取代基時易形成縮醛，有給電子取代基時不易形成縮醛同一個碳原子上有兩個取代基的二醇更容易與羰基形成環(huán)狀縮醛對很多的還原試劑、氧化試劑、堿性條件等穩(wěn)定。67第六十七頁，共一百零九頁，2022年，8月28日68第六十八頁，共一百零九頁，2022年，8月28日共軛酮基的雙鍵移位；脫除保護基后能復位69第六十九頁，共一百零九頁，2022年，8月28日脫除保護質子酸或Lewis酸催化酮的縮醛比醛的縮醛水解速率快縮醛的碳原子上的取代基，能否穩(wěn)定碳正離子，則有利于水解反應；如果不能穩(wěn)定碳正離子（羰基、硝基、三氟甲基），則不利于水解反應。環(huán)狀縮醛的水解速率與環(huán)的大小有關，1,3-二氧戊烷的水解速率小于1,3-二氧六環(huán)環(huán)戊酮的縮醛水解速率大于環(huán)己酮的縮醛水解速率有取代基的環(huán)狀縮醛水解速率小于沒有取代基的相應的環(huán)狀縮醛。非環(huán)狀縮醛比環(huán)狀縮醛容易水解70第七十頁，共一百零九頁，2022年，8月28日0.003MHCl的二氧六環(huán)-水溶液中(7:3)，30oC下的相對水解速率：71第七十一頁，共一百零九頁，2022年，8月28日2.O,O-二乙酰基縮醛也稱為1,1-二乙酸酯Lewis酸催化乙酸酐與醛基反應形成保護質子酸和Lewis酸催化其水解而脫除保護在中性和堿性條件下穩(wěn)定72第七十二頁，共一百零九頁，2022年，8月28日形成保護73第七十三頁，共一百零九頁，2022年，8月28日脫除保護74第七十四頁，共一百零九頁，2022年，8月28日3.S,S-縮醛S,S-縮醛比O,O-縮醛更穩(wěn)定，易形成在酸性和堿性條件下都穩(wěn)定形成：質子酸、LA，硫醇、二硫醇脫除：氧化法、重金屬參與法氣味催化劑中毒75第七十五頁，共一百零九頁，2022年，8月28日形成保護76第七十六頁，共一百零九頁，2022年，8月28日脫除保護77第七十七頁，共一百零九頁，2022年，8月28日應用78第七十八頁，共一百零九頁，2022年，8月28日4.O,S-縮醛穩(wěn)定性介于O,O-縮醛和S,S-縮醛之間酸性水溶液中，比O,O-縮醛穩(wěn)定，但比S,S-縮醛活潑很多對于Hg2+、Ag+促進的脫保護反應，比S,S-縮醛活潑很多79第七十九頁，共一百零九頁，2022年，8月28日形成和脫除80第八十頁，共一百零九頁，2022年，8月28日五、羧基的保護酸性（pKa約為3~6）易與堿或LB發(fā)生反應（保護首先是遮蓋其酸性）親電性（抑制親電性，可使用較大空間位阻的保護基）主要是保護羧基的質子，以形成酯類化合物為主脫除保護的主要方法是水解水解速率取決于空間因素和電子因素81第八十一頁，共一百零九頁，2022年，8月28日合成羧酸酯的通用方法酸與醇反應

催化劑：質子酸、弱酸、DEAD-PPh3（Mitsunobu反應）、DCC-DMAP（Steglich酯化法）、CAN、TMSCl、DMAP-Boc2O酰氯、酸酐與醇反應加入弱酸來中和形成的酸，DMAP、甲基咪唑、LA催化其他方法羧酸與鹵代烴反應、羧酸鹽與鹵代烴反應、羧酸與重氮烷反應、羧酸與烯烴反應82第八十二頁，共一百零九頁，2022年，8月28日83第八十三頁，共一百零九頁，2022年，8月28日1.甲酯保護法形成保護84第八十四頁，共一百零九頁，2022年，8月28日脫除保護堿金屬的氫氧化物或碳酸鹽85第八十五頁，共一百零九頁，2022年，8月28日2.叔丁酯保護法空間阻礙大，親核試劑不宜進攻其羰基堿性溶液中水解速率慢叔丁基碳正離子穩(wěn)定，酸性條件下易水解86第八十六頁，共一百零九頁，2022年，8月28日形成保護87第八十七頁，共一百零九頁，2022年，8月28日脫除保護88第八十八頁，共一百零九頁，2022年，8月28日3.芐基酯保護法形成保護89第八十九頁，共一百零九頁，2022年，8月28日脫除保護90第九十頁，共一百零九頁，2022年，8月28日用于羧基的其他保護基取代甲基酯乙酯、乙基酯烯丙基酯硅烷酯類酰胺。。。91第九十一頁，共一百零九頁，2022年，8月28日六、氨基的保護含孤對電子易取代反應和氧化反應氨基甲酸酯（肽、蛋白質的合成）酰胺（生物堿、核苷酸的合成）磺酰胺N-烷基亞胺92第九十二頁，共一百零九頁，2022年，8月28日1.酰胺類保護法常用酰化試劑：酰氯、酸酐穩(wěn)定性好，較強的酸、堿溶液和加熱水解穩(wěn)定性順序：PhCONHR>CH3CONHR>HCONHR;CH3CONHR>ClCH2CONHR>Cl2CHCONHR>Cl3CCONHR>F3CCONHR93第九十三頁，共一百零九頁，2022年，8月28日甲酰胺鹽酸、堿水解、Pd-C/H2等方法脫除保護94第九十四頁，共一百零九頁，2022年，8月28日乙酰胺

乙酰氯、鹵代乙酸酐、以酸酐、乙酸苯酯等酸、堿均能脫除