合成化学课件：2014 第七章官能团的引入、转换与保护（第一章）（第一章）（第一章）.ppt

1、1第七章 官能团的引入、转换和保护官能团的引入、转换和保护2 官能团的引入官能团的引入 官能团的选择性转换官能团的选择性转换 保护基团在有机合成中的应用保护基团在有机合成中的应用3p饱和碳原子上官能团的引入饱和碳原子上官能团的引入p烯键碳原子上官能团的引入烯键碳原子上官能团的引入p炔键碳原子上官能团的引入炔键碳原子上官能团的引入p芳环碳原子上官能团的引入芳环碳原子上官能团的引入4p官能团的选择性官能团的选择性还原还原p官能团的选择性官能团的选择性氧化氧化5p醇、酚羟基的保护醇、酚羟基的保护p羰基的保护羰基的保护p羧基的保护羧基的保护p巯基的保护巯基的保护p氨基的保护氨基的保护p末端炔末端炔C

2、CH H的保护的保护6第一节 官能团的引入p根据引入的官能团所起的作用分为：根据引入的官能团所起的作用分为：一、导向基团一、导向基团二、反应基团二、反应基团7一、导向基团 在有机合成中，为了让某一结构单元在有机合成中，为了让某一结构单元引入到分子的特定位置上，常常在反应前引入到分子的特定位置上，常常在反应前引入某种控制基团来促使选择性反应的进引入某种控制基团来促使选择性反应的进行，待反应结束后再将它除去。分为：行，待反应结束后再将它除去。分为：p1. 活化活化/钝化导向基团钝化导向基团p2. 堵塞基团堵塞基团p3. 保护基团保护基团81. 活化导向基团p有些分子上有两个以上能起反应的部位，有些

3、分子上有两个以上能起反应的部位，为了把反应基导向指定的部位上进行，可为了把反应基导向指定的部位上进行，可用引入活化基团的方法解决。用引入活化基团的方法解决。p有些官能团反应活性较弱，可在适当位置有些官能团反应活性较弱，可在适当位置引入活化基团，增大其反应活性。引入活化基团，增大其反应活性。9OPhO+PhBrOPh10OCO2Et +PhBrOCO2EtPh11O2NClH H2 2SOSO4 4O2NOCH3O2NSO3NaClCHCH3 3O-Ph-NHO-Ph-NH2 2SO3NaNHH2NNHOCH3O2NCl12O2N磺基水解磺基水解NHOCH3安安蓝安安蓝B B色基色基硝基还原硝基

4、还原H2NNHOCH313钝化导向基团p起钝化官能团的作用，使反应停留在某一阶段。起钝化官能团的作用，使反应停留在某一阶段。NH2Br2NH2(CH3CO)2ONHCOCH3Br2NHCOCH3H2O14p合成：NHNH2+ClO=NHO=NH152. 堵塞基团p它的引入可以使反应物分子中某一可能它的引入可以使反应物分子中某一可能优先反应的活性部位被封闭，在目标部优先反应的活性部位被封闭，在目标部位顺利引入所需要的基团，等目的达到位顺利引入所需要的基团，等目的达到后，再除去堵塞基团。后，再除去堵塞基团。p常用堵塞基团：常用堵塞基团：SO3H、COOH、C(CH3)316NH2NH2NO2NH2

5、NHCOCH3NHCOCH3NHCOCH3NH2(CH3CO)2O98%H2SO4SO3HH2SO4-HNO3SO3HNO2水解水解NO217OH3COH3CH2C=CHCH2OH3CPhCHO,EtO/EtOHCHPHBrCH2CH=CH2,EtO18OH3CCHPHH2C=CHCH2H2O, PhCHOOH3CH2C=CHCH2193. 保护基团H2NCH2CH2CHOCH3CONHCH2CH2CHO(CH3CO)2O20第二节第二节 官能团的选择性转换官能团的选择性转换p有些官能团不易引入到烃类分子骨架上，有些官能团不易引入到烃类分子骨架上，可考虑在不影响分子骨架的前提下进行可考虑在不影

6、响分子骨架的前提下进行官能团的官能团的选择性转换选择性转换21p有机合成路线既然是具有逻辑性的，可预先设计，那么经过设计的合成反应除了要有较高的产率外，也要具有选择性。p选择性好的反应以产生唯一的目标物为最佳结果，避免进行化合物分离的困扰。2222选择性反应选择性反应p对减少反应步骤、提高产物收率具有重对减少反应步骤、提高产物收率具有重要意义要意义p是具有原子经济性合成的新手段是具有原子经济性合成的新手段p是有机合成的重要策略是有机合成的重要策略23 在有机合成中，反应的选择性一般包括：在有机合成中，反应的选择性一般包括：p化学选择性化学选择性p区域选择性区域选择性p立体选择性立体选择性24p

7、化学选择性化学选择性：在不利用保护基或活化在不利用保护基或活化基条件下，反应试剂对同一化合物不同官基条件下，反应试剂对同一化合物不同官能团的选择性反应。能团的选择性反应。p硼氢化钠只对酮基其作用，而不作用于酯基；而还原性较强的LiAlH4对酮基和酯基均进行还原。25OOC2H5OHOC2H5ONaBH4O26NO2Rh , H2CH=CH2NH2CH=CH227Pt , H2-CH=CH-C-CH=CH-C-O=-CH-CH2 2CHCH2 2-C-C-O=28p区域选择性区域选择性：某一试剂只和分子上某一特定位置上的官能团起反应，而对其它位置上相同的官能团不发生作用。29p例如甲苯的硝化反应

8、，使用不同的溶剂，例如甲苯的硝化反应，使用不同的溶剂，可以改变产物异构体的比例。可以改变产物异构体的比例。CH3NO2+30BrBrCN-CNBr3132p立体选择性立体选择性：立体异构体的形成或分：立体异构体的形成或分解过程中，某一构型的异构体优先生成或解过程中，某一构型的异构体优先生成或分解。分解。33LiAlH4Et2O=OHOHHOH+(90%)(10%)34一、一、 官能团的选择性还原官能团的选择性还原p1.1.催化氢化催化氢化 大部分不饱和官能团，如烯基、炔基、大部分不饱和官能团，如烯基、炔基、羰基、羧基、酯基、氰基、硝基和芳基，羰基、羧基、酯基、氰基、硝基和芳基，在适当催化剂的作

9、用下，都可以发生加氢在适当催化剂的作用下，都可以发生加氢反应。反应。35p不同催化剂显示出不同的催化选择性。不同催化剂显示出不同的催化选择性。p在催化氢化反应中，不同官能团的反应在催化氢化反应中，不同官能团的反应活性有很大差异。活性有很大差异。36不同类型有机物催化氢化反应的活性次序反应物反应物氢化产物氢化产物反应物反应物氢化产物氢化产物RCOClRCHORCNRCH2NH2RNO2RNH2萘萘四氢萘四氢萘R-CCRR-CH=CH-RRCO2RRCH2OHRCHORCH2OHRCONHRRCH2NHRR-CH=CH-RR-CH2CH2R苯苯环己烷环己烷RCORRCH(OH)RRCOOHRCH2

10、OHArCH2XArCH3高高低低37p当分子内含有两个或两个以上官能团时，当分子内含有两个或两个以上官能团时，一般反应活性大的被选择性还原。一般反应活性大的被选择性还原。38CH=CHCO=H2PtO2 , CH3CO2C2H5控制控制H H2 2量，量，2525，3atm3atmCH2CH2CO=39p上述官能团的选择性还原反应活性次序上述官能团的选择性还原反应活性次序并不是一成不变的。并不是一成不变的。PhCH=CHNO2H2 , (Ph3P)3RhCl , PhHPhCH2CH2NO240p特别是那些次序较为靠近的基团，或者随特别是那些次序较为靠近的基团，或者随着反应条件的改变、官能团

11、不同位置、或着反应条件的改变、官能团不同位置、或受其它基团的影响上述活性次序可能会发受其它基团的影响上述活性次序可能会发生改变。生改变。41p2.2.负氢转移试剂负氢转移试剂铝氢试剂铝氢试剂LiAlHLiAlH4 4、LiAlH(OR)LiAlH(OR)3 3、二异、二异丁基铝锂（丁基铝锂（DIBALDIBAL）硼氢试剂硼氢试剂NaBHNaBH4 4、KBHKBH4 4、NaBHNaBH3 3CNCN、NaBHRNaBHR3 342p氢化铝锂氢化铝锂 还原性很强，可用于醛酮、羧酸及还原性很强，可用于醛酮、羧酸及其衍生物、环氧乙烷、硝基化合物和氰其衍生物、环氧乙烷、硝基化合物和氰基化合物的还原，

12、但一般不与孤立碳碳基化合物的还原，但一般不与孤立碳碳双键、三键发生还原反应。双键、三键发生还原反应。43p氢化铝锂可与水、醇（含质子溶剂）作用，氢化铝锂可与水、醇（含质子溶剂）作用，所以反应必须在无水醚或烃溶剂等非质子溶所以反应必须在无水醚或烃溶剂等非质子溶剂中进行。剂中进行。LiAlH4 + 3 MeOH LiAlH(OMe)3 + 3 H2 44官能团官能团还原产物还原产物CHOCHOCHCH2 2OHOHCOCOCHOHCHOHCHCHCHCH2 2CHCH2 2C COHOHCOORCOORCHCH2 2OH + ROHOH + ROHCOOHCOOHCHCH2 2OHOHCONRCO

13、NR2 2CHCH2 2NRNR2 2O45官能团官能团还原产物还原产物CONHRCH2NHRCNCH2NH2C=NOHCHNH2RNO2RNH2CH2OSO2C6H5或或CH2BrCH3CHOSO2C6H5或或 CHBrCH246CH=CHCHOCH=CHCH2OH0.25molLiAlH4 , Et2O10过量过量LiAlH4 , Et2O25CH2CH2CH2OH47p将氢化铝锂与氯化铝按一定的摩尔比混合将氢化铝锂与氯化铝按一定的摩尔比混合后，产生较温和的氯代铝氢试剂。后，产生较温和的氯代铝氢试剂。可选择性地将酯基还原成醇而不影响分子可选择性地将酯基还原成醇而不影响分子内的溴、双键等基团

14、内的溴、双键等基团可将缩酮、酯和内酯分别还原成醚可将缩酮、酯和内酯分别还原成醚可将芳基酮、芳基烷基酮还原成饱和烃可将芳基酮、芳基烷基酮还原成饱和烃P22348H3COOCH3PhCH3LiAlH4AlCl3(1:4)Et2OOCH3PhCH3缩酮缩酮醚醚P22349p多数情况下，多数情况下，LiAlHLiAlH4 4使羰基只还原到羟基，使羰基只还原到羟基，但在反应中加入但在反应中加入AlClAlCl3 3，则可使羰基还原到，则可使羰基还原到甲基或亚甲基。甲基或亚甲基。Ar-C-RO=LiAlH4Ar-CH-RO O- -AlClAlCl3 3- -ClCl- -Ar-CH2-RP22350p氢

15、化铝锂与碘化亚酮组成的复合试剂可氢化铝锂与碘化亚酮组成的复合试剂可选择性还原选择性还原, ,不饱和酮和酯还原成不饱和酮和酯还原成相应的饱和酮和酯。相应的饱和酮和酯。O=O=LiAlH4 , CuITHF , 0P22351硼氢化钠硼氢化钠p它比氢化铝锂温和它比氢化铝锂温和p是选择性还原剂：是选择性还原剂：一般只还原醛酮的羰基为醇，还原亚胺为胺，而不能还原羧酸、酯、环氧乙烷、卤代烃、硝基化合物和氰基化合物等。P22352CO2CH3Br=ONaBH4CH3OHCO2CH3BrHO5354p硼氢化钠与共轭羰基的反应较慢，可选硼氢化钠与共轭羰基的反应较慢，可选择性还原饱和酮羰基为醇羟基。择性还原饱和

16、酮羰基为醇羟基。p立体位阻小的羰基易被硼氢化钠优先还立体位阻小的羰基易被硼氢化钠优先还原。原。P22355p硼氢化钠在甲醇或乙醇中有相当的稳定性，硼氢化钠在甲醇或乙醇中有相当的稳定性，故其反应可在无水的醇溶剂中进行。故其反应可在无水的醇溶剂中进行。5657NO2COOC2H5NaBH4/AlCl3NO2CH2OH(84%)58金属还原剂金属还原剂锂、钠、镁、锌、锡、铁等锂、钠、镁、锌、锡、铁等p金属在还原反应中提供电子p水、醇、酸等供质子试剂提供氢p汞齐金属与汞形成合金来调节还原活性p汞齐可以使原来活性高的金属活性降低（锌汞齐、钠汞齐），也可以使原来活性低的金属活性提高（铝汞齐）59铁铁 粉：

17、粉： 在盐类电解质水溶液中具有强还原能力，可将硝基化合物或其他含氮化合物还原为相应的胺，在一般反应条件下，对卤素、烯基、羧基等无影响。4ArNO4ArNO2 2 + + 9Fe9Fe + + 4H4H2 2O 4ArNHO 4ArNH2 2 + + 3Fe3Fe3 3O O4 4FeClFeCl3 360锌粉：锌粉：在中性、酸性、碱性条件下均具在中性、酸性、碱性条件下均具有还原能力，还原能力与介质的酸碱性有有还原能力，还原能力与介质的酸碱性有关。关。可以还原硝基、亚硝基、腈基、碳碳不可以还原硝基、亚硝基、腈基、碳碳不饱和键、碳卤键、碳硫键等。饱和键、碳卤键、碳硫键等。61强碱介质强碱介质H H

18、+ +，重排，重排62p反应时通常加入反应时通常加入CuCu，AgAg，HgHg来降低来降低ZnZn的活的活性，避免其与酸作用产生氢气。性，避免其与酸作用产生氢气。HOOCH3CHOZn-Hg / HClHOOCH3CH363二、二、 官能团的选择性氧化官能团的选择性氧化p1.1.饱和饱和C-HC-H键的氧化键的氧化 （自由基历程）（自由基历程）RH + O2R + HO2R + O2RO2R- -O- -OH RH 醇、醛、酮64p过渡金属盐催化该反应过渡金属盐催化该反应RH + Co3+R + H+ + Co2+652. 2. 活性活性C-HC-H键的氧化键的氧化p不管侧链多长，氧化总是发

19、生在不管侧链多长，氧化总是发生在碳上，而碳上，而且侧链每增加一个亚甲基，就要多消耗高且侧链每增加一个亚甲基，就要多消耗高锰酸钾。锰酸钾。Ar - -RKMnO4Ar - -COOH66烯丙基烯丙基- -位位C-HC-H键键p此法制醇产率低，需控制二氧化硒的用量此法制醇产率低，需控制二氧化硒的用量-C=C-CH-C=C-CH3 3-C=C-CH-C=C-CH2 2OHOHSeOSeO2 2氧化氧化-C=C-CH-C=C-CHO=P23167p二氧化硒是选择性氧化剂，将烯烃氧化为烯丙式醇。p当二氧化硒过量时，氧化烯烃、烯丙式醇为烯丙式醛酮。68SeO2 (0.5mol)C2H5OHHOCH2SeO

20、2 (1.0mol)C2H5OHOHC69p取代基较多一端的烯丙基优先氧化p二氧化硒有剧毒CH3CH=CCH3CH3SeO2 CH3CH=CCH2OHCH370CrO3, 吡啶吡啶O=（95%）P23171羰基、羧基的-位C-H键-C-CH-C-CH2 2- -O=SeOSeO2 2（过量）（过量）-C-C-C-C-O=O=P232在过量在过量SeOSeO2 2存在下，羰基和羧基的存在下，羰基和羧基的-位位C-HC-H键可以被键可以被氧化成羰基氧化成羰基Ph-C-CH3O=SeOSeO2 2Ph-C-CHOO=72OCH3O=OCH3O=O=SeOSeO2 273COOHKMnOKMnO4 4

21、, OH, OH- -COOHOHP232高锰酸钾是强氧化剂，能使许多官能团或碳氧化743. 伯、仲醇的氧化p（1 1）JonesJones试剂试剂（CrOCrO3 3-H-H2 2SOSO4 4- -丙酮）丙酮） 它可使不饱和仲醇氧化为不饱和酮，对它可使不饱和仲醇氧化为不饱和酮，对不饱和醛氧化效果差，一般多生成羧酸。不饱和醛氧化效果差，一般多生成羧酸。CHCH3 3CHCC(CHCHCC(CH2 2) )3 3CHCH3 3O=CrOCrO3 3-H-H2 2SOSO4 4OHOH丙酮CHCH3 3CCC(CHCCC(CH2 2) )3 3CHCH3 3P23375p当化合物在酸性条件下稳定

22、时，可用Jones试剂。O=OHJones试剂试剂O=O=76p（2 2）CollinsCollins试剂试剂（CrOCrO3 3-2C-2C5 5H H5 5N N）CHCH2 2=C(CH=C(CH2 2) )2 2CH=C(CHCH=C(CH2 2) )3 3CHCH2 2OHOHCHCH3 3CHCH3 3CrOCrO3 32C2C5 5H H5 5N NCHCH2 2ClCl2 2CHCH2 2=C(CH=C(CH2 2) )2 2CH=C(CHCH=C(CH2 2) )3 3CHOCHOCHCH3 3CHCH3 3P23377pCollins试剂是温和的选择性氧化剂p使用微碱性Co

23、llins试剂，避免双键转移成共轭双键，也可避免进一步氧化成羧酸。OHCollins试剂CH2Cl2CHO78p（3 3）PCCPCC体系（体系（C C5 5H H5 5NHCrONHCrO3 3-2Cl-2Cl）+-CHCH3 3OHOHCHCH2 2ClCl2 2PCCPCCCHCH3 3=OP23379pPCC常用来将一级醇氧化成醛，二级醇氧化成酮，烯丙醇氧化成,-不饱和醛或酮。pPCC是温和的选择性氧化剂OOOHPCCOO=OHp活性活性MnOMnO2 2是一种温和的选择性氧化剂是一种温和的选择性氧化剂p活性活性MnOMnO2 2可将烯丙醇、炔丙醇或卞醇选择可将烯丙醇、炔丙醇或卞醇选择

24、性氧化为羰基。性氧化为羰基。活性MnO280碱性条件下用高锰酸钾与硫酸锰反应制得二氧化锰活性碱性条件下用高锰酸钾与硫酸锰反应制得二氧化锰活性81OHOHMnOMnO2 2丙酮，丙酮，rtrtH H3 3C-OC-OH H3 3C-OC-OOHOHO OH H3 3C-OC-OH H3 3C-OC-OOHOHP23482p碳酸银：是一种温和的氧化剂，可以将伯醇、仲醇氧化成高收率的醛、酮，但价格较为昂贵。HO-CH2CH2CHCH3苯苯OHHO-CH2CH2CCH3O=CH2OH苯苯CHO83DMSO-DCC (Pfitznor-Moffat) DMSO-DCC (Pfitznor-Moffat)

25、 氧化法氧化法p二甲基亚砜与二环己基碳二亚胺的混合物叫做Moffatt氧化剂p是一种温和的氧化剂，能把伯醇、仲醇氧化为醛、酮，并对烯键没有影响。84HOOCOCH3NHNO=CH3O=DMSO-DCCH3PO4, rtOHCOCOCH3NHNO=CH3O=854. 4. 二元醇的氧化二元醇的氧化p（1 1）四醋酸铅（）四醋酸铅（Pb(CHPb(CH3 3COO)COO)4 4） 它在苯、己烷、氯仿或吡啶中与伯、仲它在苯、己烷、氯仿或吡啶中与伯、仲醇一起回流醇一起回流，氧化醇为醛或酮氧化醇为醛或酮。CHCH3 3CH(CHCH(CH2 2) )2 2CHCHCHCH3 3OHOHOHOHPb(C

26、HPb(CH3 3COO)COO)4 4吡啶吡啶CHCH3 3C(CHC(CH2 2) )2 2CCHCCH3 3O=O=86p邻位二醇用四乙酸铅氧化，碳链在羟基所在的两个碳原子之间断裂。P236OHOHPb(OPb(OAcAc) )4 4O=O=87p（2 2）高碘酸（）高碘酸（HIOHIO4 4）-C-C - - C-C-HOHOOHOHHIOHIO4 4-C-C + + C-C-O=O=P237邻二醇化合物以高碘酸处理，得到两个羰基化合物邻二醇化合物以高碘酸处理，得到两个羰基化合物88OHOHNaIO4H2O,CH3OHCHOCHO+ NaIO3 + H2O895. 5. 醛酮的氧化醛酮

27、的氧化CHOAgAg2 2O,THFO,THFH H2 2O,rtO,rtCOOHP23790Baeyer-Villiger反应：过氧酸将醛、酮氧化为酯反应：过氧酸将醛、酮氧化为酯该该反应对官能团转化和环扩张有重要意义反应对官能团转化和环扩张有重要意义P23891拜耳拜耳魏立格反应的历程魏立格反应的历程RCRO=H+RCROH+H-O-O-C-R”=O- R”-C-OH=ORCROH+OROCROH+- H+ROCRO=92p基团的迁移次序取决于迁移基团的亲核性基团的迁移次序取决于迁移基团的亲核性p大致的迁移次序是： 叔烷基叔烷基 环己基环己基 仲烷基、苄基、苯基仲烷基、苄基、苯基 伯烷伯烷基

28、基 甲基甲基CCH3O=RCO3HOCCH3O=93PhCOCH3PhCO3HO=PhCOOCH3O=PhCNO2PhCO3HO=PhOCNO2O=94p二氧化硒可将含二氧化硒可将含-H-H的酮氧化成的酮氧化成1 1，2-2-二酮二酮CHCH3 3O-O-CO-CH-CO-CH2 2- -SeOSeO2 2二氧六环二氧六环，H H2 2O OCHCH3 3O-O-CO-CO-CO-CO-P238956. 碳碳双键的氧化p环氧化合物环氧化合物p二醇二醇p断键成两个羰基化合物断键成两个羰基化合物p环氧化环氧化CHCH3 3CHCH3 3m-ClC6H4CO3HCHCH3 3CHCH3 3O OP2

29、39p过氧酸与烯键的氧化是亲电性反应p过氧酸分子中的吸电子基、烯烃双键上的给电子基有利于环氧化反应97p过羟基化过羟基化CH2=CH2KMnO4OH-,H2OCH2- -CH2OH OHP240p用高锰酸钾为氧化剂时，条件控制非常重要，否则形成的二醇类物质会进一步氧化裂解。p用稀、冷的高锰酸钾溶液为氧化剂能氧化烯键为顺式邻位二醇。98p过羟基化过羟基化HOO=HOO=HOOHOsO4,PyNaHSO3用四氧化锇为氧化剂，是将烯烃转化为顺用四氧化锇为氧化剂，是将烯烃转化为顺-二羟基最二羟基最可靠的方法，但因其价格昂贵、有毒，所以常用催化可靠的方法，但因其价格昂贵、有毒，所以常用催化剂量配合其他氧

30、化剂共同使用。剂量配合其他氧化剂共同使用。P24199p断裂氧化断裂氧化KMnO4,Bu4NClCH2Cl2,0CHOCHOP241用高锰酸钾氧化的主要缺点是反应选择性差，产生大用高锰酸钾氧化的主要缺点是反应选择性差，产生大量的废渣量的废渣MnOMnO2 2。100pKMnO4在酸性介质中氧化烯键时，使双键断裂生成羧酸或酮。KMnO418-冠冠-6,苯苯COHO=O=101Lemieux RudolfLemieux Rudolf氧化法氧化法p利用高锰酸钾将烯烃类转变成二醇类，再利用过碘酸钠将醇类氧化切断，并进一步氧化成羧酸。p产生的二氧化锰可以被过碘酸钠氧化回到高锰酸钾，故只需用催化剂量的高锰

31、酸钾。（勒米厄鲁道夫氧化法）CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7CO2HKMnO4-NaIO4KCO3, H2O, t-BuOHCH3(CH2)7COOH + H2OC(CH2)7CO2H102臭氧(O3)p是强氧化剂，即使在低温下也能和烯类作用，产生臭氧化物O3-50OOOOHOHNaBH4P(OCH3)3RCO3HCHOCHOCOOHCOOH酮或酸醛或酮醇103P242=O1) O3,-602) P(OCH3)=OCHOCHO1047. 卤代烃的氧化p伯卤代烃、仲卤代烃在适当氧化剂的作用伯卤代烃、仲卤代烃在适当氧化剂的作用下，可以分别被氧化成醛和酮。下，可以分别被氧化成醛和酮。Br-B

32、r-COCH-COCH2 2-Br-BrSOCl2NaHCO3, rtrtBr-Br-COCHO-COCHO105第三节 保护基团在有机合成中的应用p有机合成中常常会遇到多官能团化合物，反有机合成中常常会遇到多官能团化合物，反应时，一个试剂往往会与两个或两个以上的应时，一个试剂往往会与两个或两个以上的官能团作用，而实际则希望仅与其中的某一官能团作用，而实际则希望仅与其中的某一个基团反应。个基团反应。106p实现有机合成的化学选择性途径实现有机合成的化学选择性途径 （1）使用高选择性的反应试剂）使用高选择性的反应试剂 （2）使用保护基）使用保护基107p官能团保护官能团保护 （1）将不希望参与反

33、应的官能团转化成某种）将不希望参与反应的官能团转化成某种较稳定的衍生物较稳定的衍生物（2）再将目标官能团进行转换）再将目标官能团进行转换（3）最后通过合适的反应去除保护基恢复原）最后通过合适的反应去除保护基恢复原来的官能团来的官能团108对保护基团的要求p1.1.在温和条件下引入、产率高在温和条件下引入、产率高p2.2.保护基团必须经受得起在保护阶段的各保护基团必须经受得起在保护阶段的各种反应条件种反应条件p3.3.在温和条件下可选择性地除去、产率高在温和条件下可选择性地除去、产率高p4.4.去保护过程产生的副产物应容易除去去保护过程产生的副产物应容易除去P243109p5.5.对于复杂化合物

34、的合成，有时需要对两个对于复杂化合物的合成，有时需要对两个或两个以上的官能团进行保护。注意保护基或两个以上的官能团进行保护。注意保护基团的互不相干性原则，即一个保护基的去处团的互不相干性原则，即一个保护基的去处尽量不要影响另一个保护基。尽量不要影响另一个保护基。p6.6.同时考虑到所用的保护基容易得到，少污同时考虑到所用的保护基容易得到，少污染等染等110保护基去除方法p碱催化水解碱催化水解p酸催化水解酸催化水解p重金属催化除去重金属催化除去p氟离子催化除去氟离子催化除去p还原消除还原消除p消除消除p氢解氢解p氧化氧化P243111一、 醇羟基的保护p醇类参与反应醇类参与反应 可与烷化剂、酰化

35、剂反应；能够分解格可与烷化剂、酰化剂反应；能够分解格氏试剂和其他有机金属化合物；一、二级氏试剂和其他有机金属化合物；一、二级醇易被氧化，叔醇易酸催化脱水；卤化、醇易被氧化，叔醇易酸催化脱水；卤化、水解水解.112保护孤立的醇羟基，可将其转化为：p醚类醚类p酯类酯类p缩醛和缩酮类缩醛和缩酮类113pTHP：四氢吡喃醚pMEM：2-甲氧基乙氧基甲基醚OORR-O-CH2OCH2CH2OCH3114保护1,2-二醇或1,3-二醇，可将其转化为：p环醚环醚（丙酮缩合物）p环酯环酯（碳酸酯或硼酸酯）COOMeMeOOCOHHOCOOMeMeOOCOOCH3CCH3115二、 羰基的保护p羰基的主要特点羰

36、基的主要特点 易受亲核试剂的进攻易受亲核试剂的进攻p保护羰基常用的方法保护羰基常用的方法 生成缩醛和缩酮生成缩醛和缩酮 (例如通过乙二醇和疏基乙醇的反应，生成相应的环缩醛或缩酮)1161 1，3-3-二氧五环二氧五环117,-不饱和酮与原甲酸酯反应，生成稳定的烯醇醚O=O=+ CH(OCH3)3O=H3CO118三、 羧基的保护p羧基的保护主要是阻止碱性试剂与羧酸质子羧基的保护主要是阻止碱性试剂与羧酸质子之间的反应之间的反应p常采用生成羧酸酯加以保护常采用生成羧酸酯加以保护119120四、巯基的保护p保护方法：生成硫醚、硫代缩酮保护方法：生成硫醚、硫代缩酮121五、 氨基的保护p氨基的活性：伯

37、胺或仲胺的活泼氢；氮原子氨基的活性：伯胺或仲胺的活泼氢；氮原子上的孤对电子，具有亲核性上的孤对电子，具有亲核性氧化、烃基化、酰基化以及与醛酮羰基的亲核加成。p氨基保护常采用氨基保护常采用.氨基质子化氨基质子化.变为酰胺或氨基甲酸酯变为酰胺或氨基甲酸酯.变为烃基衍生物变为烃基衍生物伯胺、仲胺转化为叔胺122p质子化：质子化：仅用于防止氨基的氧化仅用于防止氨基的氧化RCHCH2OHNH2KMnO4H2SO4RCHCOOHNH2123转变为酰胺转变为酰胺p将氨基酰化：将氨基酰化：可防止其被氧化和烃化反应的发生可防止其被氧化和烃化反应的发生H2NCH2CH2CHO + (CH3CO)2OCH3CONH

38、CH2CH2CHO O CH3CONHCH2CH2COOHH2O, H+H2NCH2CH2COOH124转变为氨基甲酸酯转变为氨基甲酸酯p具有代表性的是氨基甲酸叔丁酯（Boc保护氨基）氨基甲酸苄酯（Cbz保护氨基）Cbz保护基在弱酸条件下稳定，用钯碳催化氢化脱除保护。125氨基甲酸叔丁酯（BOC保护氨基）p在碱性条件下，与二叔丁基二碳酸酯反应即得。pBoc保护基对亲核试剂、有机金属试剂、氢化物还原与氧化等稳定。p用浓盐酸处理，可脱除Boc的保护。H2N-CH-COOHRBoc2O,NaOHBocHN-CH-COOHR126p由于三苯甲基的空间位阻作用，可对胺基由于三苯甲基的空间位阻作用，可对胺

39、基起到很好的保护作用。在酸性、碱性条件起到很好的保护作用。在酸性、碱性条件下很稳定，通过催化氢解去保护。下很稳定，通过催化氢解去保护。PhPh3 3C C-NH-CH-CO-NH-CH-CO2 2H HR R转变为烃基衍生物127p用烃基保护氨基，主要是用三苯甲基或苄基。PhCPhCH H2 2-NH-CH-CO-NH-CH-CO2 2H HR R128六、 末端炔C-H的保护p末端炔烃可以同活泼金属、强碱、强氧化末端炔烃可以同活泼金属、强碱、强氧化剂及有机金属化合物反应。剂及有机金属化合物反应。p常用保护基：三甲硅基常用保护基：三甲硅基（(CH(CH3 3) )3 3Si-Si-）129p将

40、炔烃转变为格氏试剂，再与三甲基氯硅烷作用，即可引入三甲硅基。p该保护基对金属有机试剂、氧化剂很稳定p反应完毕，用稀碱液处理除去三甲基硅基130EtMgBrEtMgBr + HCC- + HCC-(CH(CH3 3) )3 3SiSi-CC-CC-(CH(CH3 3) )3 3Si-ClSi-ClBrMgCCBrMgCC- -BrBrBrBrBrBr(CH(CH3 3) )3 3SiSi-CC-CC-COOMgBrCOOMgBr1.Mg,THF1.Mg,THF2.CO2.CO2 21.HO1.HO- -2.H2.H3 3O O+ +HCC-HCC-COOHCOOH131p能否巧妙的设计和应用保护去保护方法，常常是合成工作成败的关键。p有时要做到多种保护基的同步保护132实 例2-巯基苯酚中的巯基、羟基的同步保护RSHOHCH2Br2,NaOHR3MeN+ClRSOO,S-亚甲基缩醛133p在有机合成中，官能团保护是一种迂回的策略，因而应尽可能减少保护基的使用。134结束！结束！