第一讲-官能团的保护与去保护-ppt课件.ppt

1、常见官能团常见官能团: :1：胺基 2：羟基3：二醇4：羰基(醛、酮)5：羧基6：碳-碳双键7：碳-碳三键多肽合成：官能团的保护与去保护官能团的保护与去保护1ppt课件选择保护基的原则：选择保护基的原则：v(1) 保护基的供应来源(容易得到、价格便宜)；v(2) 保护基不能引入其它可参与目标反应的官能团；v(3) 保护基的引入对化合物的结构论证不致增加过量的复杂性(核磁波谱简单)，如保护中忌讳产生新的手性中心；v(4) 保护基必须能高效率的进行选择性的保护；v(5) 官能团被保护后具有一定的稳定性，在脱除保护之前的反应条件下能稳定存在v(6)保护基团在高度专一的条件下经易得的试剂高选择性、高效

2、率地除去。招之即来，挥之即去。招之即来，挥之即去。 切莫请神容易，送神难。切莫请神容易，送神难。2ppt课件1. 常见的常见的烷氧羰基类烷氧羰基类胺基保护基胺基保护基 苄氧羰基苄氧羰基(Cbz) 、叔丁氧羰基、叔丁氧羰基(Boc) 、笏甲氧羰基、笏甲氧羰基(Fmoc) 、烯、烯丙氧羰基丙氧羰基(Alloc) 、 三甲基硅乙氧羰基三甲基硅乙氧羰基(Teoc) 、甲、甲(或乙或乙)氧羰基氧羰基 2. 常见的常见的酰基类酰基类胺基保护基胺基保护基 邻苯二甲酰基邻苯二甲酰基(Pht) 、对甲苯磺酰基、对甲苯磺酰基(Ts) 、三氟乙酰基、三氟乙酰基(Tfa）邻）邻（对）硝基苯磺酰基（对）硝基苯磺酰基(N

3、s)、特戊酰基、苯甲酰基、特戊酰基、苯甲酰基3. 常见的常见的烷基类烷基类胺基保护基胺基保护基 三苯甲基三苯甲基(Trt) 、2,4-二甲氧基苄基二甲氧基苄基(Dmb) 对甲氧基苄基对甲氧基苄基(PMB) 、苄基、苄基(Bn)常见胺基保护基常见胺基保护基1: 胺基的保护与脱保护胺基的保护与脱保护3ppt课件选择策略选择策略最好的是不保护最好的是不保护. . 若需要保护若需要保护, ,选择最容易上和脱的保护基选择最容易上和脱的保护基, ,当有几个不同的官能团需要保护并去除的情况下，用相同的当有几个不同的官能团需要保护并去除的情况下，用相同的保护基保护是最为有效的；要选择性去除保护基时，就只能保护

4、基保护是最为有效的；要选择性去除保护基时，就只能采用不同种类的保护基。采用不同种类的保护基。要对所有的反应官能团作出评估，确定哪些在所设定的反应要对所有的反应官能团作出评估，确定哪些在所设定的反应条件下是不稳定并需要加以保护的，条件下是不稳定并需要加以保护的，选择能和反应条件相匹选择能和反应条件相匹配的胺基保护基。配的胺基保护基。从电子和立体的因素去考虑对保护的生成和去除速率的选择从电子和立体的因素去考虑对保护的生成和去除速率的选择性性如果难以找到合适的保护基，要么适当如果难以找到合适的保护基，要么适当调整反应路线调整反应路线使官能使官能团不再需要保护或使原来在反应中会起反应的保护基成为稳团不

5、再需要保护或使原来在反应中会起反应的保护基成为稳定的；要么重新设计路线，看是否有可能应用定的；要么重新设计路线，看是否有可能应用前体官能团前体官能团（如硝基等（如硝基等) )。选择一个氨基保护基时，必须仔细考虑到所有的选择一个氨基保护基时，必须仔细考虑到所有的反应物反应物，反反应条件应条件及所设计的反应过程中会涉及的及所设计的反应过程中会涉及的底物中的官能团底物中的官能团。4ppt课件引入引入: (1): (1)Cbz-ClCbz-Cl与游离胺基在碱性条件下（有机碱：三级胺与游离胺基在碱性条件下（有机碱：三级胺如三乙胺，无机碱：如如三乙胺，无机碱：如NaOHNaOH，NaHCONaHCO3 3

6、等）反应得到等）反应得到; ; (2) (2)苄氧羰基活化酯（如苄氧羰基活化酯（如 CbzCbz-ONB-ONB：4-O4-O2 2NCNC6 6H H4 4OCOOBnOCOOBn）等也可用来作为苄氧羰基的导入试剂，该试剂使伯胺比仲胺等也可用来作为苄氧羰基的导入试剂，该试剂使伯胺比仲胺易被保护易被保护; ;苯胺由于亲核性不足，与该试剂不反应苯胺由于亲核性不足，与该试剂不反应; ;稳定性：对酸、碱溶液稳定。稳定性：对酸、碱溶液稳定。1.1 烷氧羰基类保护基烷氧羰基类保护基1.1.1 1.1.1 苄氧羰基苄氧羰基(Cbz(Cbz) )的引入与去除的引入与去除5ppt课件引入实例引入实例: :6p

7、pt课件1). 1). 催化氢解催化氢解实验室常用简洁的方法是催化氢解实验室常用简洁的方法是催化氢解( (用用H H2 2或其它供氢体或其它供氢体, ,一般常温常压氢一般常温常压氢化即可化即可); ); 当分子中存在对催化氢解敏感当分子中存在对催化氢解敏感( (有苄醚有苄醚, ,氯溴碘等氯溴碘等) )或钝化催化或钝化催化剂的基团剂的基团( (硫醚等硫醚等) )时，需要采用化学方法如酸解裂解或时，需要采用化学方法如酸解裂解或Na/NHNa/NH3 3（液）还（液）还原等。原等。 去保护方法：去保护方法：7ppt课件苄氧羰基的用强酸或苄氧羰基的用强酸或LewisLewis酸脱除时酸脱除时, ,会产

8、生苄基的碳正离子会产生苄基的碳正离子, ,若分子中有捕捉碳正离子的基团时若分子中有捕捉碳正离子的基团时, ,将得到相应的副产物将得到相应的副产物. . 2). 2). 酸解裂解酸解裂解(HBr(HBr, TMSI), TMSI)8ppt课件3). Na/NH3). Na/NH3 3（液）还原（液）还原实例实例: :9ppt课件 BocBoc- -氨基酸除个别外都能得到结晶；氨基酸除个别外都能得到结晶； 易于酸解除去，但又具有一定的稳定性易于酸解除去，但又具有一定的稳定性; ; BocBoc- -氨基酸能较长期的保存而不分解；氨基酸能较长期的保存而不分解； 酸解时产生的是叔丁基阳离子再分解为异丁

9、烯，它一般不酸解时产生的是叔丁基阳离子再分解为异丁烯，它一般不会带来副反应；会带来副反应； BocBoc对催化氢解稳定，但比对催化氢解稳定，但比CbzCbz对酸要敏感得多。对酸要敏感得多。1.1.2 1.1.2 叔丁氧羰基的引入与去除叔丁氧羰基的引入与去除除除CbzCbz保护基外，叔丁氧羰基（保护基外，叔丁氧羰基（BocBoc）也是目前多肽合成）也是目前多肽合成中广为采用的胺基保护基，特别是在固相合成中，胺基中广为采用的胺基保护基，特别是在固相合成中，胺基的保护多用的保护多用BocBoc而不用而不用CbzCbz。BocBoc具有以下的优点：具有以下的优点：当当BocBoc和和CbzCbz同时存

10、在时，可以用催化氢解脱去同时存在时，可以用催化氢解脱去CbzCbz，BocBoc保持不保持不变，或用酸解脱去变，或用酸解脱去BocBoc而而CbzCbz不受影响，因而两者能很好地搭配不受影响，因而两者能很好地搭配使用。使用。10ppt课件引入引入: (1): (1)碱性条件碱性条件( (有机碱如三乙胺或无机碱如有机碱如三乙胺或无机碱如 NaOHNaOH，NaHCONaHCO3 3等等) ) 下在二氧六环和水的混合溶剂中与下在二氧六环和水的混合溶剂中与BocBoc2 2O O反应得到反应得到BocBoc保护的胺。优点：副产物无干扰保护的胺。优点：副产物无干扰, ,并容易除去。有时对一并容易除去。

11、有时对一些亲核性较强的胺，一般可在甲醇中和些亲核性较强的胺，一般可在甲醇中和BocBoc酸酐直接反应即可，酸酐直接反应即可，无须其他的碱，其处理也方便无须其他的碱，其处理也方便; ; (2) (2)对水较为敏感的氨基衍生物，采用对水较为敏感的氨基衍生物，采用BocBoc2 2O/TEA/MeOH O/TEA/MeOH or DMF or DMF 在在40-5040-50下进行较好。有空间位阻的氨基酸而言，下进行较好。有空间位阻的氨基酸而言，用用BocBoc2 2O/MeO/Me4 4NOH.5HNOH.5H2 2O/CHO/CH3 3CNCN是十分有利的。是十分有利的。稳定性：与稳定性：与Cb

12、zCbz相比，对氢解、碱及亲核试剂更稳定。相比，对氢解、碱及亲核试剂更稳定。11ppt课件引入实例引入实例: :12ppt课件BocBoc比比CbzCbz对酸敏感，酸解产物为异丁烯和对酸敏感，酸解产物为异丁烯和COCO2 2。去保护方法：去保护方法：(1) (1) 一般采用酸脱除的方法：一般采用酸脱除的方法： TFATFA，50% TFA 50% TFA （液相肽的合成）或（液相肽的合成）或1-2M HCl1-2M HCl/ /有有机溶剂机溶剂( (固相肽合成固相肽合成););注：注：慎用慎用HCl/MeOHHCl/MeOH的情况：脱除分子中有叔丁酯基的情况：脱除分子中有叔丁酯基( (可根据不

13、同的酸性选择性脱可根据不同的酸性选择性脱BocBoc) )或分子中有游离羧基或分子中有游离羧基( (其可将羧酸变为甲酯其可将羧酸变为甲酯) )。13ppt课件(4)(4)当分子中存在一些可与副产物叔丁基碳正离子在酸性下反应的官能团当分子中存在一些可与副产物叔丁基碳正离子在酸性下反应的官能团时，需要添加硫酚时，需要添加硫酚( (如苯硫酚如苯硫酚) )来清除叔丁基碳正离子；来清除叔丁基碳正离子；(2)(2)中性条件中性条件TBSOTf/2,6-lutidine TBSOTf/2,6-lutidine 的组合也可对的组合也可对BocBoc很好的脱除。很好的脱除。(3)(3)当使用当使用AlClAlC

14、l3 3时，在其它保护基存在的情况下可以实现时，在其它保护基存在的情况下可以实现BocBoc的选择性去保护。的选择性去保护。14ppt课件 对酸极其稳定对酸极其稳定，在它的存在下，在它的存在下，BocBoc和苄基可去保护；和苄基可去保护； 较易较易由简单的胺不通过水解去保护由简单的胺不通过水解去保护，被保护的胺以游离，被保护的胺以游离碱释出；碱释出； 一般而言，一般而言，FmocFmoc对氢化稳定对氢化稳定，但某些情况下，它可用，但某些情况下，它可用H H2 2/Pd-C/Pd-C在在AcOHAcOH和和MeOHMeOH中脱去。中脱去。FmocFmoc保护基可与酸脱去的保护基可与酸脱去的保护基

15、搭配而用于液相和固相的肽合成保护基搭配而用于液相和固相的肽合成。 笏甲氧羰基的特点笏甲氧羰基的特点: :1.1.3 1.1.3 笏甲氧羰基笏甲氧羰基(Fmoc(Fmoc) )的引入与去除的引入与去除引入引入: :通常采用通常采用Fmoc-ClFmoc-Cl或或Fmoc-OSu(SuFmoc-OSu(Su= =丁二酰亚胺基丁二酰亚胺基) )在碱性溶液在碱性溶液中中(Na(Na2 2COCO3 3或或NaHCONaHCO3 3溶液溶液) )中导入中导入 ( (一般不能用强碱一般不能用强碱) )采用采用Fmoc-OSuFmoc-OSu在制备氨基酸衍生物时很少低聚肽生成。在制备氨基酸衍生物时很少低聚肽

16、生成。目前一般更倾向于用目前一般更倾向于用Fmoc-OSuFmoc-OSu上上FMocFMoc. .15ppt课件引入实例引入实例: :16ppt课件FmocFmoc同同CbzCbz和和BocBoc不同，它对酸稳定，较易通过简单的胺（哌啶、不同，它对酸稳定，较易通过简单的胺（哌啶、乙醇胺、环己胺、吗啡啉、吡咯烷酮、乙醇胺、环己胺、吗啡啉、吡咯烷酮、DBUDBU等胺类）脱保护，被保等胺类）脱保护，被保护的胺以游离碱释出。注：护的胺以游离碱释出。注：叔胺（如三乙胺）比肿胺的脱除效果叔胺（如三乙胺）比肿胺的脱除效果较差，具有空间位阻的胺其脱除效果最差。较差，具有空间位阻的胺其脱除效果最差。一般我们在

17、常规合成一般我们在常规合成（液相反应）不经常使用该保护基的原因：（液相反应）不经常使用该保护基的原因：. .对碱过于敏感；对碱过于敏感；. .反应的副产物。反应的副产物。去保护方法：去保护方法：17ppt课件去保护实例去保护实例: :18ppt课件特点：甲（或乙）氧羰基同前面提到的各种烷氧羰基不同，特点：甲（或乙）氧羰基同前面提到的各种烷氧羰基不同，它它对一般的酸、碱和氢解等都很稳定，在它的存在下，对一般的酸、碱和氢解等都很稳定，在它的存在下，CbzCbz、BocBoc和苄基等可选择性去保护。和苄基等可选择性去保护。引入引入: :同同CbzCbz、FmocFmoc的引入方法类似，用甲（或乙）氧

18、羰酰氯在有的引入方法类似，用甲（或乙）氧羰酰氯在有机溶剂机溶剂/Na/Na2 2COCO3 3、NaHCONaHCO3 3或有机碱同胺基化合物反应则可得到或有机碱同胺基化合物反应则可得到甲（或乙）氧羰基保护的氨基衍生物。甲（或乙）氧羰基保护的氨基衍生物。1.1.4 1.1.4 甲甲( (或乙或乙) )氧羰基的引入与去除氧羰基的引入与去除19ppt课件引入实例引入实例: :20ppt课件因为甲（或乙）氧羰基较强的稳定性，它们通常只用较剧因为甲（或乙）氧羰基较强的稳定性，它们通常只用较剧烈的条件去保护，如烈的条件去保护，如HBr/HOAcHBr/HOAc处理、处理、KOH/MeOHKOH/MeOH

19、、6 M HCl6 M HCl 和和TMSITMSI等。等。 去保护方法：去保护方法：去保护实例去保护实例: :21ppt课件1.2 酰基类氨基保护基酰基类氨基保护基特点：特点： 稳定性好，需较强的酸、碱溶液和加热水解才能去除稳定性好，需较强的酸、碱溶液和加热水解才能去除; ; 稳定性顺序：稳定性顺序：PhCONHRPhCONHRCHCH3 3CONHRHCONHR; CONHRHCONHR; CHCH3 3CONHRClCHCONHRClCH2 2CONHRClCONHRCl2 2CHCONHRClCHCONHRCl3 3CCONHRFCCONHRF3 3CCONHRCCONHR引入：酰氯、

20、酸酐等引入：酰氯、酸酐等实例实例: :22ppt课件特点：特点：最稳定的胺基保护基之一，对碱性水解和催化还最稳定的胺基保护基之一，对碱性水解和催化还原稳定，且原稳定，且TsTs的酰胺或氨基甲酸酯更容易形成结晶。的酰胺或氨基甲酸酯更容易形成结晶。注：注：碱性较弱的胺如吡咯和吲哚形成的对甲苯磺酰胺比碱性碱性较弱的胺如吡咯和吲哚形成的对甲苯磺酰胺比碱性更强的烷基胺所形成的对甲苯磺酰胺更易去保护，可以更强的烷基胺所形成的对甲苯磺酰胺更易去保护，可以通过碱性水解去保护，而后者通过碱性水解去保护是不通过碱性水解去保护，而后者通过碱性水解去保护是不可能的。可能的。引入：一般可由胺和对甲苯磺酰氯在有机碱或水溶

21、性碱引入：一般可由胺和对甲苯磺酰氯在有机碱或水溶性碱( (如如NaOHNaOH、NaHCONaHCO3 3) )存在下制得。存在下制得。对甲苯磺酰基对甲苯磺酰基(Ts)(Ts)的引入与去除的引入与去除实例实例: :23ppt课件TsTs非常稳定，它经得起一般酸解非常稳定，它经得起一般酸解(TFA(TFA和和HClHCl等）、皂化、催等）、皂化、催化氢解等多种条件。化氢解等多种条件。1)1)常用常用Na/NHNa/NH3 3( (液液) )和和 Li/NHLi/NH3 3( (液液) )处理脱去，注：处理脱去，注：Na/NHNa/NH3 3( (液液) )操作比较麻烦，在多肽合成中会引起一些肽键

22、的断裂和肽操作比较麻烦，在多肽合成中会引起一些肽键的断裂和肽链的破坏；链的破坏；2)HBr/2)HBr/苯酚和苯酚和Mg/MeOHMg/MeOH 也是比较好的去保护方法也是比较好的去保护方法; ;3)3)有时有时HF/MeCNHF/MeCN回流也能脱去回流也能脱去TsTs基。基。 去保护方法：去保护方法：实例实例: :24ppt课件1.3 烷基类氨基保护基烷基类氨基保护基对金属有机试剂及金属氢化物稳定性好，与酰基类和烷氧对金属有机试剂及金属氢化物稳定性好，与酰基类和烷氧羰基类氨基保护基同等重要，羰基类氨基保护基同等重要，一般可由胺和烷基卤化物在一般可由胺和烷基卤化物在碱性条件下制得碱性条件下制

23、得, ,取决于反应条件，由伯胺可得到单保护取决于反应条件，由伯胺可得到单保护及双保护的烷基胺类化合物。及双保护的烷基胺类化合物。1.3.1 1.3.1 对甲氧基苄基（对甲氧基苄基（PMBPMB）的引入与去除）的引入与去除特点：是最稳定的氨基保护基之一，稳定性比苄基要差，在特点：是最稳定的氨基保护基之一，稳定性比苄基要差，在BnBn，BocBoc或叔丁酯存在下，经氧化选择性脱除；同样，也可或叔丁酯存在下，经氧化选择性脱除；同样，也可用用H H2 2/Pd(OH)/Pd(OH)2 2去掉去掉BnBn，而保留，而保留PMBPMB。引入：引入：(1)MeOC(1)MeOC6 6H H4 4CHCH2

24、2BrBr或或MeOCMeOC6 6H H4 4CHCH2 2ClCl和碱（和碱（K K2 2COCO3 3、i- -PrPr2 2NEtNEt、NaHNaH和和DBUDBU等）在有机溶剂等）在有机溶剂( (如如DMFDMF、二氯甲烷和乙腈、二氯甲烷和乙腈等等) )中反应来引入中反应来引入; ; (2)MeOC (2)MeOC6 6H H4 4CHO/NaBHCHO/NaBH3 3CNCN或或NaBH(OAc)NaBH(OAc)3 3还原胺化等。还原胺化等。25ppt课件实例实例: :26ppt课件去保护方法：去保护方法： 除常规的催化氢解外，除常规的催化氢解外，CANCAN、 DDQDDQ或

25、或SmISmI2 2氧化氧化去保护和在去保护和在TFATFA中加热脱去也经常应用。中加热脱去也经常应用。实例实例: :27ppt课件特点：苄基（特点：苄基（BnBn）是也最稳定的氨基保护基之一，同）是也最稳定的氨基保护基之一，同PMBPMB一样，对大多数反应都是稳定的，但比一样，对大多数反应都是稳定的，但比PMBPMB更加稳定，因更加稳定，因而也更难脱除。酰胺的苄基，常规加氢方法不易脱除，可而也更难脱除。酰胺的苄基，常规加氢方法不易脱除，可以通过以通过Na/NHNa/NH3 3脱除。脱除。引入：一般和引入：一般和PMB PMB 一样也采用一样也采用C C6 6H H4 4CHCH2 2BrBr

26、或或C C6 6H H4 4CHCH2 2ClCl和和K K2 2COCO3 3、DIPEADIPEA、NaHNaH、EtEt3 3N N 和和n-BuLi-BuLi在有机溶剂在有机溶剂( (如如DMFDMF、二氯甲、二氯甲烷和乙腈等烷和乙腈等) )中反应来引入，或中反应来引入，或C C6 6H H4 4CHO/ NaBHCHO/ NaBH4 4、NaBHNaBH3 3CNCN或或NaBH(OAc)NaBH(OAc)3 3还原胺化。还原胺化。1.3.2 1.3.2 苄基（苄基（BnBn）的引入与去除）的引入与去除28ppt课件实例实例: :29ppt课件1)1)常用催化氢解脱去，如常用催化氢解

27、脱去，如H H2 2/Pd-C/Pd-C、H2/PdClH2/PdCl2 2、Pd/HCOOHPd/HCOOH或或Pd-C/HCOOHPd-C/HCOOH、Pd-C/HCOONHPd-C/HCOONH4 4、或、或Pd-C/Pd-C/环已烯作氢源转移环已烯作氢源转移氢化；氢化；注：在用催化氢化注：在用催化氢化(H(H2 2, Pd/C), Pd/C)脱苄时脱苄时, , 胺对钯催化胺对钯催化剂的慢性毒化使得反应较慢通常较慢，甚至反应不彻底剂的慢性毒化使得反应较慢通常较慢，甚至反应不彻底. .一般加酸或一般加酸或BocBoc2 2O O促进促进BnBn的离去。的离去。去保护方法：去保护方法：30p

28、pt课件实例实例: :2 2）当分子中存在对氢化敏感官能团时，采用化学方法进行脱）当分子中存在对氢化敏感官能团时，采用化学方法进行脱苄基。一般常用的方法是苄基。一般常用的方法是CClCCl3 3CHCH2 2COCl/CHCOCl/CH3 3CNCN，也可以用，也可以用Li/MHLi/MH3 3、Na/NHNa/NH3 3、CANCAN等去除。等去除。注：酰氨上的苄基一般较难用氢解脱除，可以用注：酰氨上的苄基一般较难用氢解脱除，可以用AlClAlCl3 3进行脱除。进行脱除。31ppt课件 羟基广泛存在于许多生理和合成上有意义的化合物中羟基广泛存在于许多生理和合成上有意义的化合物中; ;( (

29、如核苷，碳水化合物、甾族化合物、大环内酯类化合物等如核苷，碳水化合物、甾族化合物、大环内酯类化合物等) ) 羟基也是有机合成中一个很重要的官能团羟基也是有机合成中一个很重要的官能团; ;( (可转变为卤素、氨基、羰基、羧基等多种官能团可转变为卤素、氨基、羰基、羧基等多种官能团) )L 在许多化合物官能团的转化在许多化合物官能团的转化( (如氧化、酰基化、用卤代磷如氧化、酰基化、用卤代磷或卤化氢的卤化、脱水的反应或卤化氢的卤化、脱水的反应）过程中，我们常常需要将）过程中，我们常常需要将羟基保护起来；在含有多官能团复杂分子的合成中，如何羟基保护起来；在含有多官能团复杂分子的合成中，如何选择性保护羟

30、基和脱保护往往是许多新化合物开发时的关选择性保护羟基和脱保护往往是许多新化合物开发时的关键所在。键所在。J 羟基保护主要将其转变为羟基保护主要将其转变为相应的醚或酯，以醚更为常见相应的醚或酯，以醚更为常见。一般用于羟基的保护醚主要有硅醚、甲基醚、烯丙基醚、一般用于羟基的保护醚主要有硅醚、甲基醚、烯丙基醚、苄基醚、烷氧甲基醚、烷巯基甲基醚、三甲基硅乙基甲基苄基醚、烷氧甲基醚、烷巯基甲基醚、三甲基硅乙基甲基醚等等醚等等。羟基的酯保护一般用的不多，但在糖及核糖化学。羟基的酯保护一般用的不多，但在糖及核糖化学中较为多见。中较为多见。 2: 羟基的保护与脱保护羟基的保护与脱保护32ppt课件l 硅醚保护

31、硅醚保护基基l 苄醚保护苄醚保护基基l 烷氧基甲基醚或烷氧基取代甲基烷氧基甲基醚或烷氧基取代甲基醚醚l 2.4 酰化成酯保护酰化成酯保护u三甲基硅醚三甲基硅醚 (TMS-OR)(TMS-OR)u叔丁基二甲基硅醚叔丁基二甲基硅醚 (TBDMS-OR or TBS-OR)(TBDMS-OR or TBS-OR) u叔丁基二苯基硅醚叔丁基二苯基硅醚 (TBDPS-OR )(TBDPS-OR ) 33ppt课件优点优点l 易保护，也容易去保护易保护，也容易去保护随着硅原子上的取代基的不同，保护和去保护的反应活随着硅原子上的取代基的不同，保护和去保护的反应活性均有较大的变化。当分子中有多官能团时，空间效

32、应性均有较大的变化。当分子中有多官能团时，空间效应及电子效应是影响反应的主要因素。及电子效应是影响反应的主要因素。 l 在游离伯胺或仲胺基的存在下，能够对羟基进行保护在游离伯胺或仲胺基的存在下，能够对羟基进行保护 任何羟基硅醚都可以通过四烷基氟化胺如任何羟基硅醚都可以通过四烷基氟化胺如TBAFTBAF脱除脱除，其，其主要原因是硅原子对氟原子的亲和性远远大于硅主要原因是硅原子对氟原子的亲和性远远大于硅- -氧之氧之间的亲和性。间的亲和性。 硅硅- -氮键的结合远比硅氮键的结合远比硅- -氧键来的弱，硅原子优先与羟基上氧键来的弱，硅原子优先与羟基上的氧原子结合，这正是与其他保护基的不同之处。的氧原

33、子结合，这正是与其他保护基的不同之处。 2.1 硅醚类保护及脱除硅醚类保护及脱除34ppt课件稳定性稳定性: :硅醚硅醚对酸和碱都敏感对酸和碱都敏感； 但是不同的硅醚对酸，碱有相对的但是不同的硅醚对酸，碱有相对的稳定性。稳定性。空间效应及电子效应是主要的影响因素空间效应及电子效应是主要的影响因素 。 在酸中的稳定性为：在酸中的稳定性为：TMS TES TBDMS TIPS TBDPS ； 在碱中稳定性为：在碱中稳定性为：TMS TES TBDMSTBDPS EETHPMOMEETHP THPTHP保护羟基保护羟基 THP THP醚引入到一个手性分子的结果是形成了一个非对醚引入到一个手性分子的结

34、果是形成了一个非对映体，因为在四氢吡喃环上新增了一个手性中心（有时映体，因为在四氢吡喃环上新增了一个手性中心（有时它会使它会使NMRNMR谱的表达有点困难）谱的表达有点困难）; ; 成本低，易于分离，对大多数非质子酸试剂有一定的成本低，易于分离，对大多数非质子酸试剂有一定的稳定性，易于被出去稳定性，易于被出去, ,仍是有机合成中一个非常有用的仍是有机合成中一个非常有用的保护基团保护基团; ; 通常，几乎任何酸性试剂或任何可以在原位产生酸的通常，几乎任何酸性试剂或任何可以在原位产生酸的试剂都可被用来引入试剂都可被用来引入THPTHP基团。基团。2.3 烷氧基甲基醚或烷氧基取代甲基醚保护及脱除烷氧

35、基甲基醚或烷氧基取代甲基醚保护及脱除 THP45ppt课件 MOM MOM是一般是通过是一般是通过MOMClMOMCl-DIEA -DIEA 引入；引入； 其对酸还是较为稳定，一般脱除需要在强酸条件下进行。其对酸还是较为稳定，一般脱除需要在强酸条件下进行。机理：机理：EEEE保护羟基保护羟基 EE EE的性质和的性质和THPTHP很相似很相似MOMEEMOMMOM保护羟基保护羟基46ppt课件DHPPPTS实例实例: :47ppt课件2.4 酰化成酯保护及脱除酰化成酯保护及脱除 醇通过酯的保护一般用在糖化学中较为多见，一般主要通过醇通过酯的保护一般用在糖化学中较为多见，一般主要通过乙酰基、苯甲

36、酰基和特戊酰基等；乙酰基保护也常常用于天乙酰基、苯甲酰基和特戊酰基等；乙酰基保护也常常用于天然产物结构鉴定中羟基衍生化。然产物结构鉴定中羟基衍生化。引入：引入： 乙酸酐在吡啶中引入乙酰基最为常用，由于该方法不能乙酸酐在吡啶中引入乙酰基最为常用，由于该方法不能乙酰化位阻较大的叔醇，要想在叔醇引入乙酰基需要加入酰乙酰化位阻较大的叔醇，要想在叔醇引入乙酰基需要加入酰化催化剂（化催化剂（DMAPDMAP），对位阻特别大的即使加入酰化催化剂也），对位阻特别大的即使加入酰化催化剂也无效时，可以考虑通过无效时，可以考虑通过LewisLewis酸酸(TMSOTf(TMSOTf) )催化催化; ; 苯甲酰化的常

37、用方法是苯甲酰化的常用方法是BzClBzCl或或BzBz2 2O/O/吡啶吡啶; ; 特戊酰化的常用方法是特戊酰化的常用方法是PvClPvCl / /吡啶。吡啶。对伯醇选择性要大于仲醇，选择性特戊酰基对伯醇选择性要大于仲醇，选择性特戊酰基 苯甲酰苯甲酰 乙酰基；乙酰基；有时特戊酰基可化学选择性的上在伯醇上。有时特戊酰基可化学选择性的上在伯醇上。脱除：脱除：一般通过酯碱性条件下的水解脱除。一般通过酯碱性条件下的水解脱除。48ppt课件实例实例: :49ppt课件50ppt课件3: 二醇的的保护与脱保护二醇的的保护与脱保护二醇的保护在环状或非环状的多羟基类化合物操作中起着重要二醇的保护在环状或非环

38、状的多羟基类化合物操作中起着重要作用作用; ;缩醛保护法缩醛保护法 在质子酸或在质子酸或LewisLewis酸的催化下，醛或酮的羰基可与二醇酸的催化下，醛或酮的羰基可与二醇(1,2-(1,2-二醇或二醇或1,31,3二醇二醇) )形成环状缩醛形成环状缩醛( (注：对注：对1,2-1,2-二醇而言二醇而言，仅有顺式二醇可形成环状缩醛，而对，仅有顺式二醇可形成环状缩醛，而对1,3-1,3-二醇而言，顺二醇而言，顺反二醇均可形成环状缩醛反二醇均可形成环状缩醛) )； 在多羟基存在的条件下，反应优先形成五元环或六元环；在多羟基存在的条件下，反应优先形成五元环或六元环； 需要采用分水器操作需要采用分水器

39、操作( (在体系中加入分子筛或无水硫酸铜除在体系中加入分子筛或无水硫酸铜除水亦可水亦可) )； 缩醛在碱性或金属氢化物的条件下均可稳定存在；缩醛在碱性或金属氢化物的条件下均可稳定存在； 得到的缩醛可在酸性条件下脱保护。得到的缩醛可在酸性条件下脱保护。51ppt课件实例实例: :52ppt课件实例实例: :53ppt课件54 保护保护1,21,2、1,3-1,3-二羟基；二羟基； 稳定性较丙酮化合物、苯基亚甲基缩醛差；稳定性较丙酮化合物、苯基亚甲基缩醛差； 常用保护基：二叔丁基亚硅醚（常用保护基：二叔丁基亚硅醚（DBSDBS），），1,1,3,3-1,1,3,3-四异丙四异丙基二硅氧醚（基二硅氧

40、醚（TIPDSTIPDS）硅烷保护法硅烷保护法54ppt课件4: 羰基羰基(醛、酮醛、酮)的保护与脱保护的保护与脱保护O,O-O,O-缩醛缩醛( (酮酮) )引入：引入：在路易斯酸或在路易斯酸或HCl(gHCl(g) )的作用下由醇，原甲酸酯或二醇的作用下由醇，原甲酸酯或二醇 与羰基与羰基( (醛、酮醛、酮) )作用得到；作用得到；在缩醛在缩醛( (酮酮) )形成的过程中，羰基反应活性如下：醛（脂肪醛形成的过程中，羰基反应活性如下：醛（脂肪醛 芳芳香醛香醛)支链酮和环己酮支链酮和环己酮 环戊酮环戊酮,不饱和酮或不饱和酮或,二取代酮二取代酮芳香酮芳香酮; ; 经保护的缩醛经保护的缩醛( (酮酮)

41、 )在强碱溶液、有机金属试剂、氧化及在强碱溶液、有机金属试剂、氧化及Na/NHNa/NH3 3还原等条件下都可以稳定存在；还原等条件下都可以稳定存在；去保护：去保护：酸性水解去保护，相同保护基的情况下，酸性水解去保护，相同保护基的情况下，水解速率与其羰基的反应活性相反。水解速率与其羰基的反应活性相反。55ppt课件实例实例: :56ppt课件S,SS,S- -缩醛缩醛( (酮酮) )S,S-S,S-缩醛缩醛( (酮酮) )比比O,O-O,O-缩醛缩醛( (酮酮) )更稳定，易形成更稳定，易形成在酸性和碱性条件下都稳定在酸性和碱性条件下都稳定引入：质子酸或路易斯存在下，硫醇或二硫醇与羰基作用得到

42、；引入：质子酸或路易斯存在下，硫醇或二硫醇与羰基作用得到；去保护：重金属参与法、去保护：重金属参与法、 还原消除法还原消除法57ppt课件5: 羧酸的保护与脱保护羧酸的保护与脱保护羧酸羧酸PKaPKa约为约为3-6,3-6,酸性的质子酸性的质子H H易与碱或亲核试剂发生反应易与碱或亲核试剂发生反应, ,对羧酸的对羧酸的保护以形成酯类化合物保护以形成酯类化合物为主，主要是保护羧基的为主，主要是保护羧基的质子，其质子，其脱除保护的主要方法是水解脱除保护的主要方法是水解, ,水解速率取决于空间水解速率取决于空间因素和电子因素因素和电子因素。合成羧酸酯的常用方法：合成羧酸酯的常用方法：v酸与醇反应酸与

43、醇反应 催化剂：质子酸、弱酸、催化剂：质子酸、弱酸、DEAD-PPhDEAD-PPh3 3（MitsunobuMitsunobu反应）、反应）、DCC-DMAPDCC-DMAP、CANCAN、TMSClTMSCl、DMAP-BocDMAP-Boc2 2O ODEAD58ppt课件59ppt课件v酰氯、酸酐与醇反应酰氯、酸酐与醇反应 需加入弱碱来中和形成的酸，需加入弱碱来中和形成的酸，DMAPDMAP、甲基咪唑、路易、甲基咪唑、路易斯酸催化斯酸催化v其他方法其他方法 羧酸与卤代烃反应、羧酸盐与卤代烃反应、羧酸与重氮羧酸与卤代烃反应、羧酸盐与卤代烃反应、羧酸与重氮烷反应、羧酸与烯烃反应烷反应、羧酸

44、与烯烃反应60ppt课件甲酯保护法甲酯保护法引入：引入：脱除：脱除：61ppt课件62v空间阻碍大，亲核试剂不宜进攻其羰基空间阻碍大，亲核试剂不宜进攻其羰基v碱性溶液中水解速率慢碱性溶液中水解速率慢v叔丁基碳正离子稳定，酸性条件下易水解叔丁基碳正离子稳定，酸性条件下易水解叔丁叔丁酯保护法酯保护法引入：引入：脱除：脱除：62ppt课件苄基苄基酯保护法酯保护法引入：引入：脱除：脱除：63ppt课件5: C-C重键的保护与脱保护重键的保护与脱保护C-C 双键的保护与脱保护：双键的保护与脱保护： 卤代卤代- -脱卤；脱卤； 环氧化环氧化- -脱氧脱氧C-C 三键的保护与脱保护：三键的保护与脱保护：端头炔氢：端头炔氢：三键：三键：64ppt课件The End65ppt课件