有机合成中的保护基团

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1、复杂的有机化合物可能含有多种官能团，在合成的过程中，复杂的有机化合物可能含有多种官能团，在合成的过程中，若能够利用高选择性的试剂，只对某个特定的部位或官能团进若能够利用高选择性的试剂，只对某个特定的部位或官能团进行反应，当然是最佳的策略。行反应，当然是最佳的策略。但是在实际的过程中往往是无法找到适当的试剂，能够满足选择性的要求。这个时候，可先将某些基团保护起来，不使这个时候，可先将某些基团保护起来，不使其作用，而只留特定要作用的官能团进行反应；然后再将保护其作用，而只留特定要作用的官能团进行反应；然后再将保护基 团 除 去 ， 以 便 进 行 下 一 个 步 骤 ， 这 种 保 护 除 保 护

2、基 团 除 去 ， 以 便 进 行 下 一 个 步 骤 ， 这 种 保 护 除 保 护( (protection-deprotectionprotection-deprotection）的方法在有机合成上应用极广，的方法在有机合成上应用极广，其缺点是增加额外的步骤，会使产率降低。为了弥补这种缺点，在引入或除去保护基团时，应以高选择性及高产率的方法优先。第二章第二章 保护基团保护基团总的说来，保护基应满足下列三点要求：总的说来，保护基应满足下列三点要求：1. 1. 它容易引入所要保护的分子（温和条件）它容易引入所要保护的分子（温和条件）; ;2. 2. 它与被保护基形成的结构能够经受住所要发生的

3、反应的条件它与被保护基形成的结构能够经受住所要发生的反应的条件; ;3. 3. 它可以在不损及分子其余部分的条件下除去（温和条件）它可以在不损及分子其余部分的条件下除去（温和条件）在一些例子中，最后一条可以放宽，允许保护基被直接转变为另一种官能团。在一些例子中，最后一条可以放宽，允许保护基被直接转变为另一种官能团。近年来，随着合成复杂的天然有机物的需要，新保护基的设计、近年来，随着合成复杂的天然有机物的需要，新保护基的设计、引入保护基使用的新方法诸方面取得了较大的进展。已经使用和引入保护基使用的新方法诸方面取得了较大的进展。已经使用和推荐使用的保护基颇多，下面只介绍一些常用基团的保护方法。推荐

4、使用的保护基颇多，下面只介绍一些常用基团的保护方法。第二章第二章 保护基团保护基团一、羟基的保护基团一、羟基的保护基团保护醇类保护醇类 ROH 的方法一般是制成醚类的方法一般是制成醚类 (ROR) 或酯类或酯类(ROCOR)，前者对前者对氧化剂或还原剂都有相当的稳定性。氧化剂或还原剂都有相当的稳定性。1.形成甲醚类形成甲醚类 ROCH3甲基醚化试剂一般有：甲基醚化试剂一般有：MeI, (MeO)2SO2 或或 MeOTf 与相应的碱组成反应体与相应的碱组成反应体系系,但也有用但也有用CH2N2 /硅胶进行硅胶进行O-H 键的插入发应。键的插入发应。该法优点：保护基易引入，对酸碱氧化剂或还原剂均

5、很稳定。该法优点：保护基易引入，对酸碱氧化剂或还原剂均很稳定。缺点：甲基醚非常惰性缺点：甲基醚非常惰性,除去也相当不容易。除去也相当不容易。脱保护基脱保护基：通常使用：通常使用Lewis酸，如浓酸，如浓HI, BBr3 及及 Me3SiI。常用。常用 Me3SiI/CH3Cl or CH2Cl2 or MeCN 或者或者BBr3/CH2Cl2 等。等。ROHROCH3NaOH,Me2SO4Me3Si ,CHCl3I第二章第二章 保护基团保护基团一、羟基的保护基团一、羟基的保护基团去保护基原理：去保护基原理：硬软酸碱原理（硬软酸碱原理（hard-soft acids and bases prin

6、ciple），），使氧原子与硼或使氧原子与硼或硅原子结合（较硬的共轭酸），而以溴离子或碘离子（较软的共轭碱）将甲硅原子结合（较硬的共轭酸），而以溴离子或碘离子（较软的共轭碱）将甲基（较软的共轭酸）除去。基（较软的共轭酸）除去。OCH3RMe3SiICH3IROSiMe3ROHMe3SiOH+H2O由于甲醚过于稳定，因此，一般多用于单糖环状结构的经典测定。由于甲醚过于稳定，因此，一般多用于单糖环状结构的经典测定。第二章第二章 保护基团保护基团2.形成苄醚形成苄醚 ROCH2Ph苄基醚的应用很广苄基醚的应用很广，可以经受许多温和的氧化反应，如可以经受许多温和的氧化反应，如Swern, PCC, P

7、DC,Dess-Martin periodinate, Jones, NaIO4, Pb(OAc)4 以以 及及 LiAlH4 还还 原。原。在中在中性溶液中它们能很快地在室温下被催化氢解，使苄基脱除，并回复到醇类。性溶液中它们能很快地在室温下被催化氢解，使苄基脱除，并回复到醇类。苄基在很多情况下用氢解的方式除去，苄基在很多情况下用氢解的方式除去，10% Pd-C是最常用的催化剂，是最常用的催化剂， 另另 外外Raney-Ni, Rh-Al2O3 也是常用的氢解催化剂。也是常用的氢解催化剂。由于苄醚的去保护是采用不同于其他醚键断裂的方法，因此在氢解去苄基由于苄醚的去保护是采用不同于其他醚键断裂

8、的方法，因此在氢解去苄基时时,其它醚键可以保留。制备时，使醇在强碱下与苄溴其它醚键可以保留。制备时，使醇在强碱下与苄溴 (benzyl bromide)反应。反应。ROHROCH2PhNaH,PhCH2BrLi,NH3第二章第二章 保护基团保护基团MeOHONaOH,MeSO4(1) CrO3,AcOH(2)HBr,AcOHHOO2OOHMe MePhCH2BrMeMeO OCH2Ph(1) B2H6,THF(2)KOH,H2O2(3)KH,MeIMeMeO OCH2PhOMeH2,Pd COMeOMe MeOHKH第二章第二章 保护基团保护基团苄基还广泛用于糖及核苷酸中醇羟基的保护。苄基还广

9、泛用于糖及核苷酸中醇羟基的保护。三苯甲基醚三苯甲基醚亦广泛用于保亦广泛用于保护糖、核苷及甘油酯中的伯羟基，它的最大优点是可以选择性地与多元醇的护糖、核苷及甘油酯中的伯羟基，它的最大优点是可以选择性地与多元醇的伯羟基反应。伯羟基反应。OOCH3HHHOHOHHOHHOHTrCl/PyOOCH3HHHOHOHHOHHOTrTrCl= Ph3CCl制备时，以三苯基氯甲烷在吡啶中与醇类作用，而以制备时，以三苯基氯甲烷在吡啶中与醇类作用，而以 4-二甲胺基吡啶二甲胺基吡啶（4-dimethyl aminopyridine, DMAP）为催化剂。为催化剂。 它它 的的 除除 去去 基基 本本 都都 用用

10、酸酸 性性 条条 件，件， 如：如： HCOOH-H2O, HCOOH-tBuOH, 0.1 M HCl/MeCN等，也等，也 可可 用用 Na/NH3(l) 还还 原原 方方 法。法。一、羟基的保护基团一、羟基的保护基团3. 形成叔丁基醚类形成叔丁基醚类 ROC（CH3）3它的制备一般用异丁烯在它的制备一般用异丁烯在Lewis酸催化下于二氯甲烷中进行。酸催化下于二氯甲烷中进行。叔丁基醚对酸的稳定性比甲醚、苄醚差，但是在非强酸性条件下仍然具有叔丁基醚对酸的稳定性比甲醚、苄醚差，但是在非强酸性条件下仍然具有一定的稳定性。对于亲核试剂、有机金属试剂、氢化物还原剂和催化氢化、氧化一定的稳定性。对于亲

11、核试剂、有机金属试剂、氢化物还原剂和催化氢化、氧化和可溶性金属还原等，叔丁基醚键不受影响。和可溶性金属还原等，叔丁基醚键不受影响。由于叔丁基碳正离子的位阻，叔丁基醚的保护法可用于选择性保护伯醇。由于叔丁基碳正离子的位阻，叔丁基醚的保护法可用于选择性保护伯醇。去保护去保护：叔丁基为一巨大的取代基（：叔丁基为一巨大的取代基（bulky group），），叔叔 丁丁 基基 醚醚 的的 除除 去去 要要 用用 中中 强强 度度 酸。无水酸。无水CF3COOH、Me3SiI或氢溴酸或氢溴酸/乙酸处理。乙酸处理。ROH+ROBF3 Et2O CatN HCl,MeOH,2第二章第二章 保护基团保护基团第二