《保护基团》PPT课件
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第五章 基团保护和去保护
一般说来，保护基应满足下列三点要求： 1．容易引入所要保护的分子中 如果费很大的周折、经过几步反应或很苛刻的条件才能 引入，则合成路线中将做很多无用功。合成反应也就“喧宾 夺主”了，这样的基团就不便作为保护基。
2．与被保护分子能有效的结合 保护基与被保护分子形成的结构，必须能经受住随后所 要发生的主要反应条件的作用，而不致于被破坏。 例如， 为了使醛基在碱性条件或氧化条件下不发生变化 ，就要选择醇将它制成缩醛保护起来。因为缩醛是一种双醚 键结构，对碱或氧化剂很稳定。但在酸性条件下却经不住“ 考验”，必然发生水解而复原。此即去掉保护基的办法。 3．在保持分子的其他部分结构不损坏的条件下易除去 假如保护基引入不易，除去困难，或者虽容易引入，而 去掉时会损坏分子的其他部分结构，这样的保护基反而会导 致合成的失败。至少是会影响合成路线的简捷性。这样的基 团也不便作为保护基。 二、保护基的实例应用 例1 设计5-甲基-5-羟基-2-已酮的合成路线
1）分析 TM俗名敏克静，是一种抗过敏药，用于寻麻 疹、神经性皮炎等的治疗。
从结构上看，以哌嗪为母体，两端有两个活性中心— —仲二胺。但是，两端所引入的取代基不同，应分别作处 理，故拆开如下：
前已介绍，可用铵盐形式保护。
(2) 合成 首先合成原料。 a) 间－甲基苄基氯的制备：
b)α-（对-氯苯基）苄基溴的制备：
（4）变成氨基甲酸酯 a) 试剂合成：
b) 实施保护：
作用：对酸、碱、氧化剂均稳定。 去除：
二、醇类——羟基的保护 1. 特性 醇易氧化，易烷化成醚，酰化成酯，仲醇和叔醇还容易脱水。 2．保护法 常用有三种方法： （1）成醚 保护：
作用：对格氏试剂、还原剂LiAIH4、氧化剂CrO3均稳定。 去除：
b. 催化 是指对整个反应的活化。现在较好的催化剂是N ， N ＇ - 二 环 己 基 碳 化 二 亚 胺 （ N ， N ＇ -DiCycIohexyIcarbodiimide）简称DCC。 （a）制备：
2．与被保护分子能有效的结合 保护基与被保护分子形成的结构，必须能经受住随后所 要发生的主要反应条件的作用，而不致于被破坏。 例如， 为了使醛基在碱性条件或氧化条件下不发生变化 ，就要选择醇将它制成缩醛保护起来。因为缩醛是一种双醚 键结构，对碱或氧化剂很稳定。但在酸性条件下却经不住“ 考验”，必然发生水解而复原。此即去掉保护基的办法。 3．在保持分子的其他部分结构不损坏的条件下易除去 假如保护基引入不易，除去困难，或者虽容易引入，而 去掉时会损坏分子的其他部分结构，这样的保护基反而会导 致合成的失败。至少是会影响合成路线的简捷性。这样的基 团也不便作为保护基。 二、保护基的实例应用 例1 设计5-甲基-5-羟基-2-已酮的合成路线
1）分析 TM俗名敏克静，是一种抗过敏药，用于寻麻 疹、神经性皮炎等的治疗。
从结构上看，以哌嗪为母体，两端有两个活性中心— —仲二胺。但是，两端所引入的取代基不同，应分别作处 理，故拆开如下：
前已介绍，可用铵盐形式保护。
(2) 合成 首先合成原料。 a) 间－甲基苄基氯的制备：
b)α-（对-氯苯基）苄基溴的制备：
（4）变成氨基甲酸酯 a) 试剂合成：
b) 实施保护：
作用：对酸、碱、氧化剂均稳定。 去除：
二、醇类——羟基的保护 1. 特性 醇易氧化，易烷化成醚，酰化成酯，仲醇和叔醇还容易脱水。 2．保护法 常用有三种方法： （1）成醚 保护：
作用：对格氏试剂、还原剂LiAIH4、氧化剂CrO3均稳定。 去除：
b. 催化 是指对整个反应的活化。现在较好的催化剂是N ， N ＇ - 二 环 己 基 碳 化 二 亚 胺 （ N ， N ＇ -DiCycIohexyIcarbodiimide）简称DCC。 （a）制备：
有机化学-保护基团
MeO MeOOC HO COOMe OH
OMe MeOOC COOMe O O
TsOH
LiAlH4
HOH2C O O
CH2OH
OCH3 OH TsOH O O
OH
糖类，甘油
H2C OH HC OH H2C OH
CH3COCH3 HCl
H2C O HC O H2C OH
脱保护： 稀酸水溶液，rt; 或加热。
O (CH3CO)2O, Py
O
HO
AcO
O (CH3CO)2O, Py HO AcO
O
苯甲酸酯类似乙酸酯可用于羟基的保护。适用于有机 金属试剂(如有机铜)、催化氢化、硼氢化物还原、路 易斯酸、氧化反应等时的羟基保护。就水解而言，苯 甲酸酯作为保护基比乙酸酯稳定。苯甲酸酯的裂解去 保护同样一般采用碱性水解或醇解，有时也可以用锂 铝氢还原法去保护。
苯甲酸酯的裂解去保护同样一般采用碱性水解或醇解有时也可以用锂铝氢还原法去保护27三形成缩酮上述的甲醚苄醚叔丁基醚等简单醚保护基在上保护基或去保护时常常需要酸性条件这对于一些含有对酸敏感的基团的化合物显然是不合适的
第七章 保护基团 (protective groups)
参考文献： T. W. Greene, Protective groups in organic synthesis, third edition
ROCH2Ph
优先保护伯醇
Br
BnBr, NaH, DMF -70-40oC
Br
H OH
OH
97%
H OH
OCH2Ph
4.形成硅醚 硅醚保护：Me3Si（TMS）， Et3Si（TES）， tBuMe2Si(TBDMS), t-BuPh2Si(TBDPS), i-Pr3Si(TIPS).
有机合成中的保护基 ppt课件
6 己烷
hexane
hexene
hexyne
hexyl
hexenyl
hexynyl
7 庚烷
heptane
heptene
heptyne
heptyl
heptenyl
heptynyl
8 辛烷
octane
octene
octyne
octyl
octenyl
octynyl
9 壬烷
nonane
nonene
nonyne
dodecanal dodecanone
tridecanal tridecanone
tetradecanal tetradecanone
pentadecanal pentadecanone
hexadecanal hexadecanone
heptadecanal heptadecanone
octadecanal octadecanone
P P
B IN A P 2 ,2 '-b is (d ip h e n y lp h o s p h a n y l)
-1 ,1 '-b in a p h th y l
COD c y c lo o c ta d ie n e
COD c y c lo o c ta d ie n e
PPT课件
O S O 3H CSA c a m p h o rs u lfo n ic a c id
NCN
DCC dicyclohexylcarbodiimide
O
NC
Cl
O DHP 3,4-d ihyd ro -2H -p yran
O
NC
Cl
有机合成课件保护基团
要点二
详细描述
在有机合成中，酮是一种常见的反应物和产物，但它的羰 基容易受到氧化和还原等反应的影响。为了保护酮的羰基 ，可以使用各种保护基团，如甲氧羰基、乙氧羰基、丙氧 羰基等。这些保护基团可以与酮形成稳定的化学键，从而 避免酮参与不必要的反应。
THANKS
谢谢
详细描述
在有机合成中，羧酸是一种常见的反应物和产物，但它的羧基容易受到脱羧和氧化等反应的影响。为了保护羧酸 ，可以使用各种保护基团，如甲酯、乙酯、丙酯等。这些保护基团可以与羧酸形成稳定的化学键，从而避免羧酸 参与不必要的反应。
醛基保护基团的应用实例
总结词
醛基保护基团能够保护醛免受氧化和还原等反应的影响。
保护。
硅氧基
如三甲基硅氧基，常用 于醇的保护，易于脱去
。
磷酸酯基
如磷酸三乙酯、磷酸三 丁酯等，适用于醇的保
护，并可耐强酸。
氨基保护基团
乙酰基
常用于伯胺的保护。
苯磺酰基
适用于仲胺和叔胺的保护，可 在酸性条件下脱去。
甲磺酰基
适用于仲胺的保护，可在酸性 条件下脱去。
丙酮肟基
适用于伯胺的保护，可在酸性 条件下脱去。
羧基保护基团
甲酯基
常用于羧酸的保护，可在碱性条件下脱去。
苯甲酯基
适用于不活泼羧酸的保护，可在碱性条件下 脱去。
乙酯基
适用于羧酸的保护，可在碱性条件下脱去。
氨基甲酸酯基
适用于羧酸的保护，可在酸性或碱性条件下 脱去。
醛基保护基团
烯丙基
常用于醛的保护。
苯甲酰基
适用于醛的保护，可在酸性条件下脱 去。
乙酰基
亲核加成反应
在形成氮-保护基团时，通常发 生亲核加成反应，即试剂进攻有 机物中的硝基、磺酸酯等基团，
保护基团
R O Me3Si CH3 CH3I
+ ROSiMe3
H2O
ROH + Me3SiOH
I
7.1 羟基的保护基团
2. 形成叔丁基醚类 ROC（CH3）3
醇与异丁烯在Lewis 酸催化下制备。叔丁基为一巨大的取代基（ bulky group），脱去时需用酸处理：
ROH + BF3 Et2O Cat 2 N HCl,MeOH,
2
O
Th
HO P h3C C l P y rid ine (8 0 % ) Th (P h C H 2 O )2 P ( O )C l P y rid in e P h3C O C H
P h3C O C H (C H 3 C O )2 O P y rid in e (9 8 % ) Th
2
O
HO
P h3C O C H
NaBH4 (75%)
CH2OH NHCOCH3 CH3O CHO
H5IO6
BCl3 (100%)
CH2OH NH2 HO CH2OH
7.2 二羟基的保护基团
2. 碳酸酯
在吡啶存在下，光气与顺式 1,2－二醇反应，给出在中性和温和 酸性条件下稳定的碳酸酯，当在这种条件下进行氧化，还原时，能 保护1,2－二醇。 用碱性试剂处理，则二醇从碳酸酯再生。
R C O R' R' R C Y X
保护羰基的方法可分为二种： 保护羰基的方法可分为二种：
一是形成缩酮或其对等物
醛基是最容易形成缩醛或对等物的羰基，而苯环上的 酮基则是反应性最低的羰基。 一般说来，反应性是： 醛基 > 链状羰基（环已酮）> 环戊酮 > α，β-不 饱和酮 > 苯基酮。 缩 酮 的 保 护 基 不 与 碱 ， 氧 化 剂 或 亲 核 剂 （ 如 H-， RMgBr）作用，而通常以酸水解回复到羰基。
+ ROSiMe3
H2O
ROH + Me3SiOH
I
7.1 羟基的保护基团
2. 形成叔丁基醚类 ROC（CH3）3
醇与异丁烯在Lewis 酸催化下制备。叔丁基为一巨大的取代基（ bulky group），脱去时需用酸处理：
ROH + BF3 Et2O Cat 2 N HCl,MeOH,
2
O
Th
HO P h3C C l P y rid ine (8 0 % ) Th (P h C H 2 O )2 P ( O )C l P y rid in e P h3C O C H
P h3C O C H (C H 3 C O )2 O P y rid in e (9 8 % ) Th
2
O
HO
P h3C O C H
NaBH4 (75%)
CH2OH NHCOCH3 CH3O CHO
H5IO6
BCl3 (100%)
CH2OH NH2 HO CH2OH
7.2 二羟基的保护基团
2. 碳酸酯
在吡啶存在下，光气与顺式 1,2－二醇反应，给出在中性和温和 酸性条件下稳定的碳酸酯，当在这种条件下进行氧化，还原时，能 保护1,2－二醇。 用碱性试剂处理，则二醇从碳酸酯再生。
R C O R' R' R C Y X
保护羰基的方法可分为二种： 保护羰基的方法可分为二种：
一是形成缩酮或其对等物
醛基是最容易形成缩醛或对等物的羰基，而苯环上的 酮基则是反应性最低的羰基。 一般说来，反应性是： 醛基 > 链状羰基（环已酮）> 环戊酮 > α，β-不 饱和酮 > 苯基酮。 缩 酮 的 保 护 基 不 与 碱 ， 氧 化 剂 或 亲 核 剂 （ 如 H-， RMgBr）作用，而通常以酸水解回复到羰基。
第九章基团保护
3.苄醚 苄醚
用于保护糖类及氨基酸中的醇羟基
4．烯丙醚 ．
烯丙醚可用醇与烯丙基溴在碱催化下制备。 在中等酸性及碱性条件下是稳定的
5．三甲基硅烷醚 ．
优点：引入及脱去的条件均非常缓和。 方法：在有机碱（如吡啶）存在下加入氯代三甲基硅烷以及在酸性催化 剂存在下加入六甲基三硅烷胺。
保护剂：三甲基硅烷、二甲基异丙基硅烷基、二甲基叔丁基硅烷 基、三苄基硅烷基等。
第九章 基团保护在药物合成中的应用
4学时 学时
学习目标： 学习目标： 了解基团保护的含义、方法及其应用，理想保护基的 要求； 掌握醇、酚羟基的保护方法，了解各类保护法特点、 脱保护方法及其应用； 掌握氨基的保护方法，了解各类保护法的特点、脱保 护方法及其应用； 掌握羧酸的O—H键和硫醇的S—H键的保护方法，了解 各类保护法的特点、脱保护方法及其应用； 掌握醛、酮羰基的保护方法，了解各类保护法的特点、 脱保护的方法及其应用。
Br
CuBr2/AI2O3 CCI4
Br
Br
SO2Na RX
AI2O3 超声波
SO2R
习
题
1．在什么情况下需要进行基团的保护，基团保护的含义是什么？ 对理想保护基的基本要求有哪些？ 2.常用的醇、酚羟基的保护方法有哪些？举2—3例说明其应用。 3.常用的氨基的保护方法有哪些？举例说明其应用。 4.常用的羧酸的O—H键和硫醇的S—H键的保护方法有哪些？ 举例说明其应用。 5.常用的醛、酮羰基的保护方法有哪些？各大类举一例说明其应用。
保护氨基的基团：苄基及苯甲基 苄基 用胺与氯化苄在碱存在下，制备胺的单及双苄基衍生物。双苄基衍 物可以选择催化氢化氢解为单苄基衍生物，进一步催化氢化或钠/液 氨还原，可将苄基脱去。 三苯甲基 三苯甲基的主要优点是易于在缓和条件下脱去。 在多肽合成中，三苯甲基可用于保护α-氨基酸的氨基，应用于青霉 素的合成中。由于位阻大，不仅屏障了氨基，也有利于形成β-内酰 胺小环。
基团保护与活化在药物合成中的作用课件
A g C l O 4 / r- C o l l i d i n e H 2 O / M e 2 C O
, 2 0 3 0 m i n
, C H O O NHO H
C O O R
O
N CH
O C OR O
O
N
CH
O + ROH
C
(87%~90%)
O
•2024/3/31
•基团保护与活化在药物合成中的作用
•基团保护与活化在药物合成中的作用
•15
一、醇、酚羟基的保护
2．苯甲酸酯类保护基
(1)常见的保护基:
主要包括苯甲酸酯、对苯基苯甲酸酯、2,4,6三甲基苯甲酸酯、O-二溴甲基苯甲酸酯、O-碘代 苯甲酸酯等保护基。
(2)制备与脱保护:
该类保护基的制备可采用相应的酰氯与醇类
的吡啶中作用即可，脱去苯甲酸酯类保护基则需要 较激烈的皂化条件。
RO H
N a O H / P h C H 2 B r ROC H 2
(2)应用实例:
L i / N H 3
OMe
OMe
RO
O RO
RO
Cl
+
N
MeO N
, CH2Cl2
r.t 3d
N
RO
O O
N
RO
R=PhCH2-
NH2
RO NH2
NH3/MeOH 100
N
RO
O O
N
RO
H2/PdCl2
N
HO
O O
学习目标
学习目的
通过学习在药物合成中常用的一些基团保 护与活化技术和方法，初步达到能运用所学的 理论知识在具体的药物合成路线中选择所需要 的基团保护方法或活化方法的能力，并具备分 析和解决在生产实践中遇到的关于基团保护与 活化技术实际问题的能力。
chapter10 保护基团在有机合成中的应用
脱去保护基：乙酸/Zn或乙酸/Zn-Cu, 室温 举例：
O
O O OH 1. Cl3C
O Cl 2. HCl/H2O/MeOH
HO 1.R HO OTceoc
O C Cl
RCOO
2.Zn/AcOH
RCOO
OH
成醚
甲醚、苄基醚、三苯甲基醚、叔丁基醚、甲氧基甲醚、甲硫基甲醚、 苄氧基甲醚、四氢吡喃醚THP 三甲基硅醚、三乙基硅醚、叔丁基二甲硅醚等
举例：
HO O HO OH OH PhCH2O PhCH2O O
CH3OH/H HO
HO O
PhCH2Cl/KOH OCH3 OH PhCH2O PhCH2O PhCH2O
HCl/H2O OCH3
O OH
PhCH2O
2）三苯甲基醚 通式：
ROH
制备：
+
Ph3CCl
B
ROCPh3
①醇与氯代三苯甲烷/吡啶/加热下反应 ②醇与苯基三氟硼酸盐(Ph3C+BF4-)/加热 稳定性：
பைடு நூலகம்
举例 1：
Me C O MeO2C HSCH2CH2SH BF3室温 MeO2C
Me S C S
1.LiAlH4 2.CrO3/吡啶 OHC
Me S C S
Me HgCl2/CdCO3 丙酮 OHC C O
举例 2：
O O H H AcO H H
1. HS 2. LiAlH4 3.RaneyNi OH
保护方法： 1、DMF/有机胺/伯醇或仲醇/三甲氯硅烷 2、伯醇或仲醇/咪唑/二甲叔丁基氯硅烷 3、其他硅试剂 说明：
有机胺，咪唑：有机碱，促进反应进行
硅试剂： ROSiMe3，ROSiMe2But, Me3SiNHSiMe3等
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F
F
EtOAc
O
NaN3
F
F
NH2
NH
N3
F
F
F
F
NH2
N-乙酰基保护
N-烷基和 N-甲硅烷基保护
Example
NH2
1)nBuLi H 2)Me3SiCl P Ph
N(H)SiMe3
1)nBuLi/ DBPBr
H 2)MeOH
P Ph
tBu2P
NH2 P
Ph
感谢下 载
基团的保护
➢羟基的保护 ➢二醇的保护 ➢醛\酮的保护 ➢氨基的保护
醇的保护
➢醚化和酰基化 ➢硅醚化
甲基醚
成醚或酰基化
试剂: MeI, (MeO)2SO2, MeOTf 去保护基: TMSI/CH3Cl, BBr3/CH2Cl2
苄基醚
试剂: PhCH2Br/NaH,BnBr/Ag2O/DMF 去保护基: Pd/C-H2, Na/NH3(l), TMSI, BCl3/CH2Cl2
甲氧基ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ基醚
试剂: ClCH2OCH3/NaH/DMF 去保护基: 6M HCl-THF- H2 O
甲硫基甲基醚
试剂: ClCH2SCH3/NaH/DMF 去保护基: AgNO3, HgCl2 , MeI
甲氧基乙氧基甲基醚
MEM
试剂: ClCH2OCH2CH2OCH3/NaH/DMF
去保护基: ZnBr2/CH2Cl2, TiCl4/CH2Cl2
氨基的保护
➢ N-氨基甲酸酯保护基 ➢ N-乙酰基保护 ➢ N-烷基和 N- 硅烷基保护
N-氨基甲酸盐保护基
OH (a)O(Boc)2, NEt3, CH2Cl2
N H
96%
OH
N Boc
Example
Example
NH2
NH2
F
F
F
F
FMOC- Cl ,pyri dine O
CF3CO2H , NaNO2; piperidine
三甲基硅醚
三乙基硅醚
三异丙基硅醚
叔丁基二甲基硅醚
叔丁基二苯基硅醚
酯化保护
二醇的保护
酮和醛的保护
试剂: 干 HCl, BF3.OEt2, 去保护: 酸溶液
Me OH TsOH
CH3O
OCH3
O
O
CH3O
OCH3
Example
Example
OO
O
6mol/l HCL
ref lex
N
N