最新各种官能团保护基(全)
各种官能团保护基(全)
• 乙酰基保护基团的水解活性：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。
35
碳酸酯类
Boc
36
Cbz
37
二、酚羟基的保护
• 酚羟基易氧化 • 酚羟基（pKa = 10）的酸性强于烷基醇（pKa = 15）
93
➢ 乙酰胺
乙酰氯、卤代乙酸酐、以酸酐、乙酸苯酯等
酸、碱均能脱除保护
94
2.氨基甲酸酯类保护法
• 由氨基与氯代甲酸酯、重氮甲酸酯或各类碳酸酯反应制备
• 脱除方法：催化氢解（Cbz）、酸性水溶液（Boc）、 碱性消除（Fmoc、Teoc、Troc）、金属参与 （Alloc）
95
叔丁氧甲酰基 (Boc)
保护基
4
常用的保护基团
➢ 硅烷类
• TMS、TES、TBDMS、TBDPS，DIPS、DPS、TIPDS • 保护羟基、羧基、氨基（不常用）
• F-脱保护
➢ 缩醛类
• 保护羟基、羰基
➢ 酯类
• 保护羟基、羧基的常用方法
➢ 酰胺类
• 保护氨基
5
常用的脱保护基方法
➢ 酸脱除保护
质子酸、Lewis酸
➢ 碱脱除保护
63
1,1,3,3-四异丙基二硅氧醚
64
四、羰基的保护
• 醛、酮、酸、酯和酰胺
• 具有良好的亲电性
• 反应活性：醛（脂肪醛>芳香醛）>支链酮和环己酮>环戊酮>α,β不 饱和酮或α,α二取代酮>>芳香酮
• 缩醛：O,O-缩醛、S,S-缩醛、O,S-缩醛、O,N-缩醛
有机化学中的保护基团
有机化学中的保护基团
保护基团是有机化学中常用的一种技术，用于保护有机分子中的某些原子或基团不受其他反应的影响。
这种技术通常在有机合成过程中使用，可以使得化学反应更加精确和可控。
常见的保护基团包括：
羰基保护基团：常见的羰基保护基团有甲基羰基（MOM）、叔丁基羰基（SBM）和二甲基羰基（DMB）。
羰基保护基团通常用于保护羧基（COOH）。
羧基保护基团：常见的羧基保护基团有甲基羧基（Methyl）、叔丁基羧基（TBD）和二甲基羧基（DMD）。
羧基保护基团通常用于保护氨基（NH2）。
醛保护基团：常见的醛保护基团有甲基醛（MEOH）、二甲基醛（DME）和三甲基醛（TME）。
醛保护基团通常用于保护醇（OH）。
酮保护基团：常见的酮保护基团有甲基酮（MTOH）、叔丁基酮（TBOH）和三甲基酮（TMOH）。
酮保护基团通常用于保护酮（COH）。
当化学反应完成后，通常需要去除保护基团，以便得到所需的最终产物。
这种过程称为解保护。
解保护的方法取决于保护基团的种类和有机物的结构。
常见的解保护方法包括用酸或碱溶液去除保护基团，或者使用高温氧化或氧气氧化等方法。
保护基团在有机合成中非常重要，因为它可以使得化学反应更加精确和可控。
它还可以使得合成过程更加简单，因为只有在解保护后才能得到所需的最终产物。
保护基团在药物合成、染料合成和其他领域都有广泛应用。
常用保护基团总结
常用保护基团总结《常用保护基团总结：为分子遮风挡雨的小天使们》嘿呀，说起这常用保护基团啊，那可真是有机化学里一群超级有意思的小主角们呢！它们就像是一群默默守护着分子的小天使，为了让分子能够顺利完成各种反应，不惜自己“藏头露尾”。
咱先来说说这苄氧羰基（Cbz）吧，这家伙就像是给氨基酸分子撑起了一把保护伞。
有它在，氨基酸就可以安心地游走在各种反应中，不用担心自己的氨基被不小心伤到啦。
它就像一个贴心的卫士，时刻保护着分子的关键部位。
还有叔丁氧羰基（Boc）呢，也是个厉害的角色。
它像是一个聪明的“伪装者”，把分子上那些容易出问题的地方给遮起来，等反应完了再卸掉伪装，让分子恢复真面目。
有时候我都忍不住想给它颁发个“最佳伪装奖”啦！再说说这三苯甲基，那可是个很有个性的保护基团。
它就像个固执的守护者，紧紧地护住分子的重要部位，轻易不肯放手。
不过也正是因为它的坚持，分子才能在复杂的反应环境中安然无恙呀。
这些保护基团就像是分子世界里的超级英雄，各有各的本领和特点。
它们有时候会在反应中默默地奉献自己，只为了让分子能够达到最终的完美形态。
想想看，要是没有它们，那些复杂的有机反应得乱成什么样啊！而且哦，和这些保护基团打交道就像和一群有脾气的小朋友玩游戏一样。
你得熟悉它们的脾气，知道怎么哄它们开心，才能让它们乖乖地为你所用。
有时候可能会遇到一些小小的麻烦，但当你最终成功地利用它们完成了复杂的反应时，那种成就感简直无与伦比！在有机化学的世界里，保护基团就是这么一群不可或缺的可爱存在。
它们虽然小小的，却有着大大的作用。
它们为分子的旅程保驾护航，让我们这些化学研究者能够在探索的道路上更加顺利。
所以啊，下次当你进行有机反应的时候，可别忘了好好感谢这些默默付出的保护基团小天使哦！哈哈，说了这么多，相信大家对常用保护基团也有了更深的认识和感受吧。
它们可不只是一些枯燥的化学概念，而是充满了趣味和故事的小主角们呢！让我们继续在化学的奇妙世界里遨游，和这些可爱的保护基团一起创造更多的精彩吧！。
[06]第四章 官能团保护ppt
![[06]第四章 官能团保护ppt](https://img.taocdn.com/s3/m/7a9a3e61168884868762d69e.png)
HO
H3
N O O
O N H
H1
Fmoc-L-氨基酸
Fmoc-L-丙氨酸 Fmoc-L-异亮氨酸 Fmoc-D-亮氨酸 Fmoc-L-谷氨酰胺 Fmoc-L-Ala-OH Fmoc-L-Ile-OH Fmoc-Glycine
Fmoc-D- phenylalanine
Fmoc-D-Leu-OH Fmoc-L-Gln-OH Fmoc-L-Asn-OH Fmoc-L-valine Fmoc-L-蛋氨酸 Fmoc-L- methionine Fmoc-L-丝氨酸 Fmoc-L-羟脯氨酸 Fmoc-L-苏氨酸 Fmoc-L-脯氨酸
1、氨基的氮-烷基化保护类型：NaH/XBn
•反应通式：
DIC
DCC
peptides*
The Boc Strategy*
The Fmoc Strategy*
4.4.2 氮-酰基化
就如醇可以通过转变成酯被保护一样，相似的胺可以通过合适的酰基卤化物 或酐酰基化转变成氨基化物而被保护。 氮-酰基化保护氨基的常见类型如下：
OAc AcO AcO O O AcO OAc
O
OAc O O OAc O N H NHFmoc
OAc O O OAc O N N FmocH
AcO
O AcO OAc
28 Lac-Tyr Yield: 95.8%
32 Mal-Hyp Yield: 9%
OAC AcO AcO OAc O
H3 2-H: δ 4.92(1H, I3=0.30) H1 Fmoc: δ 7.72(2H, I1=2.00) Yield=2xI3/I1=2x0.30/2.00=30%
H3 N
H C R
Bzl - amino acid
常见有机合成中的保护基与去保护方法
常见有机合成中的保护基与去保护方法【常见有机合成中的保护基与去保护方法】有机合成化学是一个极具挑战性和创造性的科学领域。
在有机合成中，保护基（也称作保护基团）是一种化学基团，通常用于保护某些反应中的特定官能团，以防止其发生不必要的化学反应。
而去保护方法则是指在有机合成反应中，将保护基去除的方法。
本文将介绍一些常见的保护基以及它们的去保护方法。
一、醇保护基1.脂肪醇保护基：脂肪醇是有机合成中常用的保护基。
常见的脂肪醇保护基有烷基、苄基、戊二烯基等。
去保护方法可以是加热反应物或者在酸性条件下加入还原剂。
2.酯保护基：酯保护基通常用于保护羟基。
去保护方法可通过加入酸性条件或加热反应物来去除。
二、羧酸保护基1.酯保护基：酯保护基用于保护羧酸官能团，常用的酯保护基有甲基、乙基、苄基等。
去保护方法可通过加入碱性条件或加热反应物来去除。
2.酰氯保护基：酰氯保护基也是常见的羧酸保护基。
去保护方法可以是加入水或碱来水解酰氯基团。
三、氮保护基1.苄基保护基：苄基保护基通常用于保护胺官能团。
去保护方法通常是加入酸性条件或氧化剂，使其发生脱保护反应。
2.甲基保护基：甲基保护基也是常见的氮保护基。
去保护方法可以是加入酸性条件或还原剂。
四、硫保护基1.烷基硫基保护基：烷基硫基保护基通常用于保护硫氧化物。
去保护方法可以通过加入酸性条件或氧化剂。
2.苄基硫基保护基：苄基硫基保护基也是常见的硫保护基。
去保护方法通常是加入酸性条件或还原剂。
五、氧保护基1.苄基保护基：苄基保护基常用于保护醛官能团。
去保护方法可以通过加入酸性条件或还原剂。
2.乙酸保护基：乙酸保护基也是常见的氧保护基。
去保护方法可以通过加入碱性条件或加热反应物。
在有机合成中，保护基和去保护方法的选择是非常关键的。
不同的有机合成反应需要使用不同的保护基，而去保护方法则取决于保护基的性质和条件。
在合成中选择合适的保护基和去保护方法，对反应物的稳定性、产率和纯度有着重要的影响。
第一讲-官能团的保护与去保护讲诉
实例:
去保护方法： Ts非常稳定，它经得起一般酸解(TFA和HCl等）、皂化、催 化氢解等多种条件。 1)常用Na/NH3(液)和 Li/NH3(液)处理脱去，注：Na/NH3(液) 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； 2)HBr/苯酚和Mg/MeOH 也是比较好的去保护方法; 3)有时HF/MeCN回流也能脱去Ts基。
引入: (1)碱性条件(有机碱如三乙胺或无机碱如 NaOH， NaHCO3等) 下在二氧六环和水的混合溶剂中与Boc2O反应得到 Boc保护的胺。优点：副产物无干扰,并容易除去。有时对一 些亲核性较强的胺，一般可在甲醇中和Boc酸酐直接反应即可， 无须其他的碱，其处理也方便;
(2)对水较为敏感的氨基衍生物，采用Boc2O/TEA/MeOH or DMF 在40-50℃下进行较好。有空间位阻的氨基酸而言， 用Boc2O/Me4NOH.5H2O/CH3CN是十分有利的。
稳定性：与Cbz相比，对氢解、碱及亲核试剂更稳定。
引入实例:
去保护方法： Boc比Cbz对酸敏感，酸解产物为异丁烯和CO2。
(1) 一般采用酸脱除的方法： TFA，50% TFA （液相肽的合成）或1-2M HCl/有 机溶剂(固相肽合成); 注：慎用HCl/MeOH的情况：脱除分子中有叔丁酯基(可根据不同的酸性选择性脱 Boc)或分子中有游离羧基(其可将羧酸变为甲酯)。
去保护实例:
1.1.4 甲(或乙)氧羰基的引入与去除
特点：甲（或乙）氧羰基同前面提到的各种烷氧羰基不同， 它对一般的酸、碱和氢解等都很稳定，在它的存在下， Cbz、Boc和苄基等可选择性去保护。
第三节官能团的保护
一个合适的保护基应具备下列要求： 1。引入时反应简单、产率高、无 毒（低毒） 2。能经受必要的和尽可能多的试 剂作用。 3。除去时反应简单、产率高，其 它官能团应不受影响。 4。对不同的官能团能选择性保护
R CH CH2OH NH2 KMNO4 H2SO4 R CH COOH NH2
螯合与质子化类似，过渡金属，例如 铜有d空轨道和氮孤对电子形成螯合物 最后用H2S处理除去。 3－2－2酰化 将氨基酰化成酰胺然后再水解。
NH2 O ＋ CH3C Cl OH O NH C CH3
O RN C C O
OH
需要保护的官能团 有：
O C
OH
COOH
NH2
C H
C C
本节主要介绍羟基、羰基、氨基的保护
3－1 羟基的保护（醇、二醇、酚的羟基） 醇的活性较大，与金属反应放出氢气，容 易被氧化、取代、烷化、酰化，叔醇易脱 水，所以保护醇羟基很重要。保护醇羟基 时，可以制成醚、酯、缩醛、缩酮等。 醚在酸性中不稳定，在碱性中稳定；缩 醛、缩酮也是在酸性水溶液中不稳定， 而在碱性中稳定；而酯在碱中不稳定， 在酸中稳定。
H2O H
脱落
3－2 氨基的保护 氨基不稳定，较易氧化、酰化、烃化等 反应，因此在一些合成反应中，常常需 要将氨基加以保护。
3－2－1质子化及螯合 从理论上讲，氨基最简单的保护法是使氨 基完全质子化，即占据氮上的未共用电子 对以阻止亲核反应的发生。但是实际上能 在使氨基完全质子化所需的酸性条件下可 以进行的合成反应是很少的。因此，这种 方法仅用于防止氨基的氧化。
现代有机合成中的保护基
第 三 章
有 机 合 成 中 的 保 护 基
21
特 殊 的， 它 的 除 去 是 用 肼 在 甲 醇 或 乙 醇 中 进 行， 不 是 一 个 严 格 的 水 解 反 应。 它 的 机 理 大 致 是 肼 对 酰 胺 的 加 成 - 消 除， 最 后 的 净 结 果 是 置 换 出 游 离 的 氨 基。
第 三 章
有 机 合 成 中 的 保 护 基
20
围 绕 这 些 要 求 人 们 在 经 过 了 几 十 年 的 努 力 之 后， 今 天 仍 不 时 有 对 新 的 保 护 基 团 的 研 究 工 作 报 道， 为 有 机 合 成 提 供 更 加 巧 妙 的 手 段1, 2。 相 信 今 后 对 这 一 领 域 的 研 究 还 会 有 更 大 的 发 展。
3.2
保护基团的互不相干性原则
对 于 一 个 结 构 复 杂 的 分 子 的 合 成， 合 成 设 计 者 必 须 考 虑 许 多 问 题， 如 片 断 的 合 成、 片 断 的 连 接、 立 体 化 学、 官 能 团 的 相 互 转 换， 还 有 就 是 保 护 基 问 题。 合 成 中， 上 保 护 基 的 问 题 往 往 是 容 易 解 决 的， 而 去 保 护 基 步 骤 常 是 整 个 合 成 的 压 轴 戏， 许 多 的 合 成 工 作 因 此 而 失 败。 当 合 成 过 程 中 存 在 多 种 保 护 基 的 选 择 性 脱 除 时， 预 先 作 一 周 密 的 考 虑 是 必 需 的， 最 理 想 的 情 形 就 是 我 们 认 为 的 保 护 基 团 能 符 合 互 不 相 干 性 原 则， 即 其 中 一 个 保 护 基 的 脱 除 不 影 响 另 外 的 保 护 基。 虽 然 实 际 的 情 况 很 少 百 分 之 百 符 合， 但 这 种 观 念 在 考 虑 问 题 时 是 十 分 重 要 的。 下 面， 我 们 分 十 二 种 情 况 加 以 讨 论。
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碳酸酯类
Boc
36
Cbz
37
二、酚羟基的保护
• 酚羟基易氧化 • 酚羟基（pKa = 10）的酸性强于烷基醇（pKa = 15） • 酚醚、酚酯 • 比烷基醚、烷基醇酯易水解
38
1. 酚醚类保护法
• 甲基酚醚
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脱保护：质子酸、Lewis酸
40
• 苄基酚醚
41
42
• MOM醚
43
11
三乙基硅氧醚（TES-OR）
形成保护
• TES-Cl、TES-OTf
12
脱除保护
• 对Swern、Dess-Martin、DDQ氧化，格氏试剂稳定 • 2%HF-MeCN、H2O-HOAc-THF (3:5:11)、10%Pd-C
13
叔丁基二甲基硅氧醚（TBDMS-OR）
14
15
叔丁基二苯基硅氧醚（TBDPS-OR）
2. 硅烷醚保护法
• 保护和去保护的方法与醇相似。 • 酸性条件下，烷氧基硅烷醚先被水解。 • 碱性条件下，酚羟基硅烷醚先被水解。
44
45
3. 酚酯的保护法
46
碳酸酯
47
磺酸酯
48
4. 邻二酚的保护
• 二醚、二酯、环缩醛、环酯
49
50
三、二醇的保护
• 1,2-二醇、1,3-二醇、邻苯二酚 • 糖类、核苷、核酸、生物碱 • 缩醛保护法（最早为丙酮保护糖） • 二齿硅烷类保护基
保护基
4
常用的保护基团
➢ 硅烷类
• TMS、TES、TBDMS、TBDPS，DIPS、DPS、TIPDS • 保护羟基、羧基、氨基（不常用） • F-脱保护
➢ 缩醛类
• 保护羟基、羰基
➢ 酯类
• 保护羟基、羧基的常用方法
➢ 酰胺类
• 保护氨基
5
常用的脱保护基方法
➢ 酸脱除保护
质子酸、Lewis酸
• 以强碱如NaH、有空间位阻的弱碱性胺如iPr2NEt为催化剂
28
甲氧基甲基醚（MOM）
29
30
四氢吡喃（THP-OR）
• 酸催化：p-TsOH、CSA、甲基苯磺酸吡啶盐、三甲基碘化 硅、三氟化硼、三氯氧磷等
• 在水解酯的碱性条件下稳定
31
32
4. 酯类保护法
• 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)
16
脱除TBDMS的质子酸和碱都可以脱除TBDPS，但反 应时间较长。
17
2. 烷基醚保护法
• 甲醚、苄醚、三苯甲基醚、叔丁基醚 • 甲氧基甲醚(MOM)、苄氧基甲醚(BOM) • 甲硫基甲醚(MTM) • 四氢呋喃醚(THP)
18
甲基醚（MeOR）
• 甲基化试剂：MeI、Me2SO4、MeOTf、CH2N2 • 强碱：MeI/KOH、NaOH、NaH， Me2SO4/KOH、NaOH • 对强碱、亲核试剂、有机金属试剂、氧化剂、氢化物还原剂、催化清华
• 把目标分子切割为若干合成片断及其连接策略 • 手性中心的选择合成策略 • 官能团保护策略
3
选择保护基的基本原则
• 保护基容易得到、价格便宜 • 保护和脱保护的反应条件温和，操作方便，不会引
起其他反应，且产物易于分离纯化 • 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 • 核磁波谱简单，不产生新的手性中心 • 综合考虑官能团被保护后的反应条件，选择适当的
等稳定 • 常用BCl3或BBr3/CH2Cl2，TMSI/CHCl3、CH2Cl2或MeCN脱除 • 也可以BF3/RSH， AlBr3或AlCl3/EtSH等试剂脱除
19
形成保护
20
脱除保护
21
苄基醚（BnOR）
22
23
对甲氧苄基醚（PMB-OR）
3,4-二甲氧苄基（DMB）与PMB类似
各种官能团保护基(全)
参考书目
• 《保护基化学》，武钦佩、李善茂编著，化学工业 出版社，2007
• 《有机合成中的保护基》，原著Greene T. W., Wuts P. G. M.;华东理工出版社，2004
• 《有机合成中的保护基》，格林著;范如霖译， 上 海科学技术文献出版社，1985
2
复杂分子的合成策略
24
25
三苯甲基醚（Tr-OR）
• 三苯甲基（Tr）、对甲氧基三苯甲基（MMT）、二甲氧基三苯甲基 （DMT）
• 保护糖、核苷、核酸等伯羟基
26
27
3. 烷氧基甲基醚保护法
• 甲氧基甲基醚（MOM）、2-甲氧基乙氧基甲基醚（MEM）、 苄氧基甲基醚（BOM）、对甲氧基苄氧基甲基醚（PMBOM）
➢ 碱脱除保护
酯类水解
➢ 氢化脱除保护
苄基保护基，Pd-C
➢ 氧化脱除保护
• DDQ、CAN、I2
➢ 还原脱保护
6
保护基的组合使用原则
• 酸、碱和氢解脱除的保护基组合使用 • 硅烷保护基与其它保护基组合使用
7
一、羟基的保护
• 最常见，亲核性较高，易氧化 • 在较温和条件下，易发生多种官能团转化 • 研究最多，保护方法最多（150多种）
• 碳酸酯：叔丁氧基甲酸酯(Boc)、苄氧基甲酸酯(Cbz)、9-芴 甲氧基甲酸酯(Fmoc)
33
乙酸酯
34
氯乙酸酯
• 氯原子具有较高的电负性 • 在碱性条件下比乙酸酯易水解 • 乙酰基保护基团的水解活性：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。
9
三甲基硅氧醚（TMS-OR）
形成保护
• TMS-Cl、TMS-OTf、HMDS[(Me3Si)2NH] • 胺催化：吡啶、三乙胺、二异丙基乙基胺、咪唑、DBU • 常用溶剂：THF、DCM、MeCN、DMF、Py • 遇水不稳定，暂时性保护基
10
脱除保护
• 水、饱和NaHCO3溶液、 K2CO3的甲醇溶液 • HOAc、酸性树脂 • FeCl3 、BF3.Et 2O • DDQ • 位阻越大，水解速度越慢；带吸电子基团，水解加快
8
1. 硅烷醚类保护法
• 酸性条件下的稳定性： TMS<TES<TBDMS<TIPS<TBDPS 1 64 20000 700000 5000000
• 碱性条件下的稳定性： TMS<TES<TBDMS=TBDPS<TIPS 1 10~100 20000 100000
• 反应活性：ROH>ArOH>COOH>NH>CONH>SH>CH • 不同位置上相同保护基的稳定性: 1o <2o <3o • Si-O键能：112kcal/mol, Si-F键能：142kcal/mol