有机合成中的保护基
有机化学基础知识点有机合成中的保护基与去保护
有机化学基础知识点有机合成中的保护基与去保护有机合成是有机化学的一个重要分支，它通过一系列的化学反应将简单的有机物转化为目标化合物，是现代有机化学的基础和核心。
在有机合成中，保护基（Protecting Group）和去保护（Deprotection）是经常用到的策略。
保护基是一种暂时性的官能团，它可以在某个特定的反应条件下保护某些功能团，以避免其在反应过程中发生意外的反应或损失。
而去保护则是将保护基从目标分子中除去，使其恢复原有的官能团。
有机合成中常用的保护基包括醚、酯、酸、酮、酰胺等。
它们的选择要考虑到以下几个因素：保护基的选择应易于引入和去除，同时要有足够的稳定性，以确保在反应条件下不发生早期去保护或其他副反应。
此外，还需考虑到保护基的引入和去除条件是否与目标分子的其他功能团相容，避免对其他反应步骤产生干扰。
醚和酯是常用的保护基，它们在酸性条件下稳定，在碱性条件下则容易去除。
当需要保护醇或羟基时，可以选择使用醚保护基，如醚化反应，将目标分子中的醇转化为相应的醚化物。
待其他反应完成后，通过酸催化或氧化还原等条件，将醚保护基去除。
而当需要保护羧酸时，可以选择使用酯保护基，如酯化反应，将目标分子中的羧酸转化为酯化物。
在需要的时候，通过碱的催化作用，将酯保护基去除。
酸和酮也是常见的保护基，它们在碱性条件下稳定，在酸性条件下易于去除。
当需要保护胺基时，可以选择使用酸保护基，如酸化反应，将目标分子中的胺基转化为相应的酸化物。
待其他反应完成后，通过碱的催化作用，将酸保护基去除。
而当需要保护羰基时，可以选择使用酮保护基，如酮化反应，将目标分子中的羰基转化为相应的酮化物。
在需要的时候，通过酸的催化作用，将酮保护基去除。
此外，酰胺也是常用的保护基。
它在碱性条件下稳定，在酸性条件下易于去除。
当需要保护胺基时，可以选择使用酰胺保护基，如酰胺化反应，将目标分子中的胺基转化为相应的酰胺化物。
待其他反应完成后，通过酸的催化作用，将酰胺保护基去除。
保护基在有机物合成中的应用
第三节 1，2-二醇或1，3-二醇的保护
环缩醛或缩酮类 形成环缩醛或缩酮来保护1，2-二醇和1，3-二醇是较
普遍的方法。
CH2OH HC OH +
CH2OH
CHO
浓HCl
CH2O
CH HC O
CH2OH
CH2O
HC OH CH CH2O
环酯类
CH2OH HO CH O
OH
OH + COCl2
OH
碱 甲酸
C2H5OCONHCCOOC2H5 CHONa
NH C2H5SC NH2
-C2H5OH,NaOH
N C2H5S N
H
NHCOOC2H5 O
HBr CH3NO2
N
NH2
C2H5S N O H
烷基化反应
烷基化反应主要指生成苄基和三苯甲基胺的化合物 来保护氨基。
HN
Br
ON O H
CH2NHCH3 HN
保护的方法一般是引入一个能够改变原来基团电性或空间 效应的官能团（也称为保护基）形成衍生物，把不希望反应的 部分保护起来。
保护基的引入应该比较容易、收率高；与被保护基团形成 的衍生物在将进行的反应中比较稳定，而且可以在不损坏分子 其余部分的条件下容易除去。
第一节 胺的保护
酰化反应: 将胺转变为酰胺是一个简便而且应用广泛的保护一级和
OH
酯化
室温下将希望保护的化合物和乙酸酐与吡啶反应，或和 乙酸酐与乙酸钠在酸催化下反应均可以得到取代的乙酸酯
COCH3
(CH3CO)2O COCH3
Cl2
CH2CH2CH2OH
CH2CH2CH2OCOCH3
S H2NCSNH2
N HS
有机合成中的保护基和去保护反应
有机合成中的保护基和去保护反应有机化学中的保护基和去保护反应是合成有机化合物中非常重要的步骤之一。
保护基是指在有机分子中引入的一种临时性保护官能团，用以保护其他官能团不被化学反应所破坏。
去保护反应则是指在有机合成反应进行到一定程度后，选择性地去除保护基，使原始的官能团重新暴露出来。
在本文中，将详细讨论有机合成中的保护基和去保护反应的原理、常用保护基以及去保护反应的条件和方法。
一、保护基的原理和常用保护基保护基的引入可以有效地阻止某些化学反应的发生，从而保护其他官能团的完整性。
通常，保护基需要具备以下特点：1. 容易引入和去除；2. 在反应条件下稳定；3. 不干扰其他反应。
常用的保护基包括酯、醚、酮、醛、酰胺等。
酯和醚作为常见的保护基，广泛应用于有机合成中。
例如，酸性条件下，醇可以与酸反应生成酯，从而保护了醇的羟基。
二、去保护反应的条件和方法去保护反应的选择性很重要，需要保护基容易去除且不影响其他官能团的完整性。
常用的去保护反应方法主要包括但不限于以下几种。
1. 加氢还原法：在氢气的存在下，使用适当的催化剂催化，加氢还原保护基，恢复官能团的原貌。
例如，酯可以通过加氢还原去除醇的酯保护基。
2. 碱性水解法：在碱性条件下，加水使酯或酮脱去醇或酚的保护基。
碱性水解法是比较常用且方便的去保护方法之一。
3. 酸性水解法：在酸性条件下，加水使酯或酮脱去醇或酚的保护基。
与碱性水解法相比，酸性水解法具有更高的选择性，可以选择性地去除某一特定位置的保护基。
4. 热解法：将保护基暴露在高温下，使其发生热解反应，从而去除保护基。
热解法需要注意保护基的稳定性，在高温下不会引发其他反应。
除了上述方法，也可以利用其他特定的条件和方法进行去保护反应，如金属还原法、脱保护基化合物的环境条件等。
具体选择哪种方法要根据保护基的类型以及反应条件的要求来决定。
结论有机合成中的保护基和去保护反应在有机化学领域中扮演着至关重要的角色。
通过引入保护基，可以阻止某些化学反应的进行，从而保护其他官能团的完整性。
现代有机合成中的保护基
+
O X－
R O
O ＋ H
C
+
X－
但 是 各 种 保 护 基 的 典 型 的 脱 除 条 件 也 有 区 别。 三 苯 甲 基 醚 (Trityl) 在 弱 酸 性 条 件 下 可 以 除 去, 但 是 实 践 中 有 一 个 缺 点 是 往 往 反 应 不 干 净, 存 在 碳 正 离 子 的 副 反 应, 需 要 一 些 辅 助 试 剂, 如 还 原 剂 Et3SiH 等； 苄 基 酯 和 醚 的 酸 性 断 裂 需 要 HBr-HOAc； 叔 丁 基 醚、 酯 和 氨 基 甲 酸 酯 需 要 CF3COOH-CH2Cl2 体 系 等。 C-O 键 的 断 裂 也 并 不 一 定 要 经 过 碳 正 离 子 阶 段， 例 如 Lewis 酸 对 碳 氧 键 的 断 裂。 惰 性 的 甲 基 醚 用 TMSI10，BBr3 或 BF3-thiolane 可 以 较 好 地 去 保 护。 芳 香 体 系 中， 在 甲 基 醚 共 同 存 在 时， 异 丙 基 醚 可 以 用 BCl3 选 择 性 除 去11。
有 机 合 成 中 的 保 护 基
19
第 三 章
有 机 合 成 中 的 保 护 基
本 章 将 主 要 介 绍 官 能 团 的 保 护， 包 括 醇 羟 基、 二 醇、 醛、 酮、 羧 酸、 氨 基 和 碳 碳 不 饱 和 键 等 的 保 护 和 去 保 护。 对 某 些 情 况 下 多 官 能 团 的 选 择 性 上 保 护 和 去 保 护 在 这 里 也 将 作 一 些 简 要 介 绍。
H MeO 68% H H OTMS O O NaI, TMSCl MeCN, rt HO H OH O O
有机合成中的常用保护基
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
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
取代甲基酯 乙酯、乙基酯 烯丙基酯 硅烷酯类 酰胺 。。。
87
六、氨基的保护
含孤对电子
易取代反应和氧化反应 氨基甲酸酯（肽、蛋白质的合成）
酰胺（生物碱、核苷酸的合成）
磺酰胺 N-烷基 亚胺
88
1.酰胺类保护法
常用酰化试剂：酰氯、酸酐 稳定性好，较强的酸、碱溶液和加热水解 稳定性顺序：PhCONHR>CH3CONHR>HCONHR; CH3CONHR>ClCH2CONHR>Cl2CHCONHR>Cl3CCONHR>F3CCONHR
有机合成中的常用保护基
硅烷类
常用的保护基团
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
酸脱除保护
质子酸、Lewis酸
常用的脱保护基方法
碱脱除保护
酯类水解
氢化脱除保护
有取代基的环状缩醛水解速率小于没有取代基的相应的环状缩醛。
非环状缩醛比环状缩醛容易水解
66
0.003M HCl的二氧六环-水溶液中(7:3)，30oC下的相对水解速率：
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。
有机合成策略中的保护基的选择与应用
有机合成策略中的保护基的选择与应用在有机合成过程中，保护基（protecting group）起着至关重要的作用。
保护基是一种临时性的化学修饰，它主要用于保护分子中的特定官能团，并且在需要时进行选择性地去除。
保护基的选择和应用对于有机合成的高效进行至关重要。
本文将探讨有机合成策略中的保护基的选择与应用。
一、保护基的选择原则在有机合成中，选择适当的保护基对于反应的顺利进行至关重要。
保护基的选择原则如下：1. 保护羟基在有机合成中，羟基是最常见的官能团之一。
羟基保护通常采用醚或酯的形式，常见的保护基有甲基、苄基、丙烯基等。
选择适当的保护基应考虑到反应条件对保护基的稳定性，以及保护基的去除条件和效率。
2. 保护胺基保护胺基的常用方法包括丙酮酮肟、酰肼、伯胺、二烯胺等。
保护胺基的选择应考虑到反应条件对保护基的稳定性、去除条件和效率，以及对其他官能团的兼容性。
3. 保护羰基羰基是有机合成中常见的官能团之一，保护羰基的方法有很多，例如醛肟、醇肟、脲、噻唑酮等。
保护羰基的选择应考虑到反应条件、保护基的稳定性、去除条件和效率。
二、保护基的应用1. 羟基保护基的应用羟基保护基在有机合成中广泛应用，例如在糖化学、肽化学、天然产物合成中。
其中，糖苷化反应中，羟基保护基的选择和去除条件对于合成目标的选择性和产率至关重要。
2. 胺基保护基的应用胺基保护基的选择和应用对于肽段的合成、氨基酸的保护及其它生物活性分子的合成都具有重要意义。
在肽段合成中，保护阴离子胺基的选择和去除条件是合成步骤中至关重要的一环。
3. 羰基保护基的应用在羰基化合物的合成中，羰基保护基的选择和应用对于反应的选择性和产率起着至关重要的作用。
保护羰基通常应具备高的稳定性和可逆性，以确保反应的顺利进行。
总结：有机合成策略中保护基的选择与应用对于有机合成的成功至关重要。
正确选择保护基可以提高反应的选择性和产率。
保护基的选择应考虑到反应条件、保护基的稳定性、去除条件和效率等因素。
有机合成中的保护基pdf
有机合成中的保护基在有机合成中，保护基团的作用是暂时地、有选择性地保护一个或多个反应中心，使之不受反应试剂的影响。
这样，就可以在合成复杂有机分子时，对特定的反应中心进行精确的控制，从而得到所需的产物。
例如，在醇的反应中，常用的保护基团是甲醚和乙醚，它们可以保护醇的羟基免受酸或碱的影响。
而在胺的反应中，常用的保护基团是羧基酯类，如Boc（叔丁氧羰基）和Cbz（苄氧羰基），它们可以保护胺的氨基免受氧化或水解的影响。
保护基团在有机合成中起到了非常重要的作用，主要表现在以下几个方面：1.反应选择性的控制：通过引入保护基团，可以防止某些不希望的副反应发生，提高合成效率。
例如，在醇的氧化反应中，可以通过引入甲醚或乙醚基团来保护醇的羟基，避免氧化反应同时发生。
2.特定化学键的保护：某些化学键在反应条件下不稳定，容易发生反应。
通过引入保护基团，可以保护这些化学键，使其在合成过程中保持稳定。
例如，在氨基酸的合成中，可以通过引入Boc（叔丁氧羰基）基团来保护氨基，使其在酸性条件下保持稳定。
3.简化合成步骤：通过引入保护基团，可以将多步合成反应串联起来，从而简化了合成步骤，提高了合成效率。
例如，在糖类化合物的合成中，可以通过引入磷酸酯基团来保护糖的羟基和氨基，使糖的合成更为方便。
4.增强分子的稳定性：通过引入保护基团，可以提高分子结构的稳定性，从而提高了产物的质量。
例如，在某些天然产物的提取和分离中，可以通过引入乙醚基团来保护某些不稳定的官能团，从而提高其稳定性。
总之，保护基团在有机合成中具有重要的作用，可以控制反应选择性、保护特定化学键、简化合成步骤和提高分子稳定性等。
因此，在实际的有机合成中，选择合适的保护基团是非常重要的。
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2
选择保护基时要考虑：
1、保护基的供应来源，经济易得
2、必须能容易地进行保护，且保护效率要高
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，如引入新的手性中心 4、保护后的化合物要能承受得起以后进行的反应和后处理 过程
5、保护基团在高度专一的条件下能选择性、高效率地 被除去
6、去保护过程的副产物和产物能容易被分离
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3
一、酯类保护基
第一节 羟基的保护
酯类保护基的生成
酸酐/酰氯 溶剂：Py-CH2Cl2
HO
OH OH
PivCl (1eq) Py-CH2Cl2
0-25 0C
90 %
Cat： DMAP
OH HO
OO
Nicolaou， K. C.; Webber, S. E. Synthesis 1986, 717.
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4
酯类保护基的除去
一般情况下，酯类保护基在碱性条件下除去，但各种酰基 的水解能力不同：
t-BuCO < PhCO < MeCO < ClCH2CO…. 常用的碱：K2CO3， NH3， KCN，肼、胍、Et3N或 i-Pr2NEt
位阻较大的酯需要较强的碱性体系：KOH/MeOH
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Cleavage 1、KHCO3, H2O, MeOH, 20°C, 3 days 2、 Dil. NH3, pH 11.2, 20°C , 62% yield.
I. W. Hughes, F. Smith, and M. Webb, J. Chem. Soc., 3437 (1949).
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2、KCN, 95% EtOH, 20 0 C to reflux, 12 h, 93% yield.
3、Guanidine, EtOH, CH2Cl2, rt, 85-100% yield. 4、BF3*Et2O, wet CH3CN, 96% yield
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8
3、Chloroacetate Ester: ClCH2CO2R
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9
Cleavage
1、HSCH2CH2NH2 or H2NCH2CH2NH2 or o-phenylenediamine, Pyr, Et3N,1 h, rt. 2、Thiourea, NaHCO3, EtOH, 70 0C, 5 h, 70% yield. 3、H2O, Pyr, pH 6.7, 20 h, 100% yield. 4、NH2NHC(S)SH, lutidine, AcOH, 2-20 min, rt, 88-99% yield.
可编辑ppt
10
4、Trichloroacetate Ester: RO2CCCl3 Formation
1. Cl3CCOCl, Pyr, DMF, 20 0 C, 2 days, 60-90% yield.
Cleavage 1. NH3, EtOH, CHCl3, 200C, 6 h, 8 1% yield.
2 KOH, MeOH, 72% yield. A formate ester was not hydrolyzed under these conditions.
V. Schwarz, Collect. Czech. Chem. Commun., 27,2567 (1962).
S. Bailey, A. Teerawutgulrag, and E. J. Thomar (ROAc):
Formation
1、Ac2O, Pyr, 20°,12 h, 100% yield。 2、CH3COCl, 25’, 16 h, 67-79% yield. 3、 Ac2O or AcCl, Pyr, DMAP, 24-80°, l-40 h, 72-95% yield。
Cleavage
1 . K2CO3, MeOH, H2O, 20 0 C, 1 h, 100% yield。 When catalytic NaOMe is used as the base in methanol, the Method is referred to as the Zemplen de-O-acetylation.
4、
NaH, 93% yield. Primary alcohols
5、MeC(OMe)3, TsOH, 1.5 h, then H2O for 30 min
6、Ac2O, Sc(NTf2)3, CH3CN, 0 0C, 1 h, 99% yield. The method is a可ls编o辑gppot od for tertiary alcohols. 7
Soc., Chem. Commun., 1995可，编2辑5ppt19
第六章 有机合成中的保护基
可编辑ppt
1
保护基团（Protecting Groups）：
将不希望发生反应的部位保护起来成为衍生物形式，待达到 目的后再恢复到原来的官能团。
下列情况考虑应用保护基团：
保护一些基团后能控制反应的区域选择性
保护某些基团后能提高反应的立体选择性
保护某些基团后有利于多种产物的分离
Formation 1、(ClCH2CO)2O, Pyr, 00C”, 70-90% yield. 2、ClCH2COCl, Pyr, ether, 87% yield. 3、PPh3, DEAD, ClCH2CO2H, 73% yield. 4、Vinyl chloroacetate, Cp*2Sm(THF)2, toluene, rt, 99% yield. With SmI2 as catalyst, the yield is 79%.
5
1、Formate Ester: ROOCH
R O H+ H C O O H
O R O C H
Formation 1、85% HCOOH, 60°C, 1 h, 93% yield
primary alcohol of a pyranoside. 2、70% HCOOH, cat. HClO4, 50-550 C, good yields . 3、HCOOH, BF3*2MeOH, 90% yield.