保护基在有机物合成中的应用
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
有机合成中氨基的保护及其应用
有机合成中氨基的保护及其应用高莎(阿坝师范高等专科学校，四川汶川 623000)摘要：氨基是一个活性大、易被氧化的基团,在有机合成中需要用易于脱去的基团进行保护。
综述了常用的氨基保护方法和保护基,并列举了大量实例说明其在有机合成中的应用。
关键：有机合成、氨基、氨基保护胺类化合物对氧化和取代都比较敏感，为了使分子其他部位进行反应时氨基保持不变，因此我们经常需要易于脱去的基团对氨基进行保护。
比如说，在肽和蛋白质的合成中经常使用氨基甲酸酰法保护氨基，但是在生物碱及核苷酸的合成中用酰胺法保护含氮碱基[1,2]。
化学家们在肽的合成领域内，对已知保护氨基的相对优劣进行了比较并在继续寻找更有效的新保护基。
除了肽的合成外，这些保护基在其他方面也有很多重要应用。
下面我们就来介绍保护氨基的一些方法和基团。
1 形成酰胺法将胺变成取代酰胺是一个简便而应用非常广泛的氨基保护法。
单酰基往往足以保护一级胺的氨基,使其在氧化、烷基化等反应中保持不变,但更完全的保护则是与二元酸形成的环状双酰化衍生物。
常用的简单酰胺类化合物其稳定性大小顺序为甲酰基<乙酰基< 苯甲酰基。
酰胺易于从胺和酰氯或酸酐制备,并且比较稳定,传统上是通过在强酸性或碱性溶液中加热来实现保护基的脱除。
由于若干基质,包括肽类、核苷酸和氨基糖,对这类脱除条件不稳定,故又研究出了一些其他脱除方法,其中有甲酰衍生物的还原法。
此外，在核苷酸合成的氨基是分别由对甲氧苯酰基、苯酰基和异丁酰予以保护的，这些保护基是通过氨解脱除的。
为了保护氨基,已经制备了很多N2酰基衍生物,上述的简单酰胺最常用,卤代乙酰基衍生物也常用。
这些化合物对于温和的酸水解反应的活性随取代程度的增加而增加:乙酰基< 氯代乙酰基< 二氯乙酰基< 三氯乙酰基< 三氟乙酰基[2]。
此外,在核苷酸合成的磷酸化反应中,胞嘧啶、腺嘌呤和鸟嘌呤中的氨基是分别由对甲氧苯酰基、苯酰基和异丁酰或22甲基丁酰基予以保护的,这些保护基是通过氨解脱除的[3]。
三苯甲基类保护基在有机合成中的应用进展
2017年01月三苯甲基类保护基在有机合成中的应用进展郑思敏梁昊李晓东陈先红陶娟娟(浙江新和成股份有限公司,浙江绍兴312500)摘要：分析三苯甲基在羟基保护中的应用以及4-甲氧基三苯甲基和4,4’-二甲氧基三苯甲基在官能团保护中的应用状况。
关键词：三苯甲基类保护基；有机合成1三苯甲基在羟基保护中的应用以(R)-1,2-丙二醇为原料，经伯醇的三苯甲基保护、仲醇的异戊基化和脱三苯甲基反应合成了(R)-2-异戊氧基丙醇。
其中伯醇与TrCl 在Et 3N/CH 2Cl 2中反应，收率86.7%。
脱三苯甲基在CF3COOH/Et3SiH/CH 2Cl 2中进行，收率87.0%。
以D-甘露醇为原料，经四步反应制得3-苄基-(S)-甘油，再经伯醇的三苯甲基保护、仲醇的酯化等反应得到3-苄基-2-(8-叔丁基二苯基硅氧辛酰基)-1-三苯甲基-(S)-甘油。
其中三苯甲基保护以TrCl 为烷基化剂，在DMAP/Py 中进行，收率97%。
(R)-缩水甘油先与TrCl 在DMAP/Et 3N/CH 2Cl 2得到三苯甲基(R)-缩水甘油醚，收率71%。
再经与胞嘧啶的缩合开环、氨基保护、仲醇与对甲苯磺酰氧甲基磷酸二乙酯的缩合、同时脱三苯甲基和氨基保护基及磷酸酯水解得到广谱抗病毒药西多福韦，其中脱三苯甲基和氨基保护基在80%HOAc 中进行，从氨基保护计三步总收率61%。
以L-苹果酸为原料，经甲酯化、硼烷选择性还原、伯醇的三苯甲基保护、克莱森酯缩合、立体选择性还原、缩酮保护、脱三苯甲基等合成了降脂药匹伐他汀钙中间体(3R,5S)-3,5-二羟基-6-氧代-3,5-O-亚异丙基己酸叔丁酯。
其中(3S)-3,4-二羟基丁酸甲酯与TrCl 的缩合在Py/CH 2Cl 2中进行，以L-(-)-苹果酸甲酯计收率为72%。
脱三苯甲基以10%Pd/C 催化加氢，在MeOH/EtOAc 中进行，收率89%。
以1,3-丁二醇为原料，经硫酸催化双分子缩合、伯醇的三苯甲基保护、分离提纯、脱三苯甲基分别得到了3-(3-羟基-1-甲基丙氧基)-1-丁醇和3-(3-羟基丁氧基)-1-丁醇。
有机合成中的保护基
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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.
保护基及其在有机合成中的应用 ppt课件
5.四氢吡喃醚(THP醚)
在合成胆甾-5-烯-23-炔-3,25-二醇时，采用THP醚 分别保护甾体醇和炔醇的羟基，然后进行缩合反应， 最后去除两个THP醚保护基则得到目标二醇。
2.三乙基硅醚(TES醚)
三乙基硅醚比三甲基硅醚稳定。常用三乙基氯硅烷-吡啶制 备。去保护用乙酸-THF-H2O或氟化物。
3.1.1.2 硅烷基醚
酸性水解反应： tBuPh2SiOR>iPr3SiOR>tBuMe2SiOR>Et3SiOR>Me3SiOR 碱性水解反应： iPr3SiOR>tBuPh2SiOR~tBuMe2SiOR>Et3SiOR>Me3SiOR
1.三甲基硅醚(TMS醚)
三甲基硅醚是常见的硅醚保护基，但极不稳定，遇水分解， 制备时要严格无水操作，常用于羟基的暂时性保护。
在tBuOK-DMSO或(Ph3P)3RhCl作用下Allyl 醚异构化的容易次序如下：
tBuOK-DMSO：CH3CH=C(CH3)—>CH2=CHCH2— >CH2=C(CH3)CH2— (Ph3P)3RhCl：CH2=CHCH2—> CH2=C(CH3)CH2—>CH3CH=C(CH3)—
5.四氢吡喃醚(THP醚)
3.甲氧基甲醚(MOM醚)
例2 欲去除此复杂分子中的保护基MOM醚，曾用多
种方法都没成功，后来发现，采用浓盐酸-异丙醇可 有效去除MOM键。
浓
有机合成中氨基的保护及其应用
有机合成中氨基的保护及其应用高莎(阿坝师范高等专科学校，四川汶川623000)摘要：氨基是一个活性大、易被氧化的基团，在有机合成中需要用易于脱去的基团进行保护。
综述了常用的氨基保护方法和保护基，并列举了大量实例说明其在有机合成中的应用。
关键：有机合成、氨基、氨基保护胺类化合物对氧化和取代都比较敏感，为了使分子其他部位进行反应时氨基保持不变，因此我们经常需要易于脱去的基团对氨基进行保护。
比如说，在肽和蛋白质的合成中经常使用氨基甲酸酰法保护氨基，但是在生物碱及核苷酸的合成中用酰胺法保护含氮碱基［1,2］。
化学家们在肽的合成领域内，对已知保护氨基的相对优劣进行了比较并在继续寻找更有效的新保护基。
除了肽的合成外，这些保护基在其他方面也有很多重要应用。
下面我们就来介绍保护氨基的一些方法和基团。
1形成酰胺法将胺变成取代酰胺是一个简便而应用非常广泛的氨基保护法。
单酰基往往足以保护一级胺的氨基，使其在氧化、烷基化等反应中保持不变，但更完全的保护则是与二元酸形成的环状双酰化衍生物。
常用的简单酰胺类化合物其稳定性大小顺序为甲酰基<乙酰基< 苯甲酰基。
酰胺易于从胺和酰氯或酸酐制备，并且比较稳定，传统上是通过在强酸性或碱性溶液中加热来实现保护基的脱除。
由于若干基质，包括肽类、核苷酸和氨基糖，对这类脱除条件不稳定，故又研究出了一些其他脱除方法，其中有甲酰衍生物的还原法。
此外，在核苷酸合成的氨基是分别由对甲氧苯酰基、苯酰基和异丁酰予以保护的，这些保护基是通过氨解脱除的。
为了保护氨基，已经制备了很多N2酰基衍生物，上述的简单酰胺最常用，卤代乙酰基衍生物也常用。
这些化合物对于温和的酸水解反应的活性随取代程度的增加而增加：乙酰基< 氯代乙酰基< 二氯乙酰基< 三氯乙酰基< 三氟乙酰基［2］。
此外，在核苷酸合成的磷酸化反应中，胞嘧啶、腺嘌呤和鸟嘌呤中的氨基是分别由对甲氧苯酰基、苯酰基和异丁酰或22甲基丁酰基予以保护的，这些保护基是通过氨解脱除的［3］。
三苯甲基类保护基在有机合成中的应用进展
施小新等[11]报道 β-胸苷与 TrCl 在 DMF/Py 中反应保护伯羟基，收率 93%。在 2’,3’碳间引入烯键后，
OMe
MeO
MeO
Tr
MMT
DMT
Figure 1. Structures of Tr, MMT, and DMT as protecting groups 图 1. 保护基 Tr、MMT 和 DMT 的结构
马宇平等[16]以 β-D-甲基吡喃葡萄糖苷为原料，经三苯甲基保护、异丁酰化、脱三苯甲基、乙酰化 及糖苷键水解合成了 6-O-乙酰基-2,3,4-三-O-异丁酰基-β-D-吡喃葡萄糖。其中 β-D-甲基吡喃葡萄糖苷与 TrCl 在 Py 中反应，收率 65%。脱三苯甲基在 90% HOAc 中进行，与异丁酰化的两步总收率 58%。
最常用的三种三苯甲基类保护基团为三苯甲基(Tr)、对甲氧基三苯甲基(MMT)和二甲氧基三苯甲基 (DMT)，图 1。它们常被用于保护伯羟基，尤其对于多羟基化合物，在伯仲羟基之间选择性地保护伯羟基 非常有效。在核苷和核酸合成包括固相合成过程中，Tr 或 DMT 常被用来选择性地保护 5’-羟基。它在碱 性条件下非常稳定，弱酸性下很容易脱去。羟基与三苯基氯甲烷(TrCl)或二甲氧基三苯基氯甲烷(DMTCl) 在室温下即可反应生成相应的醚，条件非常温和。
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。
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KOH,H2O PbO2
CHO
CHO
OCH3 OCH3
2020/12/13
OH OH
酚的酰化 形成磺酸和羧酸酯都可以保护酚
CO2H
OH+ ClCOOCH3
HO
OH
OH
CO2H
HO
OCOOCH3
OH
CH2N2 OH-
CO2H
H3CO
OCOOCH
3
OCH3
2020/12/13
CO2H
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
CO CH 3
(CH 3CO )2OCO CH 3
Cl2
CH 2CH 2CH 2O H
CH 2CH 2CH 2O CO CH 3
S
N CH 3
H 2N CSN H 2
H S
CH 2CH 2O CO CH 3
CH2O
HC OH CH CH2O
环酯类
CH2OH HO CH O
OH
OH + COCl2
OH
O=C O CH2
O CH O
OH
O
O C=O
O=C O CH2
H+
O CH O
OH
OH
OH
2020/12/13
第四节 酚与邻苯二酚的保护 酚的烷基化
CH=CHCH3
2CH2N2
OH OH
CH=CHCH3
-C2H5OH,NaOH
N C2H5S N
H
NHCOOC2H5 O
2020/12/13
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
H3C NCH2
180~190℃
ON O H
2020/12/13
CH2NH2
2020/12/13
OH-
H3CO
OH
OCH3
第五节 羧基的保护3
还原
2020/12/13
O
O
COOCH3
1. H2O H+
2. -CO2
第六节 羰基的保护 缩醛和缩酮化
NC
HO CH2
H+
O+
O
CN
HO CH2
O
H+
O
催化剂 O
H2O
CH2NH2
O
H+
S
CO CH 3 CH ClCH 2CH 2O CO CH 3
2020/12/13
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
2020/12/13
CH2O
CH HC O
CH2OH
例如：
HO(CH2)5COOH
(CH3)3SiCl (C2H5)3N
(CH3)3SiO(CH2)5COOH SOCl2 (CH3)3SiO(CH2)5COCl
(CH3)2Cd (CH3)3SiO(CH2)5COCH3
NaBH4
(CH3)3SiO(CH2)5CHCH3 OH
2020/12/13
H+ CH3OH HO(CH2)5CHCH3
H2,Pd/C
HN ON
H
NHCH3 O
第二节 醇的保护
一、醚化反应
醚化是保护醇的羟基最常用的方法
OH OH
CH2Br Ag2O/DMF
H+
OH
H2
OC
O
[O]
H2
OC
Pd/C,H2
O OH
2020/12/13
三甲基硅醚类
吡 啶
R O H + ( C H 3 ) 3 S i C l
R O S i ( C H 3 ) 3 + H C l
第十章 保护基在有机物合成中的应用
2020/12/13
形成氨基甲酸酯型衍生物
胺和氯代甲酸酯或重氮甲酸酯反应生成氨基甲酸酯也 可以保护氨基。
H2NCH2COOC2H5 ClCOOC2H5 C2H5OCONHCH2COOC2H5
碱 甲酸
C2H5OCONHCCOOC2H5 CHONa
NH C2H5SC NH2