有机合成化学3-基团的保护与基团的反应性转换

HH OH OH
OH OH
CO Me Me CO Me OBn CO OBn OBn 2 2 2 OBn OBn OBn Pd-C,EtOH EtOH Pd-C, Pd-C, EtOH O O O H H H OH OH OH rt,2 2hr hr rt, rt, 2 hr 72% 72% 72%
保护: 三苯基氯甲烷(TrCl)/吡啶(Py)/4-二甲胺基吡啶（DMAP）
脱保护： HCOOH-H2O、 HCOOH-tBuOH、0.1 M HCl/MeCN 等， 也 可 用 Na/NH3(l) 还 原 方 法
OO HN HN OO N N HOH HOH 2C 2CO O TrCl/Py TrCl/Py OO HN HN OO N N TrOH TrOH 2C 2C OO
CCOOH HOCH C CCOOH HOCH C CCOOH HOCH C CCOOH HOCH 2 2 2 2C
②
3
2) 缩醛和缩酮类衍生物 缩醛酮——二醇的保护 特点： 在中性、碱性介质中较稳定。 对铬酸酐/吡啶等氧化剂、氢化铝锂等还原剂及催化氢化均稳定。 广泛用于甾类、甘油酯、糖类中1,2-及1,3-二羟基的保护。 保护：用丙酮(1,2-二醇)、环己酮、苯甲醛(1,3-二醇)或其烯醇醚（2甲氧基丙烯）等在酸（HCl、p-CH3C6H4SO3H、无水ZnCl2）催化下 进行。
保护基的基本条件 1. 2. 3. 4. 5.
6.
引入保护基的试剂稳定、来源经济且毒性较小 引入的保护基不带有或不引入手性中心 保护基在设定的整个反应条件下是稳定的 保护基的引入或脱除，条件温和，收率近定量 脱出保护后，保护基部分与产物容易分离
有时还可以将保护基转换为其他官能团。
呼之即来，挥之即去。 切莫请神容易，送神难。
需要保护的基团有-OH, C=O, -COOH, -NH2, C=C, 活性C-H等。
3.1.1 羟基(—OH)的保护
1. 醇羟基的保护
醇羟基的保护可将其转化为醚、混合缩醛酮或酯类；前者对氧化 剂或还原剂都有相当的稳定性。 1) 醚类衍生物 (ROR’) a. 甲醚（ROCH3） 保护: NaH/MeI or (Me)2SO4 、 Ag2O/MeI、CH2N2/硅胶 /HBF4 优点：保护基易引入，对酸、碱、氧化剂或还原剂均很稳定。 缺点：难于脱去保护基
MeOOC HO
COOMe OH
MeO
OMe MeOOC O
COOMe O
HOH2C LiAlH4 O
CH2OH O
TsOH
OCH3 OH OH TsOH O O
脱保护：稀酸（质 子 酸 和 Lewis 酸）水解，rt; 或加热；苄叉 基可用氢解的方法除去
2 CH 2OH CH CH OH 2OH CH OH 2OH CH 2 2 CH-OH CH-OH CH-OH CH-OH CH-OH CH-OH CH 2OH CH 2OH CH CH OH 2OH 2 CH 2OH CH OH
10%Pd-C Pd-C 10% 10% Pd-C O O O o o o H H H 25 C, C,3 3hr, hr,78% 78% 25 25 C, 3 hr, 78% OH OH OH
c. 三苯甲基醚（ROCPh3）
特点： 对碱及其他亲核试剂稳定。 多羟基化合物中选择性的保护伯醇羟基
反应选择性
区域选择性（regioselectivity）
立体选择性（stereoselectivity）
化学选择性（chemoselectivity）：不是用保护或活化策略， 反应试剂对于不同官能团或处于不同环境的相同官能团进 行选择性反应 。
区域选择性（regioselectivity）：讨论同一官能团不同部 位的反应。指当反应的取向有可能产生几个异构体时， 只生成或主要生成一个产物的反应。 立体选择性（stereoselectivity） ：是指同一反应物在特 定反应中，可能产生几种立体异构体，其中一个立体异 构体占优势。 立体专一性反应：是指立体化学上有差别的反应物，给 出立体化学上相关的有差别的产物，即一种异构体只能 给出相应的立体产物。
e. 四氢吡喃醚(ROTHP) 优点：对碱、格氏试剂、氢化铝锂、烃化剂和酰化剂均稳定。 缺点： 增加一个不对称碳，使得NMR谱的解析较复杂。 保护: 二氢吡喃/H+ 酸性催化剂CSA 、 POCl3 、PTSA 、TMSI 、PPTS等 脱保护： HOAc-THF-H2O (4:2:1)/45oC、 PTSA或PPTS/MeOH 、 酸 性 离 子 交 换 树 脂/MeOH等酸性条件
CO Me CO Me CO Me 2 2 2 O OBn O O OBn OBn O O O H H H OH OH OH
O O 18%HCOOH HCOOH O 18% 18% HCOOH inMeOH MeOH in in MeOH
CO Me CO Me CO Me 2 2 2 HO HO HO
脱保护: 浓HI 、 BF3 or BBr3/CH2Cl2、 Me3SiI/CHCl3
R CH3 O R CH3 R CH 3 O O (CH3)3Si I (CH3 Si II (CH ))3 Si 3 3
OO
H2 O CH3I + ROSi(CH3)3 H2 O ROH + (CH3)3SiOH H O 2 + (CH CH I + ROSi(CH ) ROH+ (CH3 SiOH CH3 I + ROSi(CH3 3 )3 ROH ))3 SiOH 3 3 3 3
Ba(OH) Me Ba(OH) , Me 2, 2 2SO 4, 4, 2SO rt, 18h rt, 18h 88% 88% H3 CO H 3CO
OO
HO HO COOMe COOMe
COOMe COOMe
OH OH OH OH
S S
S S O O
O HO H
CH2N2, Et2O, CH2 N2, Etgel 2O, Silica Silica gel H3CO 83% H3CO 83%
3.1 基团的保护
X
RCOCH2CH2OH + R'MgX R''X
R'H + RCOCH2CH2OMgX
H2O
R'H + RCOCH2CH2OMgX
RR'C-CH2CH2OH
RCOCH H2O 2CH2OH
RCOCH2CH2
RCOCH + + R'MgX 2CH2OH RCOCH R'MgX 2CH2OHNa
Jones ）及还原剂（LiAlH4 ）都非常稳定
多羟基存在时可选择性保护 广泛用于糖及核苷酸中醇羟基的保护
BrBr
Br Br
BnBr, NaH, DMF BnBr, NaH, DMF
o -70-40 o C -70-40 C 97% 97%
——优先保护伯醇
HH OH OH
OCHPh 2Ph OCH 2
O H O // / H O H
THPO CH C CH THPO C CH THPO CH CH 2 2 2C CH
C H5 MgBr C H MgBr C 2 5 2 2H 5MgBr THFБайду номын сангаасTHF THF
THPO CH C CMgBr THPO C THPO CH CH CMgBr 2 2 2C CMgBr
O OH CO2Me COOBut O O O H OTBS excess Me3Si-Im 100oC, 90 min. 100% O O O H OTBS O OTMS CO2Me COOBut
优点：对催化氢化、氧化、还原反应稳定 缺点：对酸碱敏感，只能在中性条件下使用，且价格昂贵，多用于 实验室合成
OAc OAc OAc OAc
DHP(1.5 (1.5eq) eq) DHP PPTS(0.1 (0.1eq) eq) PPTS CH rt,100% 100% CH 2Cl 2,rt, 2Cl 2, O O
OO
OH OH
O O
O O
HC CCH OH HC OH HCCCH CCH 2 2 2OH CO CO ① 22 ① 2 ① CO ① 2 H O H O H O 3 ② 3 ② 3O ② H
OR' OR' OR OR
OR' OR' OR OR
CH2OH O TrCl/Py OH 1h OMe HO OH
CH2OTr O OH OMe HO OH
d. 三甲基硅醚（ROSiMe3） 保护: 三甲基氯化硅(TMSCl)和碱(吡 啶、 三 乙 胺、iPr2NEt、 咪 唑
或DBU )。
脱保护：HF / CH3CN 、 TBFA/THF（ 因Si-F的键结力甚强，大于SiO的键能）等
第三章 基团的保护与 基团的反应性转换
基团的保护与基团的反应性转换是指在一化合物分 子中为使其特定基团或位置发生预期反应，其它基团或 位置进行暂时性保护或暂时性极性改变的过程，待反应 完成生成新化合物所采取的一种策略。 反应的选择性（selectivity）是指一个反应可能在底物 的不同部位和方向进行，从而形成几种产物时的选择 程度。 化学选择性（chemoselectivity）
S
S
S
S
OCH H OCH3 3
O H
O
O
O
b. 苄醚（ROBn） 保护: BnBr/NaH/cat. Bu4NI 、BnBr/Ag2O/DMF 脱保护：10% Pd-C氢解、钠/液氨（不影响双键）
特点： 对于多数弱酸、碱、氧化剂（PCC、PDC、Dess-Martin periodinate,