各种官能团保护基(全)
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。
官能团集锦
官能团集锦氨基氨基是有机化学中的基本碱基，所有含有氨基的有机物都有一定碱的特性，由一个氮原子和两个氢原子组成，化学式-NH2。
如氨基酸就含有氨基，有一定碱的特性。
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。
简单说几种：1、酰化保护，即用酸酐保护 2、用苄基保护 3、手性化合物常用CBZ, BOC,FMOC等保护氨基酸基本形式：（—H2N）硫醚一类具有通式R-S-R的化合物。
由硫化钾(或钠)与卤代烃或硫酸酯反应而得。
硫醚不溶于水，有刺激性气味，常为液体。
易氧化生成亚砜或砜，与卤代烃作用生成锍盐(硫翁盐)。
分子中硫原子影响下，α-碳原子可形成碳正、负离子或碳自由基，从而进行多种化学反应。
硫醚多为有机合成原料。
亚硝基亚硝酸分子中去掉羟基后，剩下的一价原子团，结构式为：O＝N—。
亚硝基与烃基相连的化合物称为亚硝基化合物(R—N＝O)。
硝基-NO2又称硝酰基。
硝酸分子中去掉一个羟基后，剩下的基团。
硝基与其他基团（主要是烃基）相连的化合物称为硝基化合物。
硝基化合物（尤其是芳香族硝基化合物）具有毒性，分子中引入多个硝基后不仅毒性增加，而且氧化性也增强，且大多成为具有爆炸性的物质。
它使硝基化合物的官能团，在硝酸酯里也含有硝基。
硝基是又发色团，能加深色原体的颜色；有些药物中引入硝基以增强抗菌性；往有机分子(也有少数无机分子)中引入硝基的反应称为硝化反应(nitration)。
羟基又氢氧基。
是由一个氧原子和一个氢原子连组成的一价原子团，化学式OH-。
在无机物中在无机物中，通常含有羟基的为含氧酸或其的酸式盐。
含羟基的物质溶解于水会电离出氢离子，因此含羟基的物质水溶液多成偏酸性。
有机物中在有机化学的系统命名中，在简单烃基后跟着羟基的称作醇，而糖类多为多羟基醛或酮。
羟基直接连在芳烃环上的称作酚。
具体命名见OH原子团的命名。
OH原子团的命名此原子团在有机化合物中称为羟基，是醇（ROH）、酚（ArOH）等分子中的官能团；在无机化合物水溶液中以带负电荷的离子形式存在（OH-1），称为氢氧根。
有机合成-5官能团的保护
CH2OH CHOCO(CH2)14CH3 CH2OH OCH3 HO HO O O OH OCH3 89% TsOH O O 少量 HCl 蒸镏
CH2OH CHOH CH2OOC(CH2)14CH3
1) mCPBA, 99% 2) (CH3)2CuLi, 乙醚, 94% HO O O
２、形成碳酸环酯
HOH2C
O
O O P OLi OLi OH
HO
二、羰基的保护
CH3OH, H+ R2C O 2 mol/L, H2SO4 O HN H C2H5 O p-TsOH, PhH HOCH2CH2OH 85% O O HS(CH2)3SH, BF3(C2H5)2O R2C O CH3I, H2O, CH3OH R2C S S HN H C2H5 O 1) LiAlH4, THF 2) NaOH aq 3) 1 mol/L HCl O HN H C2H5 R2C OCH3 OCH3
AcO
OAc O Ar, reflux Ph condition
O
H H OAc taxinine (1)
O
AcO
OAc +
AcO
OAc
AcO +
OAc
O H
H OAc
OH HO
N H
H OAc 29-a
OH
N HO
H
H OAc
OH
taxinineA (29)
29-b
Table 2: Selective Hydrolysis of Cinnamoyl Group at C-5 of taxinine (1) yields (%) entry Reagents (equiv) conditions 29 NH2OH. HCl (12) NaOAc (12) H2O 1,4-dioxane NH2OH. HCl (15) NaOAc (15) MeOH 1,4-dioxane NH2OH. HCl (15) NaOAc (10) H2O 1,4-dioxane NH2OH. HCl (10) NaOAc (15) H2O 1,4-dioxane NH2OH. HCl (5) NaOAc (10) EtOH, H2O 1,4-dioxane 70-75 oC, 64 h 29-a 29-b 1
官能团集锦
官能团集锦氨基氨基是有机化学中的基本碱基，所有含有氨基的有机物都有一定碱的特性，由一个氮原子和两个氢原子组成，化学式-NH2。
如氨基酸就含有氨基，有一定碱的特性。
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。
简单说几种：1、酰化保护，即用酸酐保护2、用苄基保护3、手性化合物常用CB Z,BOC,FMOC等保护氨基酸基本形式：（—H2N）硫醚一类具有通式R-S-R的化合物。
由硫化钾(或钠)与卤代烃或硫酸酯反应而得。
硫醚不溶于水，有刺激性气味，常为液体。
易氧化生成亚砜或砜，与卤代烃作用生成锍盐(硫翁盐)。
分子中硫原子影响下，α-碳原子可形成碳正、负离子或碳自由基，从而进行多种化学反应。
硫醚多为有机合成原料。
亚硝基亚硝酸分子中去掉羟基后，剩下的一价原子团，结构式为：O＝N—。
亚硝基与烃基相连的化合物称为亚硝基化合物(R—N＝O)。
硝基-NO2又称硝酰基。
硝酸分子中去掉一个羟基后，剩下的基团。
硝基与其他基团（主要是烃基）相连的化合物称为硝基化合物。
硝基化合物（尤其是芳香族硝基化合物）具有毒性，分子中引入多个硝基后不仅毒性增加，而且氧化性也增强，且大多成为具有爆炸性的物质。
它使硝基化合物的官能团，在硝酸酯里也含有硝基。
硝基是又发色团，能加深色原体的颜色；有些药物中引入硝基以增强抗菌性；往有机分子(也有少数无机分子)中引入硝基的反应称为硝化反应(nitration)。
羟基又氢氧基。
是由一个氧原子和一个氢原子连组成的一价原子团，化学式OH-。
在无机物中在无机物中，通常含有羟基的为含氧酸或其的酸式盐。
含羟基的物质溶解于水会电离出氢离子，因此含羟基的物质水溶液多成偏酸性。
有机物中在有机化学的系统命名中，在简单烃基后跟着羟基的称作醇，而糖类多为多羟基醛或酮。
羟基直接连在芳烃环上的称作酚。
具体命名见OH原子团的命名。
OH原子团的命名此原子团在有机化合物中称为羟基，是醇（ROH）、酚（ArOH）等分子中的官能团；在无机化合物水溶液中以带负电荷的离子形式存在（OH-1），称为氢氧根。
高中化学有机合成中的官能团保护
高中化学有机合成中的官能团保护在有机合成中，某些不希望起反应的官能团，在反应试剂或反应条件的影响下而产生副反应，这样就不能达到预计的合成目标，因此，必须采取措施保护某些官能团，待完成反应后再除去保护基，使其复原。
1、保护措施必须符合如下要求①只对要保护的基团发生反应，而对其它基团不反应；②反应较易进行，精制容易；③保护基易脱除，在除去保护基时，不影响其它基团。
2、常见的基团保护措施①羟基的保护在进行氧化或某些在碱性条件下进行的反应,往往要对羟基进行保护。
a.防止羟基受碱的影响，可用成醚反应。
b.防止羟基氧化可用酯化反应。
②对羧基的保护羧基在高温或碱性条件下，有时也需要保护。
对羧基的保护最常用的是酯化反应。
③对不饱和碳碳键的保护碳碳双键易被氧化，对它们的保护主要用加成反应使之达到饱和。
；④对羰基的保护（以信息题出现）羰基，特别是醛基，在进行氧化反应或遇碱时，往往要进行保护。
对羰基的保护一般采用生成缩醛或缩酮的反应。
（缩醛或缩酮）（缩酮）生成的缩醛或缩酮水解又变成原来的醛或酮。
3、题例解析例1、已知下列信息：①烯键在一定条件下氧化可生成二元醇：②醛能发生如下反应生成缩醛：缩醛比较稳定，与稀碱和氧化剂均难起反应，但在稀酸中温热，会水解为原来的醛。
现有如下合成路线：试回答下列问题：(1)写出A、B的结构简式：________、________。
(2)写出反应Ⅲ的化学方程式：________。
解析：由题给信息知，欲使CH2=CH—CHO变为CH2OH—CHOH—CHO，需将C=C双键氧化，而—CHO对氧化剂敏感，故应先进行保护，待C=C双键氧化完毕，再将醛基还原出来，故合成路线为：答案：(1)A：CH2=CH=CH(OC2H5)2 B：CH2OH—CHOH—CH(OC2H5)(2)CH2OH—CHOH—CH(OC2H5) CH2OH—CHOH—CHO＋2C2H5OH例2、已知胺(R—NH2)具有下列性质：(Ⅰ)R—NH2＋(CH3CO)2O R—NHCOCH3＋CH3COOH(Ⅱ)R—NHCOCH3＋H2O R—NH2＋CH3COOH硝基苯胺是重要的化工原料，其合成路线如下：(1)a、c、e分别为________。
[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
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。
官能团的保护
§官能团的保护1.易于被保护基团反应,且除被保护基团外不影响其他基团.2.保护基团必须经受得起在保护阶段的各种反应条件.3.保护基团易于除去.化学合成中常用的保护基碳氢键的保护羟基的保护氨基的保护羰基的保护羧基的保护1. 碳氢键的保护乙炔及末端炔烃中的炔氢较活泼,它可以与活泼金属`强碱`强氧化剂及有机金属化合物反应.常用的炔氢保护基为三甲硅基.将炔烃转变为格氏试剂后同三甲基氯硅烷作用.即可引入三甲硅基.该保护基对于金属有机试剂`氧化剂很稳定.可在使用这类试剂的场合保护炔基.2.羟基的保护醚类缩醛和缩酮类酯类羟基是一个活性基团,它能够分解格氏试剂和其他有机金属化合物,本身易被氧化,叔醇还容易脱水,并可以发生烃基化和酰基化反应.所以在进行某些反应时,若要保留烃基,就必须将它保护起来.醇羟基常用的保护方法有3类:2.1 转变成醚甲醚用生成甲醚的方法保护羟基是一个经典方法.通常使用硫酸二甲酯,在氢氧化钠或氢氧化钡存在下,在DMF或DMSO溶剂中反应得到.优点:该保护基很容易引入,且对酸,碱,氧化剂和还原剂都很稳定.缺点:难于脱保护,用氢卤酸回流脱保护基条件比较剧烈,常使分子遭到破坏,只有当分子中其他部位没有敏感基团时才适用.2.1 转变成醚叔丁醚将醇的二氯甲烷溶液或悬浮液在硫酸复合物存在下,在室温与过量的异丁烯作用,可得到叔丁醚.优点:对碱及催化氢化是稳定的.缺点:对酸敏感,其稳定性低于甲醚.由于脱保护基所用的酸性条件剧烈,当分子中存在对酸敏感的基团时不适用2.1 转变成醚三甲硅醚三甲硅醚广泛用于保护糖类,甾类及其他醇羟基.通常引入三甲基硅基保护基所用的试剂有三甲基氯化硅和碱;六甲基二硅氨烷.在含水醇溶液中加热回流即可除去保护基.优点:醇的三甲硅醚对催化氢化,氧化还原反应是稳定的,该保护基可在非常温和的条件下引入和去除.缺点:对酸和碱敏感,只能在中性条件下使用.2.2 转变成缩醛或缩酮2,3-二氢-4H-吡喃在酸的催化作用下,与醇类起加成反应,生成四氢吡喃醚衍生物.这是最常用的醇羟基的保护方法之一.此保护基广泛用于炔醇,甾类及核苷酸的合成中.2.3 转变成酯醇与酰卤,酸酐作用生成羧酸酯;与氯甲酸作用生成碳酸酯.所生成的酯在中性和酸性条件下比较稳定,因此可在硝化`氧化和形成酰氯时用成酯的方法保护羟基.保护基团可通过碱性水解除去,或在锌-铜的乙酸溶液中除去.3.氨基的保护伯胺和仲胺很容易被氧化,且易发生烃基化,酰基化以及与醛酮羰基的亲核加成反应.在合成中常采用:(1)氨基质子化(2)变为酰基衍生物(3)变为烃基衍生物等方法将氨基保护起来3.1 质子化此方法仅用于防止氨基的氧化,因为理论上说采用氨基质子化,即占据氮尚未共用电子对,以阻止取代反应的放生.这是对氨基保护最简单的法.3.2 转变为酰基衍生物将氨基酰化转变成酰胺是保护氨常用的方法.通常伯胺酰基化已足以保护基,防止其被氧化和烃化反应的发生.常用的酰基化试剂为酰卤和酸酐.保护基可在酸性和碱性条件下水解出去.3.2 转变为酰基衍生物邻苯二甲酸酐与伯胺所生成的邻苯二甲酰亚胺非常稳定,不受催化氢化碱性还原,醇解以及氯化氢,溴化氢,乙酸溶液的影响,也适用于保护伯胺.在酸性或碱性条件下水解或用肼解法脱去保护.3.3 转变为烃基衍生物用烃基保护氨基主要用三苯甲基或苯甲基.三苯甲基衍生物可用胺与溴或氯代三苯甲烷在碱存在下制备.三苯甲基由于空间位阻效应对氨基起到很好的保护作用,它对碱是稳定的.苯甲基衍生物用胺和氯化苯甲基在碱存下制得.4.羰基的保护羰基具有许多反应性能,是有机化学中最易发生反应的活性官能团之一.保护羰基常用的方法:生成缩醛和缩酮来降低羰基活性而保护羰基.4.羰基的保护保护醛酮羰基最常用的方法是通过乙二醇和2-疏基乙醇的反应,生成相应的叫做环缩醛或缩酮的产物.5.羧基的保护羰基通常用形成酯的方法保护.常见的有转变为甲酯,乙酯,叔丁酯,苯甲酯.甲酯和乙酯可以用羧酸直接与甲醇或乙醇发生酯化反应制得,又可以被碱水解.5.羧基的保护叔丁酯可由羧酸先变为酰氯,再与叔丁醇作用,或者通过羧酸与异丁烯直接作用而得.它不能氢解,在通常条件下也不被氨解及碱催化水解.5.羧基的保护苯甲酯可由羧酸与苯甲基卤在碱性条件下反应而得.它除了可在强酸性或碱性条件下水解,还可以被氢解.。
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。
高中化学有机合成中的官能团保护
在有机合成中，某些不希望起反应的官能团，在反应试剂或反应条件的影响下而产生副反应，这样就不能达到预计的合成目标，因此，必须采取措施保护某些官能团，待完成反应后再除去保护基，使其复原。
1、保护措施必须符合如下要求①只对要保护的基团发生反应，而对其它基团不反应；②反应较易进行，精制容易；③保护基易脱除，在除去保护基时，不影响其它基团。
2、常见的基团保护措施①羟基的保护在进行氧化或某些在碱性条件下进行的反应,往往要对羟基进行保护。
a.防止羟基受碱的影响，可用成醚反应。
b.防止羟基氧化可用酯化反应。
②对羧基的保护羧基在高温或碱性条件下，有时也需要保护。
对羧基的保护最常用的是酯化反应。
③对不饱和碳碳键的保护碳碳双键易被氧化，对它们的保护主要用加成反应使之达到饱和。
；④对羰基的保护（以信息题出现）羰基，特别是醛基，在进行氧化反应或遇碱时，往往要进行保护。
对羰基的保护一般采用生成缩醛或缩酮的反应。
（缩醛或缩酮）（缩酮）生成的缩醛或缩酮水解又变成原来的醛或酮。
3、题例解析例1、已知下列信息：①烯键在一定条件下氧化可生成二元醇：②醛能发生如下反应生成缩醛：缩醛比较稳定，与稀碱和氧化剂均难起反应，但在稀酸中温热，会水解为原来的醛。
现有如下合成路线：试回答下列问题：(1)写出A、B的结构简式：________、________。
(2)写出反应Ⅲ的化学方程式：________。
解析：由题给信息知，欲使CH2=CH—CHO变为CH2OH—CHOH—CHO，需将C=C双键氧化，而—CHO 对氧化剂敏感，故应先进行保护，待C=C双键氧化完毕，再将醛基还原出来，故合成路线为：答案：(1)A：CH2=CH=CH(OC2H5)2 B：CH2OH—CHOH—CH(OC2H5)(2)CH2OH—CHOH—CH(OC2H5) CH2OH—CHOH—CHO＋2C2H5OH例2、已知胺(R—NH2)具有下列性质：(Ⅰ)R—NH2＋(CH3CO)2O R—NHCOCH3＋CH3COOH(Ⅱ)R—NHCOCH3＋H2O R—NH2＋CH3COOH硝基苯胺是重要的化工原料，其合成路线如下：(1)a、c、e分别为________。
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。
有机化学基础知识点整理有机合成中的保护基与去保护反应
有机化学基础知识点整理有机合成中的保护基与去保护反应有机合成是有机化学领域中的关键研究方向之一，常常涉及到保护基的使用和去保护反应的操作。
保护基起到保护特定官能团的作用，从而在合成过程中防止其受到不必要的干扰。
而去保护反应则是为了去除保护基，使官能团重新暴露出来，以便进行后续的反应。
本文将对有机合成中常见的保护基与去保护反应进行整理与总结。
一、保护基的类型和应用1.1 醚保护基醚保护基常用于保护醇官能团。
常见的醚保护基有甲基、乙基、苄基等。
以甲基醚为例，常用的保护剂有甲基三氯硅烷（Me3SiCl，DMS）、甲基叔丁基醚（MTBE）等。
在需要保护醇官能团的反应中，首先将醇与保护剂反应生成相应的醚保护基，待需要时再进行去保护反应，将醚保护基去除，恢复醇官能团。
1.2 酯保护基酯保护基可用于保护羧酸官能团。
常用的保护剂有二甲基二氯硅烷（Me2Cl2Si，DMC）、二甲基二氧硅烷（Me2OSi，DMSO）等。
与醇保护基类似，酯保护基的引入与去除也需要经历两个步骤。
1.3 醚酯保护基醚酯保护基常用于保护酮或醛官能团。
例如，苯甲醚（Bn2O）常用于保护酮官能团，乙基醚（Et2O）常用于保护羰基官能团。
这些保护基在有机合成中起到保护敏感官能团的作用，可保证反应的可控性与高选择性。
二、去保护反应的常见方法2.1 氢化还原氢化还原是常用的去保护反应方法之一。
在适当的反应条件下，醚、酯或酮官能团可以被选择性地还原为醇或羰基。
常用的还原剂有氢气（H2）、钠（Na）、铝（Al）等。
2.2 氢氧化物去保护氢氧化物去保护是去除酯保护基的常用方法。
通常在强碱性条件下，用氢氧化钠（NaOH）、氢氧化钾（KOH）、氢氧化铜（CuOH）等与酯进行反应，从而生成相应的酸。
2.3 酸催化去保护酸催化去保护是去除醚保护基的有效方法。
在适当的酸催化条件下，醚保护基可以被去除而不破坏其他敏感官能团。
常用的酸催化剂有硫酸（H2SO4）、金属氯化物等。
精细有机合成技术：官能团的保护
（2）苄醚法
苄醚在碱性条件下是稳定的，反应完成后可在Pd-C催化剂上低压加氢 氢解还原。
如用硫酸二甲酯与醇反应生成甲醚来保护羟基，则还原时需用强酸氢碘酸。
（3）四氢吡喃醚法
• 醇的四氢吡喃醚能耐强碱、格氏试剂、烷基锂、氢化镁铝、烷基化和酰基 化试剂等。因此，此法应用十分广泛。醇与二氢吡喃在酸存在下反应即可 引入四氢吡喃基，反应完成后在温和的酸性条件下水解，去除保护基。
（1）对不同的官能团能选择性保护； （2）引入、除去保护基的反应简单，产率高，而且其他官能团不受影响； （3）可经受必要的和尽可能多的试剂的作用，所形成的衍生物在反应条件 下是稳定的。 • 一个合适的保护基对于合成的成败至关重要。不同的化合物，其保护的理
由不同，保护的方法也不相同。一般常用的官能团保护的反应归纳如下。
1．羟基的保护
醇容易被氧化、酸化和卤化，仲醇和叔醇还容易脱水。因此，在欲 保留羟基的一些反应中，需要将醇类转变成醚类、缩醛或缩酮类以及酯 类等保护起来。将醇羟基转变成醚类的主要形式有甲醚、叔丁醚、苄醚 和三苯基甲醚等。
（1）酯化法
由于酯在中性和酸性条件下比较稳定，因此可用生成酯的方法保护羟基。 常用的保护基是乙酰基。反应后，保护基可用碱性水解的方法除去。
缩醛或缩酮对酸敏感，甚至很弱的草酸或酸性离子交换树脂都能有效 地脱去保护基，过程为：
4．羧基的保护
羧基由羰基和羟基复合而成。由于复合后羟基与羰基组成p-π共轭，从 而使羰基的活性降低，羟基的活性升高，因此羧基的保护实际上是羟基的 保护，通常用形成酯的形式来保护羧基，如甲酯或乙酯，不过除去甲酯或 乙酯需要较强的酸或碱。为此，可采用叔丁酯（可用弱酸除去）、苄酯 （可用氢解还原除去）等形式，这些酯可由相应羧酸的酰氯与醇来制得。 一般流程为：
保护基系列汇总
保护基系列汇总旧文重发，温故知新有机合成中，如果分子中有几个部位或官能团可能发生反应，而我们又只希望在某一部位或官能团上发生反应，比较直接的办法是采用选择性的反应条件和试剂。
但是在复杂分子的合成中，许多情况下会找不到这样的直接条件，或选择性不好，于是必须采用另外的办法，将不希望发生反应的部位保护起来成为衍生物形式，待达到目的之后再恢复原来的官能团，这样的办法称为 "保护基团”(Protecting Groups) 法。
本号已发布过一些有关保护基的文章，虽不全面，但做一汇总，用于继续完善，点击蓝色标题可以查看详细内容，本篇文章可以在下拉菜单“常见反应类型汇总”中查看。
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一、羟基保护酰基类对硝基苯甲酸酯保护羟基乙酰基保护酚羟基酰基保护羟基常用试剂----1-(叔丁氧基碳酰)咪唑醚类苄醚保护羟基苄醚保护羟基脱保护之氢化还原法苄醚保护羟基脱保护之Lewis酸法苄醚保护羟基脱保护之氧化法苄醚保护羟基脱保护之单电子转移还原法羟基苄醚保护及脱除对甲氧基苄基醚保护羟基对甲氧基苄基保护基p-Methoxybenzyl (PMB) Protective Group苄基保护基 Benzyl（Bn）Protective Group甲基醚的脱甲基反应汇总Jung–Olah–Voronkov醚裂解反应烯丙基保护羟基三苯甲基醚（Tr-OR）保护羟基MOM（甲氧基甲基醚）保护羟基常用试剂----(氯甲基)甲基醚【MOMCl】常用试剂----MEMCl缩醛类缩醛保护基 Acetal Protective GroupMOM（甲氧基甲基醚）保护羟基常用试剂----(氯甲基)甲基醚【MOMCl】THP (2-四氢吡喃)保护羟基常用试剂----MEMCl硅醚类羟基的保护TBDPS保护羟基常用试剂----叔丁基二甲基氯硅烷羟基硅醚保护及脱除氟离子对Si-O键和Si-C键的断裂醇的硅醚保护反应【醇的保护】硅醚衍生物二醇保护【醇的保护】环碳酸酯 (cyclic carbonates)1,2-1,3-二元醇的保护 Protection of 1,2-1,3-diol二醇的保护基二、羧基保护烯丙酯保护羧基烯丙酯保护羧基之去保护三苯甲基酯保护羧基二苯甲酯保护羧基通过叔丁酯保护羧基TBS保护羧基羧酸的保护 Protection of Carboxylic Acid 炔丙酯保护羧基Meerwein盐常用试剂----三乙基氧四氟化硼三、氨基保护苄氧羰基(Cbz)保护氨基N-苄氧羰基（Cbz）的去保护常用试剂----CbzCl烯丙氧羰基(Alloc)保护氨基三氟乙酰基保护氨基对甲氧基苄基（PMB）保护氨基2,4-二甲氧基苄基保护胺基邻苯二甲酰基（Pht）保护胺基邻苯二甲酰基保护氨基的脱保护硝基苯磺酰基保护胺基三苯甲基保护氨基叔丁氧羰基保护氨基N-叔丁氧羰基的去保护笏甲氧羰基保护氨基常用试剂----Fmoc-Cl苄基保护胺基苄基保护胺基的脱保护对甲苯磺酰基（T os）氨基保护氨基甲酸酯的保护团(Carbamate Protection)乙酰胺保护胺基SEM保护胺基Clauson-Kaas吡咯合成反应（此反应可以作为保护氨基的方法）常用试剂----苄基(氯甲基)醚四、醛酮保护（4R,5R）二苯基-1,3二氧环戊环保护醛酮醛酮的保护（一）醛酮的保护（二）羰基的保护（Protection of Carbonyl Group）常用试剂----丁酮乙二醇缩酮常用试剂----2,3-丁二醇下面几个保护羰基的内容转自公众号“LabNetwork”【羰基保护】羰基保护基的制备与脱除【羰基保护】环状缩醛(酮)法【羰基保护】硫代缩醛(酮)法【羰基保护】烯胺法【羰基保护】烯醇硅醚法其他酰基保护基（Acyl Protective Group）磺酰系保护基常用试剂----氨基磺酸常用试剂----五氟代苯酚用于保护磺酸。
第五篇_基团保护
+ ROSiMe3
H2O
ROH + Me3SiOH
I
一、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。叔丁基为一大的取 代基（bulky group），脱去时需用酸处理：
ROH + BF3 Et2O Cat 2 N HCl,MeOH, RO
3. 形成苄醚 ROCH2Ph： 制备时，使醇在强碱下与苄溴 (benzyl bromide)反应 ，通常以加氢反应或锂金属还原，使苄基脱除，并回复到 醇类。
ROH NaH,PhCH2Br Li,NH3 ROCH2Ph
CH2Br
R OH
NaOH
R OCH2
苄基醚
H3+O
R OH +
CH2OH
H2 Pd
OMe OMe
HO Me Me O O (i)mCPBA 99% (ii)Me2CuLi ether 94% Me Me O O Me trace HCl distil OH
Me O O Me Me
HO HO
Me
TsOH, 89%
二、二羟基的保护基团
CH2OH CHOH CH2OH PhCHO HCl (20%) O OH O H CH3COCH3 (80%) HCl O CH3 O CH3 CH2OH (1)CH3(CH2)14CO2H (43%) dry HCl (2)H2O CH2OH CHOH CH2OC(CH2)14CH3 O
CH3OH,H+ 2N H2SO4 OCH3 R2C OCH3
R2C=O
三、羰基的保护
将缩酮回复到酮类（即除去保护基团），可以在酸 性溶液中水解，或以丙酮进行置换，或以三甲碘硅烷作 用（软硬酸碱原理）。
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பைடு நூலகம்
叔丁基二甲基硅氧醚（TBDMS-OR）
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叔丁基二苯基硅氧醚（TBDPS-OR）
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脱除TBDMS的质子酸和碱都可以脱除TBDPS，但反 应时间较长。
有机合成中的常用保护基
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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
• 以强碱如NaH、有空间位阻的弱碱性胺如iPr2NEt为催化剂
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甲氧基甲基醚（MOM）
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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
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4. 酯类保护法
➢ 酯类
• 保护羟基、羧基的常用方法
➢ 酰胺类
• 保护氨基
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常用的脱保护基方法
➢ 酸脱除保护
质子酸、Lewis酸
➢ 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
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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
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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）
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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
3,4-二甲氧苄基（DMB）与PMB类似
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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
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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）
• 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)
• 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)
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乙酸酯
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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
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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
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三乙基硅氧醚（TES-OR）
形成保护
• TES-Cl、TES-OTf
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12
脱除保护
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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)
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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
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1. 酚醚类保护法
• 甲基酚醚
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脱保护：质子酸、Lewis酸
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• 苄基酚醚
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• MOM醚
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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。
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碳酸酯类
Boc
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Cbz
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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
• 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
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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
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
保护基
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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
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
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形成保护
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脱除保护
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苄基醚（BnOR）
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对甲氧苄基醚（PMB-OR）
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2
复杂分子的合成策略
• 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
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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