常见的羟基的保护与脱保护方法
羟基的保护与去保护
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实施:
1. 保护:酰氯 or 酸酐/吡啶回流,有时也用到酰化催化剂DMAP、4-PPY 2. 去保护:碱性水解
方法2.1:硅醚保护
手段:TMS、TES、TIPS、TBDMS、TBDPS …
特性与优势:
1. 在游离伯胺或仲胺基的存在下,能够对羟基进行选择性保护
Deprotection: Hydrolysis was carried out under aprotic condition-anhydrous tetrabutylammonium fluoride
in THF solution.
方法2.1.2:TBDMS保护
1. TBS醚的生成和断裂的难易取决于空间因素,常用于对多官能团、位 阻不同的分子进行选择性保护。 (在伯、仲醇中,TBS 基相对来说较易 于与伯醇反应)
?
羟基的常见保护策略
转化为酯:糖、核苷、多酚
转化为醚
硅醚
三甲基硅醚 (TMS-OR) 叔丁基二甲基硅醚 (TBDMS-OR or TBS-OR) 叔丁基二苯基硅醚 (TBDPS-OR) …
烷氧基甲基醚或烷氧基取代甲基醚
烷基醚
苄醚 甲基醚 烯丙基醚、叔丁基醚 …
方法1:酰化为酯
手段:乙酰化(Ac)、苯甲酰化(Bz)、特戊酰化(Pv)…
方法2.2.1:THP
1. THP醚引入形成了一个非对映体,使NMR谱的表达有点困难。 2. 成本低,易于分离,对大多数非质子酸试剂有一定的稳定性,易于除去。 3. 引入THP常用三氟化硼醚化物(BF3.Et2O),对甲苯磺酸(TsOH),吡
啶对甲苯磺酸盐(PPTs)作催化剂。 4. 几乎任何酸性试剂或任何可以在原位产生酸的试剂都可被用来引入THP
氨基-羟基的保护与脱保护
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氨基-羟基脱保护的应用
在有机合成中,氨基和羟基的保护与脱保护是常见的操作。例如,在合成多肽、核酸等复杂有机分子 时,需要进行一系列的反应,而这些反应可能会涉及到氨基和羟基的参与或干扰。因此,需要进行适 当的保护和脱保护操作,以确保产物的纯度和收率。
在药物合成中,氨基和羟基的保护与脱保护也是常见的操作。例如,在合成某些药物时,需要将某些 官能团进行保护,以避免它们与反应试剂发生不必要的反应。在完成所需的反应后,需要将这些官能 团脱保护,以获得目标产物。
形成醚
形成硅醚
可以使用硅醚试剂如三甲基氯硅烷或 三乙基氯硅烷来保护氨基和羟基。硅 醚试剂可以在温和条件下与醇或酚反 应形成稳定的硅醚。
可以通过与卤代烃反应形成醚来保护 氨基和羟基。醚化反应通常在强酸或 强碱催化下进行。
氨基-羟基保护的应用
01
药物合成
在药物合成中,氨基和羟基的保护对于合成复杂化合物非常重要。通过
绿色化学
环保意识的提高使得绿色化学成为研究热点,氨基-羟基 的保护与脱保护反应也正向着绿色、环保的方向发展。
新技术的应用
随着新技术的不断发展,如计算机辅助设计、人工智能等, 氨基-羟基的保护与脱保护反应的研究和应用将更加广泛 和深入。
研究展望
新型保护基团的开发
01
目前使用的氨基-羟基保护基团种类有限,开发新型保护基团是
有机合成
在有机合成中,氨基-羟基的保护与脱保护有助于控制反应进程和 选择性,提高合成产物的纯度和收率。
生物活性分子合成
在生物活性分子合成中,保护与脱保护反应有助于保持分子的稳定性, 防止在合成过程中发生不希望的反应。
05
氨基-羟基保护与脱保护的发展趋势
和展望
发展趋势
羟基的保护与脱保护
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HO 1
OH
i-Pr2NEt/t-BDPSiCl/CH2Cl2 TBDPSO 2 OH . Chem, 1992, 57, 1722
10
三异丙基硅醚保护 ---(TIPS-OR)
酸性水解时,有较大体积的TIPS醚比叔丁基二甲基硅醚要 更稳定些。但稳定性比叔丁基二苯基硅基差。TIPS基碱性 水解时比TBDMS基或TBDPS基稳定。相对于仲羟基,TIPS基 对伯羟基有更好的选择性。
易保护,也容易去保护
随着硅原子上的取代基的不同,保护和去保护的反应活 性均有较大的变化。当分子中有多官能团时,空间效应 及电子效应是影响反应的主要因素。 任何羟基硅醚都可以通过四烷基氟化胺如TBAF脱除,其 主要原因是硅原子对氟原子的亲和性远远大于硅-氧之 间的亲和性。
在游离伯胺或仲胺基的存在下,能够对羟基进行保护
3.1 THP(2-四氢吡喃)保护羟基
THP醚引入到一个手性分子的结果是形成了一个非对映 体,因为在四氢吡喃环上新增了一个手性中心。(有时 它会使NMR谱的表达有点困难)。尽管如此, 它仍是有 机合成中一个非常有用的保护基团,它的成本低,易于 分离,对大多数非质子酸试剂有一定的稳定性,易于被 除去。通常,几乎任何酸性试剂或任何可以在原位产生 17 酸的试剂都可被用来引入THP基团。
羟基的保护与去保护
1
羟基的保护(前言)
羟基广泛存在于许多在生理上和合成上有意义的化合物中, 如核苷,碳水化合物、甾族化合物、大环内酯类化合物、聚 醚、某些氨基酸的侧链。另外,羟基也是有机合成中一个很 重要的官能基,其可转变为卤素、氨基、羰基、酸基等多种 官能团。在化合物的氧化、酰基化、用卤代磷或卤化氢的卤 化、脱水的反应或许多官能团的转化过程中,我们常常需要 将羟基保护起来。 在含有多官能团复杂分子的合成中,如 何选择性保护羟基和脱保护往往是许多新化合物开发时的关 键所在,如紫杉醇的全合成。羟基保护主要将其转变为相应 的醚或酯,以醚更为常见。一般用于羟基的保护醚主要有硅 醚、甲基醚、烯丙基醚、苄基醚、烷氧甲基醚、烷巯基甲基 醚、三甲基硅乙基甲基醚等等。羟基的酯保护一般用的不多 ,但在糖及核糖化学中较为多见。
羟基的保护与去保护
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羟基的保护与去保护羟基广泛存在于许多在生理上和合成上有意义的化合物中,如核苷,碳水化合物、甾族化合物、大环内酯类化合物、聚醚、某些氨基酸的侧链。
另外,羟基也是有机合成中一个很重要的官能基,其可转变为卤素、氨基、羰基、酸基等多种官能团。
在化合物的氧化、酰基化、用卤代磷或卤化氢的卤化、脱水的反应或许多官能团的转化过程中,我们常常需要将羟基保护起来。
在含有多官能团复杂分子的合成中,如何选择性保护羟基和脱保护往往是许多新化合物开发时的关键所在,如紫杉醇的全合成。
羟基保护主要将其转变为相应的醚或酯,以醚更为常见。
一般用于羟基的保护醚主要有硅醚、甲基醚、烯丙基醚、苄基醚、烷氧甲基醚、烷巯基甲基醚、三甲基硅乙基甲基醚等等。
羟基的酯保护一般用的不多,但在糖及核糖化学中较为多见。
有机合成以及全合成最常用策略就是官能团的保护去保护,这里我肤浅总结一下羟基的保护与去保护,希望大家补充与批评.羟基保护主要分为:硅醚保护,苄醚保护和烷氧基甲基醚或烷氧基甲基取代醚这三类.1.硅醚保护和脱保护:硅醚保护基:TMS, TES, TBS, TIPS, TBDPS特点: (1)易保护,易去保护均可以用Bu4NF脱除; (2)在游离的伯胺肿胺存在下可以选择性对羟基进行保护; (3)硅醚对酸碱都敏感,不同的硅醚对酸碱有相对的稳定性; (4) 空间效应和电子效应是羟基保护与脱保护的主要影响因素; (5)对于没有什么空间位组的伯醇和仲醇,一般不用TMS保护,因为TMS在弱酸条件下极易脱除(硅胶柱).硅醚的稳定性:在酸性条件下的稳定性:TMS(1)<TES(64)<TBS(20,000)<TIPS(700,000)<TBDPS(5000,000)碱性条件下的稳定性:TMS(1)<TES(10-100)<TBS~TBDPS(20,000)<TIPS(100,000)硅醚的脱保护:硅醚对酸碱不稳定可以选择性的酸碱脱保护,或者可以用Bu4NF脱除;由于电子效应影响,烷基硅醚在酸性条件下易去保护,酚基硅醚在碱性条件下易去保护.2.苄醚保护(苄基,对甲氧基苄基,三苯甲基)苄醚保护:烷基的羟基苄基保护一般需要用强碱(NaH),酚羟基的苄基保护一般用K2CO3/CH3CN ,DMF, 丙酮.反应溶剂活性一般情况DMF>CH3CN>丙酮,反应体系可以加NaI或者KI催化.苄基的脱除:一般情况用催化加氢的方法,也可以用Lewis酸脱出(TMSI), 催化加氢若分子中有非芳性的胺,会降低了催化剂的活性,阻碍了O-脱苄.在反应体系中加入Na2CO3可以防止苄基脱除,而可以使双键还原.苄醚氢解溶剂影响:THF>Hexanol>MeOH>Toluene(氢解反应速率大小顺序)PMB保护:PMB与苄基类似,均可以通过氢化的方法脱出,PMB还可以通过氧化的方法脱除(DDQ)3.烷氧基甲基醚或烷氧基甲基取代醚常用的有THP, MOM, EE, SEM等,其中THP, EE, MOM对酸不稳定,均可以用酸脱除,对酸的稳定性顺序:MOM>EE>THP, THP和EE的性质类似,用弱酸脱除,而MOM对弱酸稳定,一般用强酸来脱除,SEM一般酸性条件稳定(AcOH/H2O,THF, 45度, 7h 可以脱除THP, EE和TBS,而SEM 是稳定的).如有侵权请联系告知删除,感谢你们的配合!。
常见的羟基的保护与脱保护方法
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常见的羟基的保护与脱保护方法保护羟基:羟基在许多有机合成反应中往往需要保护,以防止它们在反应条件下发生不需要的副反应。
常见的羟基保护基包括醚、酯、酮、酚、酰胺、醛等。
以下是一些常用的羟基保护方法:1.醚保护:醚保护可以通过将羟基与醇反应得到,生成醚。
醚保护通常使用对应于醇的活化试剂进行,例如甲基化反应中使用碘甲烷或次氯酸盐。
醚保护可以在中性或碱性条件下进行,但不适合在酸性条件下进行。
2.酯保护:酯保护是通过将羟基与酸酐反应得到,生成酯。
常用的酸酐有酸氯和酸酐等。
酯保护通常在碱性条件下进行,并且在加热时通常反应速率更快。
3.酮保护:酮保护是通过将羟基与酮反应得到,生成酮。
酮保护也通常在碱性条件下进行,使用碱金属如钠作为催化剂。
4.酚保护:酚保护是通过将羟基与酸酐反应得到,生成酯。
酚保护与酯保护原理相同,但需要更强的碱性条件。
5.酰胺保护:酰胺保护是通过将羟基与酰胺反应得到,生成酮。
常用的酰胺有二甲基亚砜、二甲基甲酰胺等。
6.醛保护:醛保护是通过将羟基和醛反应得到,生成醇。
这种保护方法通常使用缩醛反应进行,输入多相催化剂。
脱保护羟基:羟基的脱保护常常需要特定的条件和试剂来进行,以下是一些常用的羟基脱保护方法:1.醚脱保护:醚脱保护通常使用酸性条件进行,例如使用浓硫酸或三氟化硼进行醚的酸性水解。
2.酯脱保护:酯脱保护可以通过酸催化的水解得到,常用的酸催化试剂包括浓硫酸,氢氯酸等。
3.酮脱保护:酮脱保护通常使用还原剂进行,最常用的是氢化钠或氢化钠铝合金。
4.酚脱保护:酚脱保护可以使用酸性条件下的水解反应,例如使用浓硫酸进行酚的酸性水解。
5.酰胺脱保护:酰胺脱保护可以通过酸或碱催化进行,例如使用浓碱水解。
6.醛脱保护:醛脱保护可以通过加热和蒸馏等方法进行,例如使用强酸、碱或硼氢化钠等试剂进行醛的脱保护。
总结:羟基的保护与脱保护方法在有机合成反应中扮演重要的角色,能够有效地保护或脱除羟基。
合理选择适当的保护基和脱保护试剂可以帮助实现合成目标化合物的高产率和高选择性。
常用羟基的保护方法
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羟基的保护保护醇类 ROH 的方法一般是制成醚类(ROR′) 或酯类(ROCOR′),前者对氧化剂或还原剂都有相当的稳定性。
1. 形成甲醚类 ROCH3可以用碱脱去醇ROH质子,再与合成子+CH3作用,如使用试剂NaH / Me2SO4。
也可先作成银盐 RO-Ag+ 并与碘甲烷反应,如使用 Ag2O / MeI;但对三级醇不宜使用这一方法。
醇类也可与重氮甲烷CH2N2,在Lewis酸(如BF3·Et2O)催化下形成甲醚.脱去甲基保护基,回复到醇类,通常使用Lewis酸,如BBr3及Me3SiI,也就是引用硬软酸碱原理(hard-soft acids and bases principle),使氧原子与硼或硅原子结合(较硬的共轭酸),而以溴离子或碘离子(较软的共轭碱)将甲基(较软的共轭酸)除去。
2. 形成叔丁基醚类 ROC(CH3)3醇与异丁烯在Lewis 酸催化下制备。
叔丁基为一巨大的取代基(bulky group),脱去时需用酸处理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。
4. 形成三苯基甲醚 (ROCPh3)制备时,以三苯基氯甲烷在吡啶中与醇类作用,而以 4-二甲胺基吡啶(4-dimethyl aminopyridine, DMAP)为催化剂。
5. 形成甲氧基甲醚 ROCH2OCH3制备时,使用甲氧基氯甲烷与醇类作用,并以三级胺吸收生成的HCl。
甲氧基甲醚在碱性条件下和一般质子酸中有相当的稳定性,但此保护基团可用强酸或Lewis酸在激烈条件下脱去。
7. 形成四氢吡喃 ROTHP制备时,使用二氢吡喃与醇类在酸催化下进行加成作用。
欲回收恢复到醇类时,则在酸性水溶液中进行水解,即可脱去保护基团。
有机合成中常引用这种保护基团,其缺点是增加一个不对称碳(缩酮上的碳原子),使得NMR谱的解析较复杂。
羟基的保护与去保护
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9
叔丁基二苯基硅醚 ---(TBDPS-OR )
在酸性水解条件下TBDPS保护基比TBDMS更加
稳定(约100倍),而TBDPS保护基对碱的稳定性比
TBDMS要差。另外,TBDPS保护基对许多与TBDMS保 护基不相容的试剂显出比TBDMS基团更好的稳定性。 TBDMS基团在酸性条件下不易迁移。
R C C OH 3
C C C6H5 OTHP
R C C OH
C C C6H5 OH
4 .Chem.1977,42,3772
OPMB TBDPSO OH 5 OPMB OMOM CO 2CH 3 O 7
MOMCl,DIEA, CH 2Cl 2
OPMB TBDPSO OMOM 6 OPMB
HCl(gas)/iPrOH,55 oC
OMe Bn O H O 2 H MPM
Bn
DDQ O H O H 2 MPM CH2Cl2-H2O
Bn
O
H
O 1
H
OH
Tetrahedron Lett. 1988, 29, 2459
15
烷氧基甲基醚或烷氧基取代甲基醚
烷氧基甲基醚或烷氧基取代甲基醚在羟基保护中也 是较为多用的一类,常用的有THP (2-四氢吡喃),MOM (甲氧基甲基),EE(2-乙氧基乙基),这类保护基都 对酸不稳定,因此一般都是在酸性条件下脱保护。它们 对酸的稳定性是MOM>EE>THP
Si OR' Si OR' Si OR' Si OR' Ph Si OR' Ph TBDPS-OR'
TMS-OR'
TES-OR'
TBDMS-OR' TBS-OR'
常见的羟基的保护与脱保护方法
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常见的羟基的保护与脱保护方法常见的羟基保护与脱保护方法概述:在有机合成中,羟基(-OH)是一种常见的官能团。
然而,由于其活泼性和反应性,羟基在某些情况下需要被保护。
保护羟基可以防止其在反应中发生不必要的副反应或失活,同时也可以控制反应的选择性。
本文将介绍几种常见的羟基保护与脱保护方法。
一、羟基保护方法:1. 酯保护:酯是常用的羟基保护基团。
通过与羟基反应,可以将醇转化为酯。
酯保护的优势在于其稳定性和易于去除。
常用的酯保护试剂有二甲基亚砜(DMS)和四氢噻吩-1-氧化物(THF)等。
2. 醚保护:醚也是一种常见的羟基保护基团。
通过与羟基反应,可以将醇转化为醚。
醚保护的优势在于其稳定性和容易操作。
常用的醚保护试剂有二甲基二甲酰胺(DMF)和三甲基硅氧烷(TMS)等。
3. 硅保护:硅是一种常用的羟基保护基团,通过与羟基反应,可以形成硅醚。
硅保护的优势在于其稳定性和容易去除。
常用的硅保护试剂有三甲基氧硅烷(TMS)和二甲基氟硅烷(DMFS)等。
二、羟基脱保护方法:1. 酸性脱保护:酸性条件下,羟基保护基团可以被去除。
常用的酸性脱保护试剂有无水氢氟酸(HF),三氟甲磺酸(TfOH)和三氯化硼(BCl3)等。
酸性脱保护条件需要控制好反应的温度、时间和酸的浓度,以避免不必要的副反应。
2. 还原性脱保护:还原剂可以将羟基保护基团还原为醇。
常用的还原剂有氢化钠(NaH)和氢化铝锂(LiAlH4)等。
还原性脱保护条件需要控制好反应的温度和还原剂的浓度,以避免不必要的副反应。
3. 碱性脱保护:碱性条件下,羟基保护基团可以被去除。
常用的碱性脱保护试剂有氢氧化钠(NaOH)和氢氧化钾(KOH)等。
碱性脱保护条件需要控制好反应的温度、时间和碱的浓度,以避免不必要的副反应。
总结:在有机合成中,羟基的保护与脱保护是常见的操作。
通过选择合适的保护基团和脱保护条件,可以实现对羟基的保护和去保护,从而实现有机合成的目标。
不同的保护基团和脱保护条件具有不同的适用范围和反应条件,需要根据具体的合成需求进行选择。
羟基的保护与去保护.ppt
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方法2.2.1:THP
1. THP醚引入形成了一个非对映体,使NMR谱的表达有点困难。 2. 成本低,易于分离,对大多数非质子酸试剂有一定的稳定性,易于除去。 3. 引入THP常用三氟化硼醚化物(BF3.Et2O),对甲苯磺酸(TsOH),吡
啶对甲苯磺酸盐(PPTs)作催化剂。 4. 几乎任何酸性试剂或任何可以在原位产生酸的试剂都可被用来引入THP
(硅原子对氟原子的亲和性远远大于硅-氧之间的亲和性)
4. 硅醚稳定性规律:
在酸中的稳定性: TMS (1)<TES (64)<TBDMS (20,000)<TIPS (700,000)<TBDPS (5,000,000); 在碱中稳定性: TMS (1)<TES (10-100)<TBDMS~TBDPS (20,000)< TIPS (100,000)
方法2.1.3:TBDPS保护
1. 酸性水解条件下,TBDPS 保护基比TBDMS 更加稳定(约100 倍)。 (80%乙酸能够水解TBDMSOR,却无法水解TBDPSOR)
2. TBDPS 保护基对碱的稳定性比TBDMS 要差。(仍然对K2CO3/CH3OH、9M 氨水-60℃-2h、MeONa(cat.)/CH3OH-25℃-24h 稳定。)
(硅-氮键的结合远比硅-氧键来的弱,硅原子优先与羟基上的氧原子结合 结合活性:ROH〉ArOH〉RCOOH〉NH〉CONH〉SH〉CH)
2. 随着硅原子上的取代基的不同(空间效应具有广泛的选择余地
3. 易脱保护: 羟基硅醚都可以通过四烷基氟化胺(如TBAF)脱除
酰化选择性:1. 伯醇 > 仲醇;2. Pv > Bz > Ac
实施:
1. 保护:酰氯 or 酸酐/吡啶回流,有时也用到酰化催化剂DMAP、4-PPY 2. 去保护:碱性水解
常见的羟基的保护与脱保护方法
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常见的羟基的保护与脱保护方法一、引言羟基是有机化学中常见的官能团之一,具有广泛的应用价值。
为了在有机合成中保护羟基,以防止其发生意外的反应或选择性地进行某些反应,常需要进行羟基的保护与脱保护。
本文将介绍一些常见的羟基保护与脱保护方法。
二、羟基的保护方法1. 酯保护酯保护是一种常用的羟基保护方法。
通过将羟基与酸反应,生成酯化产物,可以有效地保护羟基。
常用的酯保护试剂有酸酐(如乙酸酐、丙酮酸酐等)、酰氯(如丙酰氯、戊酰氯等)等。
酯保护反应通常在较弱碱性条件下进行,反应温和,适用于多种官能团的共存。
2. 醚保护醚保护是一种常见的羟基保护方法。
通过将羟基与醇反应,生成醚化产物,可以有效地保护羟基。
常用的醚保护试剂有甲基化试剂(如碘甲烷、甲基碘化钠等)、烷基化试剂(如三甲基硅烷、二甲基硅烷等)等。
醚保护反应通常在中性或弱酸性条件下进行,反应选择性高,适用于多种官能团的共存。
3. 硅保护硅保护是一种常用的羟基保护方法。
通过将羟基与硅试剂反应,生成硅醚化产物,可以有效地保护羟基。
常用的硅保护试剂有三甲基硅氯化物、三乙基硅氯化物等。
硅保护反应通常在中性或弱酸性条件下进行,反应选择性高,适用于多种官能团的共存。
三、羟基的脱保护方法1. 酯脱保护酯脱保护是一种常用的羟基脱保护方法。
通过对酯化产物进行水解反应,可以脱去保护基,使羟基重新暴露出来。
常用的酯脱保护试剂有碱性条件下的氢氧化钠、氢氧化钾等。
酯脱保护反应通常在碱性条件下进行,反应温和,适用于多种官能团的共存。
2. 醚脱保护醚脱保护是一种常见的羟基脱保护方法。
通过对醚化产物进行酸性水解反应,可以脱去保护基,使羟基重新暴露出来。
常用的醚脱保护试剂有浓硫酸、三氟化硼等。
醚脱保护反应通常在酸性条件下进行,反应选择性高,适用于多种官能团的共存。
3. 硅脱保护硅脱保护是一种常用的羟基脱保护方法。
通过对硅醚化产物进行酸性水解反应,可以脱去保护基,使羟基重新暴露出来。
常用的硅脱保护试剂有氢氟酸、三氯化铁等。
羟基的保护与去保护
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羟基的保护与去保护羟基广泛存在于许多在生理上和合成上有意义的化合物中,如核苷,碳水化合物、甾族化合物、大环内酯类化合物、聚醚、某些氨基酸的侧链。
另外,羟基也是有机合成中一个很重要的官能基,其可转变为卤素、氨基、羰基、酸基等多种官能团。
在化合物的氧化、酰基化、用卤代磷或卤化氢的卤化、脱水的反应或许多官能团的转化过程中,我们常常需要将羟基保护起来。
在含有多官能团复杂分子的合成中,如何选择性保护羟基和脱保护往往是许多新化合物开发时的关键所在,如紫杉醇的全合成。
羟基保护主要将其转变为相应的醚或酯,以醚更为常见。
一般用于羟基的保护醚主要有硅醚、甲基醚、烯丙基醚、苄基醚、烷氧甲基醚、烷巯基甲基醚、三甲基硅乙基甲基醚等等。
羟基的酯保护一般用的不多,但在糖及核糖化学中较为多见。
有机合成以及全合成最常用策略就是官能团的保护去保护,这里我肤浅总结一下羟基的保护与去保护,希望大家补充与批评.羟基保护主要分为:硅醚保护,苄醚保护和烷氧基甲基醚或烷氧基甲基取代醚这三类.1.硅醚保护和脱保护:硅醚保护基:TMS, TES, TBS, TIPS, TBDPS特点: (1)易保护,易去保护均可以用Bu4NF脱除; (2)在游离的伯胺肿胺存在下可以选择性对羟基进行保护; (3)硅醚对酸碱都敏感,不同的硅醚对酸碱有相对的稳定性; (4) 空间效应和电子效应是羟基保护与脱保护的主要影响因素; (5)对于没有什么空间位组的伯醇和仲醇,一般不用TMS保护,因为TMS在弱酸条件下极易脱除(硅胶柱).硅醚的稳定性:在酸性条件下的稳定性:TMS(1)<TES(64)<TBS(20,000)<TIPS(700,000)<TBDPS(5000,000)碱性条件下的稳定性:TMS(1)<TES(10-100)<TBS~TBDPS(20,000)<TIPS(100,000)硅醚的脱保护:硅醚对酸碱不稳定可以选择性的酸碱脱保护,或者可以用Bu4NF脱除;由于电子效应影响,烷基硅醚在酸性条件下易去保护,酚基硅醚在碱性条件下易去保护.2.苄醚保护(苄基,对甲氧基苄基,三苯甲基)苄醚保护:烷基的羟基苄基保护一般需要用强碱(NaH),酚羟基的苄基保护一般用K2CO3/CH3CN ,DMF, 丙酮.反应溶剂活性一般情况DMF>CH3CN>丙酮,反应体系可以加NaI或者KI催化.苄基的脱除:一般情况用催化加氢的方法,也可以用Lewis酸脱出(TMSI), 催化加氢若分子中有非芳性的胺,会降低了催化剂的活性,阻碍了O-脱苄.在反应体系中加入Na2CO3可以防止苄基脱除,而可以使双键还原.苄醚氢解溶剂影响:THF>Hexanol>MeOH>Toluene(氢解反应速率大小顺序)PMB保护:PMB与苄基类似,均可以通过氢化的方法脱出,PMB还可以通过氧化的方法脱除(DDQ)3.烷氧基甲基醚或烷氧基甲基取代醚常用的有THP, MOM, EE, SEM等,其中THP, EE, MOM对酸不稳定,均可以用酸脱除,对酸的稳定性顺序:MOM>EE>THP, THP和EE的性质类似,用弱酸脱除,而MOM对弱酸稳定,一般用强酸来脱除,SEM一般酸性条件稳定(AcOH/H2O,THF, 45度, 7h 可以脱除THP, EE和TBS,而SEM 是稳定的).。
常见的羟基的保护与脱保护方法
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hexane, and the organic extracts were dried over anhydrous potassium carbonate and filtered.
Removal of the solvent under reduced pressurefollowed by distillation of the residue gave
2. 羟基硅醚保护及脱除
硅醚是最常见的保护羟基的方法之一。随着硅原子上的取代基的不同,保护和去保 护的反应活性均有较大的变化。当分子中有多官能团时,空间效应及电子效应是影响反 应的主要因素。在进行选择性去保护反应时,硅原子周围的空间效应,以及被保护分子 的结构环境均需考虑。例如,一般情况下,在 TBDMS 基团存在时,断裂 DEIPS( 二乙 基异丙基硅基 ) 基团是较容易的,但实际得出的一些结果是相反的。在这些例子中,分 子结构中空间阻碍是产生相反选择性的原因。电子效应的不同也会影响反应的选择性。 对于两种空间结构相似的醇来说,电子云密度不同造成酸催化去保护速率不同,因此可 以选择性去保护。这一点对酚基和烷基硅醚特别有效:烷基硅醚在酸中容易去保护,而 酚基醚在碱性条件下更容易去保护。 降低硅的碱性还可以用于改变 Lewis 酸催化反应的 结果,并且有助于选择性去保护。在硅原子上引入吸电子取代基可以提高碱性条下水解 反应的灵敏性, 而对酸的敏感性降低。 对大多数醚来说, 在酸中的稳定性为 TMS(1)<TES (64)<TBDMS (20,000)<TIPS (700,000)<TBDPS (5,000,000) ; 在 碱 中 稳 定 性 为 TMS (1)<TES (10-100)<TBDMS~TBDPS (20,000)< TIPS (100,000) 。一般而言,对于没有什 么位阻的伯醇和仲醇,尽量不要选用 TMS作为保护基团,因为得到的产物一般在硅胶这 样弱的酸性条件下也会被裂解掉。
羟基保护基及脱除条件
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羟基保护基及脱除条件
羟基保护基及脱除条件
羟基保护基是有机合成中常用的一种保护基,它可以保护羟基的反应
活性,防止其在反应中发生意外的副反应。
常用的羟基保护基有甲基、乙基、苄基、丙烯基等。
在有机合成中,羟基保护基的选择要根据反
应条件和反应物的性质来确定。
脱除羟基保护基的条件也是有机合成中的重要环节。
常用的脱除条件
有酸性条件、碱性条件和还原性条件等。
其中,酸性条件是最常用的
脱除羟基保护基的方法。
酸性条件下,羟基保护基可以被酸催化下的
水解反应脱除。
常用的酸性条件有浓硫酸、浓盐酸、三氯化铁等。
碱
性条件下,羟基保护基可以被碱催化下的消除反应脱除。
常用的碱性
条件有氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠等。
还原性条件下,羟基保护基
可以被还原剂还原脱除。
常用的还原剂有氢气、氢化钠、氢化铝锂等。
在有机合成中,选择合适的羟基保护基和脱除条件是非常重要的。
不
同的羟基保护基和脱除条件会对反应产物的结构和纯度产生不同的影响。
因此,在实际操作中,需要根据反应物的性质和反应条件来选择
合适的羟基保护基和脱除条件,以保证反应的成功和产物的纯度。
总之,羟基保护基及脱除条件在有机合成中起着非常重要的作用。
正确选择和使用羟基保护基和脱除条件,可以有效地保护羟基的反应活性,避免意外的副反应,从而提高反应的成功率和产物的纯度。
羟基保护基及脱除条件
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羟基保护基及脱除条件1. 简介在有机合成中,羟基保护基的引入和脱除是非常重要的反应步骤。
羟基保护基的引入可以保护羟基在反应中不被干扰或降低反应的副反应,而脱除条件则是将羟基保护基从分子中去除的反应条件。
本文将探讨羟基保护基的常用类型、引入方法以及脱除条件的选择和优化。
2. 羟基保护基的类型羟基保护基的选择应根据具体的反应条件和需要保护的羟基性质来确定。
常用的羟基保护基类型包括:2.1 酯保护基酯保护基是最常见的羟基保护基之一,常用的酯保护基包括甲基、乙基、苄基等。
酯保护基的引入通常通过酯化反应来实现。
2.2 醚保护基醚保护基也是常用的羟基保护基类型,常见的醚保护基包括甲基、乙基、苄基等。
醚保护基的引入可以通过醚化反应来实现。
2.3 硅保护基硅保护基是一种常用的羟基保护基,常见的硅保护基包括三甲基硅基、三乙基硅基等。
硅保护基的引入通常通过硅烷化反应来实现。
3. 羟基保护基的引入方法羟基保护基的引入方法取决于所选择的保护基类型。
以下是常见的引入方法:3.1 酯保护基的引入方法酯保护基可以通过酯化反应引入,常用的酯化试剂包括酸酐、酸氯、酸酯等。
酯化反应通常在碱性条件下进行,可以选择乙二醇、DMAP等作为碱催化剂。
3.2 醚保护基的引入方法醚保护基可以通过醚化反应引入,常用的醚化试剂包括醇和酸催化剂。
醚化反应通常在中性或酸性条件下进行,可以选择硫酸、甲酸等作为催化剂。
3.3 硅保护基的引入方法硅保护基可以通过硅烷化反应引入,常用的硅烷化试剂包括三甲基氯硅烷、三乙基氯硅烷等。
硅烷化反应通常在碱性条件下进行,可以选择碱催化剂如三乙胺等。
4. 羟基保护基的脱除条件羟基保护基的脱除条件的选择应根据所选择的保护基类型和反应条件来确定。
以下是常见的脱除条件:4.1 酯保护基的脱除条件酯保护基的脱除通常通过水解反应来实现,可以选择碱性条件下的水解反应或酸性条件下的水解反应。
碱性条件下的水解反应通常使用氢氧化钠、氢氧化钾等碱催化剂;酸性条件下的水解反应通常使用醋酸、盐酸等酸催化剂。
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目录1.简介 (2)2.硅醚 (2)2.1三甲基硅醚(T M S-O R) (3)2.2叔丁基二甲基硅醚(T B D M S-O R) (4)2.3叔丁基二苯基硅醚(T B D P S-O R) (4)3.苄醚 (6)4.取代苄醚 (7)5.取代甲基醚 (8)6.四氢吡喃醚 (9)7.烯丙基醚 (10)1.前言羟基广泛存在于许多在生理上和合成上有意义的化合物中,如核苷,碳水化合物、甾族化合物、大环内酯类化合物、聚醚、某些氨基酸的侧链。
另外,羟基也是有机合成中一个很重要的官能基,其可转变为卤素、氨基、羰基、酸基等多种官能团。
在化合物的氧化、酰基化、用卤代磷或卤化氢的卤化、脱水的反应或许多官能团的转化过程中,我们常常需要将羟基保护起来。
在含有多官能团复杂分子的合成中,如何选择性保护羟基和脱保护往往是许多新化合物开发时的关键所在,如紫杉醇的全合成。
羟基保护主要将其转变为相应的醚或酯,以醚更为常见。
一般用于羟基保护醚主要有硅醚、甲基醚、烯丙基醚、苄基醚、烷氧甲基醚、烷巯基甲基醚、三甲基硅乙基甲基醚等等。
羟基的酯保护一般用的不多,但在糖及核糖化学中较为多见。
2.羟基硅醚保护及脱除硅醚是最常见的保护羟基的方法之一。
随着硅原子上的取代基的不同,保护和去保护的反应活性均有较大的变化。
当分子中有多官能团时,空间效应及电子效应是影响反应的主要因素。
在进行选择性去保护反应时,硅原子周围的空间效应,以及被保护分子的结构环境均需考虑。
例如,一般情况下,在TBDMS基团存在时,断裂DEIPS( 二乙基异丙基硅基) 基团是较容易的,但实际得出的一些结果是相反的。
在这些例子中,分子结构中空间阻碍是产生相反选择性的原因。
电子效应的不同也会影响反应的选择性。
对于两种空间结构相似的醇来说,电子云密度不同造成酸催化去保护速率不同,因此可以选择性去保护。
这一点对酚基和烷基硅醚特别有效:烷基硅醚在酸中容易去保护,而酚基醚在碱性条件下更容易去保护。
降低硅的碱性还可以用于改变Lewis酸催化反应的结果,并且有助于选择性去保护。
在硅原子上引入吸电子取代基可以提高碱性条下水解反应的灵敏性,而对酸的敏感性降低。
对大多数醚来说,在酸中的稳定性为TMS (1)<TES (64)<TBDMS (20,000)<TIPS (700,000)<TBDPS (5,000,000);在碱中稳定性为TMS (1)<TES (10-100)<TBDMS~TBDPS (20,000)< TIPS (100,000)。
一般而言,对于没有什么位阻的伯醇和仲醇,尽量不要选用TMS作为保护基团,因为得到的产物一般在硅胶这样弱的酸性条件下也会被裂解掉。
任何羟基硅醚的都可以通过四烷基氟化胺如TBAF脱除,其主要硅原子对氟原子的亲和性远远大于硅-氧之间的亲和性。
在用TBAF裂解硅醚后,分解产生的四丁铵离子有时通N+: 242)又特别的强有时会干扰质过柱层析或HPLC很难除干净,而季铵盐的质谱丰度(Bu4谱,因此这时需要使用四甲基氟化铵或四乙基氟化铵来脱除。
使用硅醚保护的另一个好处是可以在分子中游离伯胺或仲胺基的存在下,对羟基进行保护,其主要由于硅-氮键的结合远比硅-氧键来的弱,硅原子优先与羟基上的氧原子结合,这正是与其他保护基不同之处。
顺便提一句,一般而言,决大部分的硅-氮键的结合是不稳定的,其很容易被水解掉。
2.1 三甲基硅醚的保护 (TMS-OR)许多硅基化试剂均可用于在各种醇中引入三甲基硅基。
一般来说,空间位阻较小的醇最容易硅基化,但同时在酸或碱中也非常不稳定易水解,三甲基硅基化广泛用于多官能团化合物,生成的衍生物具有较高的挥发度而利于其相色谱和质谱分析。
2.1.1 三甲基硅醚羟基保护示例 (J. Org.Chem. 1996, 61, 2065)Compound 1 (3.00g, 4.286mmol) was dissolved in dry DMF (17 mL). To this solution at 0o C was added imidazole (874.3 mg, 12.86mmol), followed by TMSCl (1.63 mL, 12.86 mmol). After stirring at 0o C for 1.5 h, the reaction mixture was diluted with EtOAc (300 mL) and washed with water (3 20 mL) and then brine (30 mL). The organic layer was dried and concentrated in vacuo. The resulting material was then dissolved in dry DMF (20 mL) and treated at 0o C with imidazole (816 mg, 12.00 mmol), followed by chlorodimethylsilane (1.135g, 12.00mmol). The reaction mixture was stirred for 1h at 0o C and then diluted with EtOAc (200mL). The organic layer was washed with water and brine. Upon silica gel chromatography (10% ethyl acetate in hexane), 3.197 g (90%) of the desired product 2 was obtained.Cleavage (J. Org.Chem. 1996, 61, 2065)Hydrolysis was carried out under aprotic condition-anhydrous tetrabutylammonium fluoride in THF solution.2.2 t-Butyldimethylsilyl ether (TBDMS-OR)在化学合成中,采用硅基化进行羟基保护生成叔丁基甲基硅基醚是应用较多的方法之一。
一般来说,在分子中羟基位阻不大时主要通过TBSCl对羟基进行保护。
但当羟基位阻较大时则采用较强的硅醚化试剂TBSOTf来实现。
生成的叔丁基二甲基醚在多种有机反应中是相当稳定的,在一定条件下去保护时一般不会影响其他官能团。
它在碱性水解时的稳定性约为三甲基硅醚的104倍。
它对碱稳定。
相对来说对酸敏感些。
TBS醚的生成和断裂的难易取决于空间因素,因此常常用于对多官能团,位阻不同的分子进行选择性保护。
在伯、仲醇中,TBS基相对来说较易于与伯醇反应。
TBS醚的断裂除了常用的四烷基氟化胺外,许多情况下也可用酸来断。
当分子内没有对强酸敏感的官能基存在时,可用 HCl-MeOH,HCl-Dioxane 体系去除TBS,若有对强酸敏感的官能基存在时,则可选用AcOH-THF体系去除。
2.2.1 通过TBSCl进行羟基的叔丁基二甲基硅醚保护示例 (J. Am. Chem. Soc.1972, 94, 6190)The hydroxyl lactone 1, upon treatment with TBDMSCl (1.2 equiv) and imidazole (2.5 equiv.) in DMF (2 mL/g of 1) at 35o C for 10 h, produced the silyl ether-lactone 2 in 96% yield.2.2.2 通过TBSOTf进行羟基的叔丁基二甲基硅醚保护示例(.Chem. 1987, 52, 622) To an ice-cold solution of 4.8 g of pyridine (2.0 equiv) and 4.20 g of 1 in 30 mL of dry acetonitrile was added slowly 9.6 g of tert-butyldimethylsilyl triflate (36.2 mmol, 1.2 equiv). The reaction mixture was stirred for 5 h at room temperature and then poured into 200 mL of saturated sodium bicarbonate solution at 0o C. The solution was extracted thoroughly with hexane, and the organic extracts were dried over anhydrous potassium carbonate and filtered. Removal of the solvent under reduced pressure followed by distillation of the residue gave 6.29 g (82% yield).2.2.3 通过TBAF脱TBDPS示例 (Can. J. Chem. 1975, 53, 2975)To a solution of THP ether 1 (1.7 g, 3.3 mmol) in THF (10 mL) was added a 1 M solution of tetrabutylammonium fluoride in THF (5 mL, 5 mmol) at 22-24o C. The solution wasO/EtOAc solution. The organic stirred for 2 h and diluted with 100 mL (1:1) of Et2layer was separated and washed with HO (3 ? 100 mL). The water extract was washed2O/EtOAc solution (2 ? 50 mL), and the organic layers were combined and with 2:1 Et2. The solvent was evaporated in vacuo, and the residue was dried over MgSO4chromatographed over silica gel using (5:1) hexanes/ethyl acetate solution to give 2 (0.75 g, 82%).2.2.4 通过AcOH-THF脱TBS示例(Tetrahedron Lett. 1988, 29, 6331)Selective removal of one of the TBDMS groups of 1 was accomplished by treatment with acetic acid-water-THF (13:7:3) (30°C, 15h) to give the monohydroxy compound 2 in 79% yield.2.3 t-Butyldiphenylsilyl ether (TBDPS-OR)在酸性水解条件下TBDPS保护基比TBDMS更加稳定(约100倍),而TBDPS保护基对碱的稳定性比TBDMS要差。