第7章基团的保护剖析

CH 2OH CH-OH CH 2OH
PhCHO/H
① CH3(CH2)14COOH 干 燥 HCl ② H2O
CH 2OCO(CH2)1 4CH 3 CH-OH CH 2OH CH 2OH CHOCO(CH2)1 4CH 3 CH 2OH
H
① CH3(CH2)14COCl, Py ② H2/Pd

一、醇羟基的保护
注：Tceoc---三氯乙氧羰基 ThP---四氢吡喃基
Tbeoc ---三溴乙氧羰基 Py---吡啶
Bn---苄基
1、形成醚类衍生物
（1）甲醚
ROH
R O CH3 I
Me2SO4 NaOH
ROMe
BF3/RSH 或 Me3SiI
H2O
ROH
ROH + Me3SiOH
CH3I + ROSiMe3 Me3Si
试剂 苄氯 三苯氯甲烷 二氢吡喃 丙酮 苯甲醛 乙酸酐 苯甲酰氯
保护基 苄醚 三苯甲醚
脱保护基条件 H2O / H+ r.t. H2 / Pd-C
备注 保护伯醇
四氢吡喃醚 H2O / H+ H2O / H + 缩醛、缩酮 或Lewis 酸 乙酸酯 苯甲酸酯 H2O / KHCO3
保护一元醇 保护顺式 邻二醇 保护伯、仲 一元醇
（2）三甲基硅醚
ROH + Me3SiCl (Me3SiNHSiMe3)
ROSiMe 3
醇/H2O
ROH
醇的三甲基硅醚对催化氢化、氧化、还原反应稳定，广 泛用于保护糖、甾族类及其它醇的羟基。它的一个重要特
色是可以在非常温和的条件下引入和脱去保护基，但因其
对酸、碱都很敏感，只能在中性条件下使用。
（3）苄醚
苄 基 醚 的 应 用 很 广， 可 以 经 受 许 多 温 和 的 氧 化 反 应， 如 Swern, PCC, PDC, Dess-Martin periodinate, Jones, NaIO4, Pb(OAc)4 以 及 LiAlH4 还 原。 苄 基 醚 一 般 用 PhCH2Br 或 PhCH2Cl 与 烷 氧 基 负 离 子 反 应 所 得。 如 BnBr/NaH/cat. Bu4NI。 另 外，BnBr/Ag2O/DMF 体 系 常 被 用 于 - 羟 基 酯 的 保 护。 对 易 消 除 的 - 羟 基 酯 可 以 用 酸 性 条 件。 苄基醚在中性溶液中室温下它们能很快被催化氢解，常用钯催化 氢解或者与金属钠在液氨(或醇)中脱保护。该方法广泛用于糖及核 苷酸中醇羟基的保护。
Zn-MeOH回流，Zn-AcOH搅拌1~3小时
例如：
OH + O 95％
30min
OThP
酸的水溶液 回流
OH
OH + ClSO 2Ar
OSO2Ar
碱的水溶液 或碱的醇溶液
OH
第三节 羰基的保护
一、缩醛（酮）类保护基团
O R R'
B10H14 (MeO)3CH, MeOH
MeO R
OMe R'
在 不 影 响 反 应， 但 要 消 耗 试 剂， 在 试 剂 比 较 贵 重
时， 采 用 保 护 基 团 的 方 法 是 一 种 经 济 的 选 择。
二、 选 择 保 护 基 时 的 注 意 事 项
1. 保 护 基 的 供 应 来 源， 包 括 经 济 程 度。 这 在 工 业
原 料 制 备 上 尤 其 重 要。 2. 保 护 基 团 必 须 能 容 易 地 进 行 保 护， 而 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， 例 如 保 护 中 忌 讳 产 生 新 的 手 性 中 心， 象 四 氢 吡 喃 (THP) 和 乙 氧 基 乙 醚 (EE) 都 是 产 生 手 性 的 保 护 基。
O R R'
(MeO)3CH, MeOH InCl3(5mol%) Cyclohexane reflux HO(CH2)nOH InCl3(5mol%)
B10H14 THF-H2O
O R R'
17examplex 92%~97%
11examplex 84%~99%
O R H
RuCl3.3H2O(0.1mol%) R'OH, r. t., 10h
R'O R
OR' H
30examples, 45%~95%
R"O R
OR" R'
InCl3(5mol%) MeOH-H2O
第七章 官能团保护
第一节 概 述
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
O PhCH2Cl/KOH ③ HCl/H2O/AcOH ④ Py
PhCH2O O OH PhCH2OH2C PhCH2O ① BzCl/Py ②H2[Pd-C] OH
O OH OBz OH 89％
PhCH2O
O
OCH2Ph adenin
O HN HOH2C O O N
TrCl/Py
O HN TrOH2C O O N
OR' OR
OR' OR
易结晶，疏水，溶于许多非羟基的有机溶剂中。它对碱和其它亲核试 剂稳定，但在酸性介质中不稳定。下列试剂经常用来除去三苯甲基保 护基：80％的乙酸(在回流温度)，HCl/CHCl3和HBr(计算量)/AcOH在 0℃，将三苯甲醇吸收在硅胶柱子上，几小时即可脱醚。
4. 保 护 以 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 以 后 的 化 合 物 对 分 离、 纯 化、 各 种 层 析 技 术 要 稳 定。
6. 保 护 基 团 在 高 度 专 一 的 条 件 下 能 选 择 性、 高
效 率 地 被 除 去。 7. 去 保 护 过 程 的 副 产 物 和 产 物 能 容 易 被 分 离。
① Na/NH3 NH4Cl ② _ 3PhCH
3
HO
O OH OH 94%
adenin
PhCH2O adenin =
NH2 N N N
N 6-氨基嘌呤 （腺嘌呤）
（4）三苯甲基醚
CH2OH O OH HO OMe OH
TrCl/Py 1h
CH2OTr O OH HO OMe OH
多羟基化合物中选择性地保护伯醇羟基
2、缩醛和缩酮衍生物
（1）四氢吡喃醚
O OH , TsO H H2O ， H+ O O 混合型缩醛结构 OH
Et 2O
H+ O O
RO H RO H O
-H
+
RO
O
一元醇在TsOH存在下与二氢吡喃作用生成四氢吡喃醚。 对碱、格氏试剂、烷基锂、氢化铝锂、烃化剂和酰化剂均稳定。
缺点是：不能用于在酸性介质中进行反应。此外，若用于旋光性醇， 由于引入了一个新的手性中心，将导致生成非对映异构体的混合物， 分离困难，造成产率降低。然而它在室温条件下，即能进行催化水解。
二、酚羟基的保护
酚羟基保护基 -OCH3 -OCH(CH3)2 -OC (CH3)3 -OCH2Ph -OCH2OCH3
O O
表7-2 酚羟基的保护与脱保护
脱保护基的条件
浓H2SO4，室温；浓HCl，封管加热；HCl(HBr)乙酸水溶液，回流；HI回流； 浓HNO3，CrO3，Ce(SO4)3，H2SO4；AlBr3，BCl3，BBr3，POCl3/ZnCl2； CH3MgI，MgI2，LiI/2,4,6-三甲基吡啶，回流；NaOMe/MeOH-DMSO， NaOH HBr, 回流 HCl-CH3OH, 60oC, CF3COOH室温 H2, Pd-C, HCl/AcOH, Na-C4H9OH H2SO4/AcOH 与酸水溶液回流
原 来 的 官 能 团， 这 样 的 办 法 称 为 “保 护 基 团”
(Protecting Groups) 法。
一、可 考 虑 应 用 保 护 基 团的场合
1. 保 护 一 些 官 能 团 后 能 达 到 反 应 希 望 的 区 域 选 择 性； 2. 保 护 某 些 官 能 团 后 可 以 提 高 反 应 的 立 体 选 择 性； 3. 基 团 保 护 之 后 有 利 于 多 种 产 物 的 分 离； 4. 如 在 Grignard 反 应 或 Wittig 反 应 中， 羟 基 的 存
第二节 羟基的保护
①
RR'C-CH2CH2OH OH R'H + RCOCH2CH2OMgX
H2O
+
RCOCH2CH2OH + R'MgX
③ Na R''X ②
RCOCH2CH2OR''
④ R'MgX H3O
RCOCH 2CH2OH
R' R' R-C-CH2CH2OR'' HI, H2O R-C-CH2CH2OH OH OH
该方法的优点是：条件温和，保护基容易引入，且对酸、碱、氧化剂 或还原剂都很稳定。 甲 基 醚 化 试 剂 ：MeI、 (MeO)2SO2 或 MeOTf 与 相 应 的 碱 组 成 反 应 体 系， 但 也 有 用 CH2N2 /硅 胶 进 行 O-H 键 的 插 入 发 应。 甲 基 醚 非 常 惰 性， 除 去 也 相 当 不 容 易。 常 用 TMSI/CH3Cl or CH2Cl2 or MeCN 或 者 BBr3/CH2Cl2 等。 酚 用 甲 基 醚 保 护 较 多， 也 比 较 易 于 除 去。