羟基的保护与脱保护药康
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6
三甲基硅醚(TMSOR)
许多硅基化试剂(如TMSCl，TMSOTf)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。
AcO O OTES
O
HO
O
TBSO
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
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的不同之处。
2
应用最广泛的几种保护基
硅醚保护基
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 )
苄醚保护基 烷氧基甲基醚或烷氧基取代甲基醚 其他保护基
3
硅醚保护的优点
硅醚是最常见的保护羟基的方法之一。主要优点有：
易保护，也容易去保护
HO HO
HOBzO OAc
TMSCl, imdazole
AcO O OTES
TMSO HO
Me2HSiOBzO OAc
1
2
J. Org.Chem. 1996, 61, 2065 7
叔丁基二甲基硅醚 ---(TBDMS-OR or TBS-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
经典化学合成反应讲座(二)
羟基的保护与去保护
化学合成部执行主任:马汝建
药明康德新药开发有限公司
药明康德版权所有
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。
4
硅醚保护的稳定性
硅醚对酸和碱都敏感； 但是不同的硅醚对酸，碱有相对的 稳定性。空间效应及电子效应是主要的影响因素 。
在酸中的稳定性为：
TMS (1)<TES (64)<TBDMS (20,000)<TIPS (700,000)<TBDPS (5,000,000)；
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。
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。
则可选用AcOH-THF体系去除。
8
叔丁基二甲基硅醚事例
CH2O Bn
O
OH
O
1
TM S C l, im dazole DMF
O O
CH2O Bn
O TBDM S
2
J. Am . Chem . Soc. 1972, 94, 6190
CH3 CN
H OH
1
TBSOTf
Py. CH3CN
CH3 CN
H OTBS
TB D PS-O R '
5
TB S -O R '
硅醚去保护
硅醚可以用酸或碱或四烷基氟化胺脱去
在用TBAF裂解硅醚后，分解产生的四丁铵离子有时通过柱层析或HPLC很 难除干净，而季铵盐的质谱丰度(Bu4N+: 242)又特别的强有时会干扰质 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。
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。
2
J.O rg.C hem . 1987, 52, 622
O Si Ph Ph
C 6H 5 C C
OTHP
B u4N +F-/TH F
1
HO THPO
2
C C C6H5 Can. J. Chem . 1975, 53, 2975
ຫໍສະໝຸດ BaiduTBSO
O O
TBSO 1
NHBoc
A c O H /H 2O /T H F
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，
在碱中稳定性为：
TMS (1)<TES (10-100)<TBDMS~TBDPS (20,000)< TIPS (100,000)
Si O R '
Si O R '
Si O R '
Si O R '
Ph Si O R ' Ph
TM S-O R '
TE S-O R '
TB D M S -O R '
TIP S-O R '
三甲基硅醚(TMSOR)
许多硅基化试剂(如TMSCl，TMSOTf)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。
AcO O OTES
O
HO
O
TBSO
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
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的不同之处。
2
应用最广泛的几种保护基
硅醚保护基
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 )
苄醚保护基 烷氧基甲基醚或烷氧基取代甲基醚 其他保护基
3
硅醚保护的优点
硅醚是最常见的保护羟基的方法之一。主要优点有：
易保护，也容易去保护
HO HO
HOBzO OAc
TMSCl, imdazole
AcO O OTES
TMSO HO
Me2HSiOBzO OAc
1
2
J. Org.Chem. 1996, 61, 2065 7
叔丁基二甲基硅醚 ---(TBDMS-OR or TBS-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
经典化学合成反应讲座(二)
羟基的保护与去保护
化学合成部执行主任:马汝建
药明康德新药开发有限公司
药明康德版权所有
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。
4
硅醚保护的稳定性
硅醚对酸和碱都敏感； 但是不同的硅醚对酸，碱有相对的 稳定性。空间效应及电子效应是主要的影响因素 。
在酸中的稳定性为：
TMS (1)<TES (64)<TBDMS (20,000)<TIPS (700,000)<TBDPS (5,000,000)；
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。
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。
则可选用AcOH-THF体系去除。
8
叔丁基二甲基硅醚事例
CH2O Bn
O
OH
O
1
TM S C l, im dazole DMF
O O
CH2O Bn
O TBDM S
2
J. Am . Chem . Soc. 1972, 94, 6190
CH3 CN
H OH
1
TBSOTf
Py. CH3CN
CH3 CN
H OTBS
TB D PS-O R '
5
TB S -O R '
硅醚去保护
硅醚可以用酸或碱或四烷基氟化胺脱去
在用TBAF裂解硅醚后，分解产生的四丁铵离子有时通过柱层析或HPLC很 难除干净，而季铵盐的质谱丰度(Bu4N+: 242)又特别的强有时会干扰质 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。
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。
2
J.O rg.C hem . 1987, 52, 622
O Si Ph Ph
C 6H 5 C C
OTHP
B u4N +F-/TH F
1
HO THPO
2
C C C6H5 Can. J. Chem . 1975, 53, 2975
ຫໍສະໝຸດ BaiduTBSO
O O
TBSO 1
NHBoc
A c O H /H 2O /T H F
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，
在碱中稳定性为：
TMS (1)<TES (10-100)<TBDMS~TBDPS (20,000)< TIPS (100,000)
Si O R '
Si O R '
Si O R '
Si O R '
Ph Si O R ' Ph
TM S-O R '
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TB D M S -O R '
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