有机合成中的保护基团精品PPT课件
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HOAc,H2O
CH CCH2OH
O
H+
(90%)
O
OCH2C CH C2H5MgBr
THF
HOCH2C CCO2H (64%)
(i) CO2 (ii) H+,H2O
O OCH2C CMgBr
7.1 羟基的保护基团
8. 形成叔丁基二甲硅醚 ROSiMe2（t-Bu）
制备时，用叔丁基二甲基氯硅烷与醇类在三级胺中作用，此保 护基比三甲基硅基稳定，常运用在有机合成反应中，一般是F-离子 脱去。
7.2 二羟基的保护基团
a
O
OH OH
OH O
H b
O
Байду номын сангаас
OTHP c
n C6H13
n C6H13
OH OTHP d
OH OH
(a)H+,
O
(b) PCC,NaOAc (c)i.n C6H13MgBr ii.H3+O (d)MeOH,H+
Me OMe
Me HO
HO
C
Me OMe Me O
(i)mCPBA 99%
7.1 羟基的保护基团
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。
ROH
O
,TsOH,Pyr RO O
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.
Me O
Me trace HCl
O
HO
TsOH, 89% Me O
(ii)Me2CuLi ether
Me O
OH distil
O Me
94%
Me
7.2 二羟基的保护基团
CH2OH CHOH
PhCHO
CH2OH CH3COCH3 HCl (80%) HCl
(20%)
Ph O
O CH3
H
OH
O
H
(40%)
R
CH3
O
Me3Si I
CH3I + ROSiMe3 H2O ROH + Me3SiOH
7.1 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。叔丁基为一巨大的取代基（ bulky group），脱去时需用酸处理：
ROH +
BF3 Et2O Cat RO
第七章 保护基团
总的说来，保护基应满足下列三点要求： 1. 它容易引入所要保护的分子（温和条件）; 2. 它与被保护基形成的结构能够经受住所要发生 的反应的条件; 3. 它可以在不损及分子其余部分的条件下除去（ 温和条件）;
在一些例子中，最后一条可以放宽，允许保护基 被直接转变为另一种官能团。
7.1 羟基的保护基团
ROH ClCH2OCH3,i Pr2NEt TiCL4 or CF3CO2H
ROCH2OCH3
ROH
Me3SiCl,Et3N
HF,or n Bu4N+F - ROSiMe3
6. 形成二甲硅醚 ROSi（CH3）3
制备时，用三甲基氯硅烷与醇类在三级胺中作用。此保护基在酸 中不太稳定，也可以用氟离子F-脱去（Si-F的键结力甚强，大于Si-O的 键能）。
2N HCl,MeOH,
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
7.1 羟基的保护基团
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。
1. 缩醛或缩酮
在这种反应中，一般使用的羰基化合物是丙酮或苯甲 醛，丙酮在酸催化下与顺式1,2－二醇反应， 苯甲醛往往在氯化锌存在下与1,3－二醇反应。
缩醛和缩酮在中性和碱性条件下稳定，因此，假如反 应可以碱性条件下进行，则它们在烷基化，酰基化，氧 化和还原时用于保护二醇。
二醇可用稀酸处理再生。苄叉基可用氢解方法除去。
10 形成苯甲酸酯类 ROCOPh
制备时，用苯甲酰氯与醇类的吡啶中作用。苯甲酸酯 较乙酯稳定，脱去苯甲酸酯需要较激烈的皂代条件。
ROH
PhCOCl,Pyr
O
KOH,aq MeOH ROC Ph
7.2 二羟基的保护基团
在多羟基化合物中，同时保护两个羟基往往很方便。 保护基即可以是缩醛，缩酮，也可以是碳酸酯。
(1) CH3(CH2)14COCl (2) H2/Pd
(t Bu)Me2SiCl,imidazole
ROH
n Bu4N+F-
ROSi
9. 形成乙酸酯类 ROCOCH3
ROH
(CH3CO)2O,Pyr
O
K2CO3,aq MeOH ROCCH3
7.1 羟基的保护基团
脱去乙酸酯保护基可使用皂化反应水解。乙酯可与 大多数的还原剂作用，在强碱中也不稳定，因此很少用 作有效的保护基团。但此反应的产率极高，操作也很简 单，常用来帮助决定醇类的结构。
ROH
NaOH,Me2SO4
Me3SiI ,CHCl3
ROCH3
7.1 羟基的保护基团
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 （ hardsoft 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。
三苯甲基（trityl group）是一巨大基团，脱去时用加氢
反应，或锂金属处理。因为有位阻的醇进行三苯甲基化被 一级醇慢得多，所以能够选择性的保护。
7.1 羟基的保护基团
7.1 羟基的保护基团
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。
CH CCH2OH
O
H+
(90%)
O
OCH2C CH C2H5MgBr
THF
HOCH2C CCO2H (64%)
(i) CO2 (ii) H+,H2O
O OCH2C CMgBr
7.1 羟基的保护基团
8. 形成叔丁基二甲硅醚 ROSiMe2（t-Bu）
制备时，用叔丁基二甲基氯硅烷与醇类在三级胺中作用，此保 护基比三甲基硅基稳定，常运用在有机合成反应中，一般是F-离子 脱去。
7.2 二羟基的保护基团
a
O
OH OH
OH O
H b
O
Байду номын сангаас
OTHP c
n C6H13
n C6H13
OH OTHP d
OH OH
(a)H+,
O
(b) PCC,NaOAc (c)i.n C6H13MgBr ii.H3+O (d)MeOH,H+
Me OMe
Me HO
HO
C
Me OMe Me O
(i)mCPBA 99%
7.1 羟基的保护基团
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。
ROH
O
,TsOH,Pyr RO O
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.
Me O
Me trace HCl
O
HO
TsOH, 89% Me O
(ii)Me2CuLi ether
Me O
OH distil
O Me
94%
Me
7.2 二羟基的保护基团
CH2OH CHOH
PhCHO
CH2OH CH3COCH3 HCl (80%) HCl
(20%)
Ph O
O CH3
H
OH
O
H
(40%)
R
CH3
O
Me3Si I
CH3I + ROSiMe3 H2O ROH + Me3SiOH
7.1 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。叔丁基为一巨大的取代基（ bulky group），脱去时需用酸处理：
ROH +
BF3 Et2O Cat RO
第七章 保护基团
总的说来，保护基应满足下列三点要求： 1. 它容易引入所要保护的分子（温和条件）; 2. 它与被保护基形成的结构能够经受住所要发生 的反应的条件; 3. 它可以在不损及分子其余部分的条件下除去（ 温和条件）;
在一些例子中，最后一条可以放宽，允许保护基 被直接转变为另一种官能团。
7.1 羟基的保护基团
ROH ClCH2OCH3,i Pr2NEt TiCL4 or CF3CO2H
ROCH2OCH3
ROH
Me3SiCl,Et3N
HF,or n Bu4N+F - ROSiMe3
6. 形成二甲硅醚 ROSi（CH3）3
制备时，用三甲基氯硅烷与醇类在三级胺中作用。此保护基在酸 中不太稳定，也可以用氟离子F-脱去（Si-F的键结力甚强，大于Si-O的 键能）。
2N HCl,MeOH,
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
7.1 羟基的保护基团
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。
1. 缩醛或缩酮
在这种反应中，一般使用的羰基化合物是丙酮或苯甲 醛，丙酮在酸催化下与顺式1,2－二醇反应， 苯甲醛往往在氯化锌存在下与1,3－二醇反应。
缩醛和缩酮在中性和碱性条件下稳定，因此，假如反 应可以碱性条件下进行，则它们在烷基化，酰基化，氧 化和还原时用于保护二醇。
二醇可用稀酸处理再生。苄叉基可用氢解方法除去。
10 形成苯甲酸酯类 ROCOPh
制备时，用苯甲酰氯与醇类的吡啶中作用。苯甲酸酯 较乙酯稳定，脱去苯甲酸酯需要较激烈的皂代条件。
ROH
PhCOCl,Pyr
O
KOH,aq MeOH ROC Ph
7.2 二羟基的保护基团
在多羟基化合物中，同时保护两个羟基往往很方便。 保护基即可以是缩醛，缩酮，也可以是碳酸酯。
(1) CH3(CH2)14COCl (2) H2/Pd
(t Bu)Me2SiCl,imidazole
ROH
n Bu4N+F-
ROSi
9. 形成乙酸酯类 ROCOCH3
ROH
(CH3CO)2O,Pyr
O
K2CO3,aq MeOH ROCCH3
7.1 羟基的保护基团
脱去乙酸酯保护基可使用皂化反应水解。乙酯可与 大多数的还原剂作用，在强碱中也不稳定，因此很少用 作有效的保护基团。但此反应的产率极高，操作也很简 单，常用来帮助决定醇类的结构。
ROH
NaOH,Me2SO4
Me3SiI ,CHCl3
ROCH3
7.1 羟基的保护基团
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 （ hardsoft 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。
三苯甲基（trityl group）是一巨大基团，脱去时用加氢
反应，或锂金属处理。因为有位阻的醇进行三苯甲基化被 一级醇慢得多，所以能够选择性的保护。
7.1 羟基的保护基团
7.1 羟基的保护基团
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。