羧基的保护与脱保护课件

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(1) 甲酯和乙酯
甲酯和乙酯作为羧酸的保护基对一系列合成操 作十分适用。例如，以酯的形式进行的烷基化 反应和各种缩合反应，随后酯基在酸或碱的催 化下水解除去。偶尔酯基也可用热解反应消去。
实际上在合成中常甲基和乙基的衍生物取而代 之。甲基的衍生物主要是苄基类型，可用温和 条件下的酸处理或氢解脱除。
• 可有用汞盐或三氟P化PT学硼习交脱流 去脂保护基。
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习题
• 简述有机合成中常见的羧基保护及其脱保护方 法
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反应容易发生。
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四、酯的保护
• 酯和内酯的保护可视为羧基的间接保护，而且酯 须有α-活泼氢，否则反应很复杂。
• 酯在引进保护基后，在很多条件下稳定，如 HOAc/H2O/THF(25℃，1h)， KOH/MeOH (25℃，12h)，
LiAlH4/Et2O (25℃，3h)， CH3Li/Et2O (25℃，2h)等。
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二、酯化法保护羧基
• 1. 酯的制备方法 • (1) 由酸和醇直接制备
• 甲基、乙基、苄基、二苯甲基、对硝基苄基、对甲
氧基苄基、4-吡啶甲基、β,β,β-三氯乙基、β-甲基
硫代乙基、β-对甲苯磺酰乙基以及β-对硝基苯基硫
代乙基等的酯类，均能直接由酸与相应的醇制备得
到。
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(1) 由酸和醇直接制备
活化的卤代物与羧酸的碱金属盐、银盐或铵盐 作用都可得到相应酯类化合物，而且产率很高。
+ O
Ph Ph 苯回 ，回
O Ph 3-5H Ph
B r
ONa Ph
85%-95% O Ph
H 2N O
S N
O
C H 3
O
+ C H 3 H 3C S i I
C H 3
O O H
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S
(H 3C3S ) N iH MC
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• 乙基衍生物主要是β,β,β—三氯乙基等，Fra Baidu bibliotek它类 型保护基如
其保护功能与三氯乙基相类似。
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(2) 叔丁酯
• 叔丁酯不能氢解，在常规条件下也不被氨解及碱催 化水解，但叔丁基在温和的酸性条件下可以异丁烯 的形式脱去。
• 在青霉素的合成中，可选择性地裂开叔丁酯以便形 成β-内酰胺；在菌霉素的合成中和在容易还原的酮 的制备中，都可用叔丁基来保护羧基。
• 最常用的方法是将酸与过量醇在酸性条件 下催化加热制得 。
• 酸催化剂的性质可以允许有较大不同，磷 酸、芳基磺酸、烷基硫酸酯和酸性离子交 换树脂等都可应用 。
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• 三氟甲磺酸酐、乙酰氯、硫酰氯、亚硫酰氯、 吡啶/ 对甲苯磺酰氯、吡啶/氯化氧磷等都与三 氟乙酸酐相似，可作为直接酯化的催化剂。
O
CH3
CH3 CH3
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(7) 由重氮烷类与羧酸作用制备
• 由重氮烷和羧酸成酯是一个条件温和且产率常为100%的 方法。特别适于制备甲酯、乙酯、苯酯和二苯甲酯，但其 缺点是产量低，不能大量制备。
O COOH CH2N2
O COOCH3
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（8）由羧酸和三甲基硅含氮化合物制备
羧基的保护与脱保护
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一、概述 二、酯化法保护羧基 三、用酰胺和酰肼来保护羧基 四、酯的保护
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一、概述
• 羧基存在于许多具有生物活性和合成价值的化合 物中，如氨基酸、青霉素、大环内酯等抗菌素的 前体等。
• 保护羧基的方法
• 1. 酯化法；
• 2. 形成酰胺或酰肼。
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S
H2N
O
CH3
CH3
N O
O
CH3 + H3C Si NH Si CH3
CH3
CH3
O
OH
S
(H3C)3Si NH
O
MC
N O
O
CH3
O
O Si(CH3)3
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2 .几种典型的酯保护基
简单的烷基酯作为羧酸的保护基在有些 情况下并不适用。
其原因往往是由于最后需用皂化反应来 除去酯基。
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CH 2 Cl
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(3) 由酸酐与醇作用制备
在碱催化下，醇和酸酐起反应同样是一个可 靠的酯化方法。
以许多羧酸来说，最方便的酯化方法是：先 与三氟乙酸酐等形成一个无需分离的混合酸 酐，再与醇作用形成相应的酯类。
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(4) 由卤代物与羧酸盐或羧酸作用制备
• 丙酮二甲基缩醛可用来直接生成甲酯，此试剂 在反应过程中可清除形成的水，同时释放反应 所需的甲醇 。
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(2) 由酰卤与醇作用制备
这是制备酯的常规方法，由易得的醇与酰氯在 碱 (如吡啶) 催化下反应制得，此法经常用来 制备叔丁酯。
O
Cl
O
叔丁醇钾
O C(CH 3 ) 3
二氯甲烷
CH 2 Cl
N
I
O
O OSi(3)C 3 H
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(5) 由酯交换法制备
酯交换反应，即酯与醇/酸/酯（不同的酯）在 酸或碱的催化下生成一个新酯和一个新醇/酸/ 酯的反应。
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(6) 由羧酸与烯作用制备
CH3
H3C
OH
CH3
H3C
CH2
CH3
H3C
CH2
+ CH3
H2C
CH3 OH
O
H2C
CH3 O
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• 苄酯和对硝基苄酯也可作为羧基的保护基，一个 典型的例子就是其在氨基的酰化衍生物合成中的 应用。
• 在苯酯和缩酚酸的合成中，二苯甲酯具有相似的 作用，但二苯甲酯在酸存在条件下的溶剂化分解 太快，因此在酸性条件下不易作羧基保护基。
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• RCOOH = 一种青霉素 。
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三、用酰胺和酰肼来保护羧基
• 酰胺和酰肼对脱除酯类的碱性水解条件稳定；酯 类对能有效脱解酰胺的亚硝酯和用于裂解酰肼的 氧化剂也稳定。所以二者可以互补。
• 制备酰胺和酰肼的经典方法是以酯或酰氯分别与 胺或肼作用制备，也可直接从酸制得。
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• 酰肼已被用于抗菌素和肽的合成，在肽的合成 中它们可被亚硝酸转化为叠氮化物，使得缩合
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RCOOH = 脂肪酸，氨基酸，青霉素。
RCOOH = 一种青霉素 。
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(3) 苄基 、取代苄基及二苯甲基酯类
• 这类酯是一种有价值的保护基，其制备可用经 典的方法及前述的反应制备。
• 这类酯保护基的特点在于它们能很快地被氢解 除去。在青霉素合成中，苄酯不被温和的酯水 解条件破坏，最后需由氢解除去苄酯。