第五篇第五篇 官能团保护官能团保护基团保护PPT课件 (2)Polo-Like Kinase inhibitor基团保护PPT课件 (2) 选择性试剂选择性试剂 PK 导向基团导向基团基团保护PPT课件 (2)导向基团导向基团l阻断基l活化基l保护基基团保护PPT课件 (2)教学主要内容教学主要内容l一、保护基的基本条件l二、羟基保护l三、二羟基保护l四、羰基保护l五、羧基保护l六、氨基保护基团保护PPT课件 (2)总的说来，保护基应满足下列三点要求：总的说来，保护基应满足下列三点要求：1. 它它容容易易引引入入所所要要保保护护的的分分子子（温温和和条条件件）;2. 它它与与被被保保护护基基形形成成的的结结构构能能够够经经受受住住所所要要发生的反应的条件发生的反应的条件;3. 它它可可以以在在不不损损及及分分子子其其余余部部分分的的条条件件下下除除去（温和条件）去（温和条件）; 在在一一些些例例子子中中，最最后后一一条条可可以以放放宽宽，允允许许保保护基被直接转变为另一种官能团。护基被直接转变为另一种官能团。基团保护PPT课件 (2)一、羟基的保护基团一、羟基的保护基团保保护护醇醇类类 ROH 的的方方法法一一般般是是制制成成醚醚类类 (ROR) ) 或或酯酯类类( (ROCOR)ROCOR)，前者对氧化剂或还原剂都有相当的稳定性。前者对氧化剂或还原剂都有相当的稳定性。1. 形成甲醚类形成甲醚类 ROCH3可可以以用用碱碱脱脱去去醇醇ROH质质子子，再再与与合合成成子子 CH3作作用用，如如使使用用试试剂剂NaH/Me2SO4。也也可可先先作作成成银银盐盐 RO-Ag+ 并并与与碘碘甲甲烷烷反反应应，如如使使用用 Ag2O/MeI；但但对对三三级级醇醇不不宜宜使使用用这这一一方方法法。醇醇类类也也可可与与重重氮氮甲甲烷烷CH2N2，在在Lewis酸（如酸（如BF3Et2O）催化下形成甲醚催化下形成甲醚.基团保护PPT课件 (2)一、羟基的保护基团脱脱去去甲甲基基保保护护基基，回回复复到到醇醇类类，通通常常使使用用Lewis酸酸，如如BBr3及及Me3SiI，也也就就是是引引用用硬硬软软酸酸碱碱原原理理（hard-soft acid and base principle），使使氧氧原原子子与与硼硼或或硅硅原原子子结结合合（较较硬硬的的共共轭轭酸酸），而而以以溴溴离离子子或或碘碘离离子子（较较软软的的共共轭轭碱碱）将将甲甲基基（较较软软的的共共轭轭酸酸）除去。除去。基团保护PPT课件 (2)一、羟基的保护基团2. 形成叔丁基醚类形成叔丁基醚类 ROC（CH3）3醇醇与与异异丁丁烯烯在在Lewis 酸酸催催化化下下制制备备。叔叔丁丁基基为为一一大大的的取取代基（代基（bulky group），），脱去时需用酸处理：脱去时需用酸处理：3. 形成苄醚形成苄醚 ROCH2Ph：制制备备时时，使使醇醇在在强强碱碱下下与与苄苄溴溴 (benzyl bromide)反反应应，通通常常以以加加氢氢反反应应或或锂锂金金属属还还原原，使使苄苄基基脱脱除除，并并回回复复到到醇醇类。类。基团保护PPT课件 (2)基团保护PPT课件 (2)一、羟基的保护基团4. 形成三苯基甲醚形成三苯基甲醚 (ROCPh3)制制备备时时，以以（单单或或二二取取代代）三三苯苯基基氯氯甲甲烷烷在在吡吡啶啶中中与与醇醇 类类 作作 用用 ， 而而 以以 4-二二 甲甲 胺胺 基基 吡吡 啶啶 （ 4-dimethyl aminopyridine, DMAP）为催化剂。为催化剂。三苯甲基（三苯甲基（trityl group）是一更大的基团，脱去时用是一更大的基团，脱去时用酸反应，或锂金属处理。酸反应，或锂金属处理。因为有位阻的醇进行三苯甲基化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一级醇（伯醇）。被一级醇慢得多，所以能够选择性的保护一级醇（伯醇）。基团保护PPT课件 (2)一、羟基的保护基团基团保护PPT课件 (2)一、羟基的保护基团5. 形成甲氧基甲醚形成甲氧基甲醚 ROCH2OCH3制制备备时时，使使用用甲甲氧氧基基氯氯甲甲烷烷与与醇醇类类作作用用，并并以以三三级级胺胺吸吸收收生生成成的的HCl。甲甲氧氧基基甲甲醚醚在在碱碱性性条条件件下下和和一一般般质质子子酸酸中中有有相相当当的的稳稳定定性性，但但此此保保护护基基团团可可用强酸或用强酸或Lewis酸在激烈条件下脱去。酸在激烈条件下脱去。6. 形成三甲硅醚形成三甲硅醚 ROSi（CH3）3制制备备时时，用用三三甲甲基基氯氯硅硅烷烷与与醇醇类类在在三三级级胺胺中中作作用用。此此保保护护基基在在酸酸中中不不太太稳稳定定，也也可可以以用用氟氟离离子子F-脱脱去去（Si-F的键结合力甚强，大于的键结合力甚强，大于Si-O的键能）。的键能）。基团保护PPT课件 (2)一、羟基的保护基团7. 形成四氢吡喃形成四氢吡喃 ROTHP 制制备备时时，使使用用二二氢氢吡吡喃喃与与醇醇类类在在酸酸催催化化下下进进行行加加成成作作用用。欲欲回回收收恢恢复复到到醇醇类类时时，则则在在酸酸性性水水溶溶液液中中进进行行水水解解，即即可可脱脱去去保保护护基基团团。有有机机合合成成中中常常引引用用这这种种保保护护基基团团，其其缺缺点点是是增增加加一一个个不不对对称称碳碳（缩缩酮酮上上的的碳碳原子），使得原子），使得NMR谱的解析较复杂。谱的解析较复杂。基团保护PPT课件 (2)一、羟基的保护基团8. 形成叔丁基二甲硅醚形成叔丁基二甲硅醚 ROSiMe2(t-Bu)制制备备时时，用用叔叔丁丁基基二二甲甲基基氯氯硅硅烷烷与与醇醇类类在在三三级级胺胺中中作作用用，此此保保护护基基比比三三甲甲基基硅硅基基稳稳定定，常常运运用用在在有有机机合合成成反应中，一般是反应中，一般是F-离子脱去。离子脱去。9. 9. 形成乙酸酯类形成乙酸酯类 ROCOCHROCOCH3 3基团保护PPT课件 (2)一、羟基的保护基团10 形成苯甲酸酯类形成苯甲酸酯类 ROCOPh 制制备备时时，用用苯苯甲甲酰酰氯氯与与醇醇类类在在吡吡啶啶中中作作用用。苯苯甲甲酸酸酯较乙酯稳定，脱去苯甲酸酯需要较激烈的皂代条件。酯较乙酯稳定，脱去苯甲酸酯需要较激烈的皂代条件。脱去乙酸酯保护基可使用皂化反应水解。乙酯可与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。单，常用来帮助决定醇类的结构。基团保护PPT课件 (2)二、二羟基的保护基团在在多多羟羟基基化化合合物物中中，同同时时保保护护两两个个羟羟基基往往往往很很方方便便。保护基即可以是缩醛，缩酮，也可以是碳酸酯。保护基即可以是缩醛，缩酮，也可以是碳酸酯。1. 缩醛或缩酮缩醛或缩酮 在在这这种种反反应应中中，一一般般使使用用的的羰羰基基化化合合物物是是丙丙酮酮或或苯甲醛，丙酮在酸催化下与顺式苯甲醛，丙酮在酸催化下与顺式1,2二醇反应，二醇反应， 苯甲醛往往在氯化锌存在下与苯甲醛往往在氯化锌存在下与1,3二醇反应。二醇反应。 缩缩醛醛和和缩缩酮酮在在中中性性和和碱碱性性条条件件下下稳稳定定，因因此此，假假如如反反应应可可以以碱碱性性条条件件下下进进行行，则则它它们们在在烷烷基基化化，酰酰基基化化，氧化和还原时用于保护二醇。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。二醇可用稀酸处理再生。苄叉基可用氢解方法除去。基团保护PPT课件 (2)二、 二羟基的保护基团基团保护PPT课件 (2)二、二羟基的保护基团基团保护PPT课件 (2)二、二羟基的保护基团2. 碳酸酯碳酸酯 在在吡吡啶啶存存在在下下，光光气气与与顺顺式式 1,2二二醇醇反反应应，给给出出在在中中性性和和温温和和酸酸性性条条件件下下稳稳定定的的碳碳酸酸酯酯，当当在在这这种种条条件件下下进行氧化，还原时，能保护进行氧化，还原时，能保护1,2二醇。二醇。 用碱性试剂处理，则二醇从碳酸酯再生。用碱性试剂处理，则二醇从碳酸酯再生。基团保护PPT课件 (2)二、二羟基的保护基团基团保护PPT课件 (2)三、羰基的保护保护羰基的方法可分为二种：保护羰基的方法可分为二种：一是形成缩酮或其对等物一是形成缩酮或其对等物 醛醛基基是是最最容容易易形形成成缩缩醛醛或或对对等等物物的的羰羰基基，而而苯苯环环上上的酮基则是反应性最低的羰基。的酮基则是反应性最低的羰基。一般说来，反应性是：一般说来，反应性是： 醛醛基基 链链状状羰羰基基（环环已已酮酮） 环环戊戊酮酮 ,-不不饱饱和酮和酮 苯基酮。苯基酮。 缩缩酮酮的的保保护护基基不不与与碱碱，氧氧化化剂剂或或亲亲核核剂剂（如如H-，RMgBr）作用，而通常以酸水解回复到羰基。作用，而通常以酸水解回复到羰基。基团保护PPT课件 (2)三、羰基的保护基团保护PPT课件 (2)三、 羰基的保护二是使用隐藏性羰基二是使用隐藏性羰基基团保护PPT课件 (2)三、 羰基的保护1. 形成二甲醇缩酮形成二甲醇缩酮 R2C(OCH3)2制备：以甲醇在酸催化下与醛，酮类进行脱水作用。制备：以甲醇在酸催化下与醛，酮类进行脱水作用。 一一般般的的酸酸催催化化可可用用盐盐酸酸气气HCl(g)，甲甲苯苯磺磺酸酸或或酸酸性性离离子子交交换换等等。常常用用的的脱脱水水方方法法有有加加苯苯共共沸沸，利利用用分分子筛吸水，或加过量的甲醇。子筛吸水，或加过量的甲醇。基团保护PPT课件 (2)三、羰基的保护将将缩缩酮酮回回复复到到酮酮类类（即即除除去去保保护护基基团团），可可以以在在酸酸性性溶溶液液中中水水解解，或或以以丙丙酮酮进进行行置置换换，或或以以三三甲甲碘碘硅硅烷烷作作用用（软硬酸碱原理）。（软硬酸碱原理）。基团保护PPT课件 (2)三、 羰基的保护2. 形成乙二醇缩酮形成乙二醇缩酮R2C(OCH2)2 制备时，在乙二醇酸催化下与酮类进行作用。制备时，在乙二醇酸催化下与酮类进行作用。 此缩酮比二甲缩酮稳定，但也可在酸性溶液中水解。此缩酮比二甲缩酮稳定，但也可在酸性溶液中水解。 基团保护PPT课件 (2)三、羰基的保护基团保护PPT课件 (2)三、羰基的保护3. 形成丙二硫醇缩酮形成丙二硫醇缩酮 保护基团在中性或碱性条件下是比较稳定的。 基团保护PPT课件 (2)三、羰基的保护基团保护PPT课件 (2)四、羧酸的保护羧羧酸酸以以酯酯的的形形式式被被保保护护，常常常常用用甲甲酯酯或或乙乙酯酯，然然而而为为了除去它们需要强酸性或强碱性条件可能是不利方面。了除去它们需要强酸性或强碱性条件可能是不利方面。在在这这种种条条件件下下，叔叔丁丁酯酯（可可用用温温和和的的酸酸处处理理除除去去），苄苄酯酯（能能经经氢氢解解而而脱脱苄苄基基）或或,- -三三氯氯乙乙酯酯（去去保保护作用可用包括锌引起的消除反应）可能更有用。护作用可用包括锌引起的消除反应）可能更有用。基团保护PPT课件 (2)四、羧酸的保护 三三氯氯乙乙酯酯曾曾被被WoodwardWoodward用用于于在在头头孢孢菌菌素素C C的的合合成成。其其中中的的-内内酰酰胺胺环环在在除除去去保保护护基基时时不不受受影影响。响。基团保护PPT课件 (2)四、羧酸的保护基团保护PPT课件 (2)四、羧酸的保护苄基对于温和酸处理是稳定的，它易被氢解除去。苄基对于温和酸处理是稳定的，它易被氢解除去。基团保护PPT课件 (2)叔丁酯对酸敏感叔丁酯对酸敏感基团保护PPT课件 (2)五、氨基的保护五、氨基的保护N-烷基或烷基或 N-硅烷基作为保护基硅烷基作为保护基 基团保护PPT课件 (2)五、氨基的保护五、氨基的保护乙酰基为保护基团乙酰基为保护基团基团保护PPT课件 (2)lBoc (Boc (叔丁基氧基羰酰基）叔丁基氧基羰酰基） 基团保护PPT课件 (2)lBocBoc广泛用于多肽的合成广泛用于多肽的合成 基团保护PPT课件 (2)l 请判断下列转化是否能实现，请简述理由。请判断下列转化是否能实现，请简述理由。怎样才能获得各反应的目标物质。怎样才能获得各反应的目标物质。基团保护PPT课件 (2)基团保护PPT课件 (2)基团保护PPT课件 (2)