保護基團

保護基團

保護基團,在有機合成中,含有2個或多個官能團的分子,為使其中某個官能團免遭反應的破壞,常用某種試劑先將其保護,待反應完成後再脫去保護劑。

定義

例如,化合物1轉變為2時,需先將羰基用乙二醇保護,否則用氫化鋁鋰(LiAlH4)還原時,羰基也將被還原。

具體套用

保護醇類 ROH 的方法一般是製成醚類 (ROR′) 或酯類(ROCOR′),前者對氧化
劑或還原劑都有相當的穩定性。

形成甲醚類

可以用鹼脫去醇ROH質子,再與合成子 +CH3作用,如使用試劑NaH /
Me2SO4。也可先作成銀鹽 RO-Ag+ 並與碘甲烷反應,如使用 Ag2O / MeI;但對
三級醇不宜使用這一方法。醇類也可與重氮甲烷CH2N2,在Lewis酸(如
BF3·Et2O)催化下形成甲醚.
脫去甲基保護基,回復到醇類,通常使用Lewis酸,如BBr3及Me3SiI,
也就是引用硬軟酸鹼原理(hard-soft acids and bases principle),使氧原
子與硼或矽原子結合(較硬的共軛酸),而以溴離子或碘離子(較軟的共軛鹼)
將甲基(較軟的共軛酸)除去。

形成叔丁基醚類

醇與異丁烯在Lewis 酸催化下製備。叔丁基為一巨大的取代基(bulky
group),脫去時需用酸處理
3.

形成苄醚

製備時,使醇在強鹼下與苄溴 (benzyl bromide)反應,通常以加氫反
應或鋰金屬還原,使苄基脫除,並回復到醇類。
4. 形成三苯基甲醚 (ROCPh3)
製備時,以三苯基氯甲烷在吡啶中與醇類作用,而以 4-二甲胺基吡啶
(4-dimethyl aminopyridine, DMAP)為催化劑。
5. 形成甲氧基甲醚 ROCH2OCH3
製備時,使用甲氧基氯甲烷與醇類作用,並以三級胺吸收生成的HCl。
甲氧基甲醚在鹼性條件下和一般質子酸中有相當的穩定性,但此保護基團可用強
酸或Lewis酸在激烈條件下脫去。
7. 形成四氫吡喃 ROTHP
製備時,使用二氫吡喃與醇類在酸催化下進行加成作用。欲回收恢復到
醇類時,則在酸性水溶液中進行水解,即可脫去保護基團。有機合成中常引用這
種保護基團,其缺點是增加一個不對稱碳(縮酮上的碳原子),使得NMR譜的解
析較複雜。
8. 形成叔丁基二甲矽醚 ROSiMe2(t-Bu)

製備時,用叔丁基二甲基氯矽烷與醇類在三級胺中作用,此保護基比三
甲基矽基穩定,常運用在有機合成反應中,一般是F-離子脫去。
9. 形成乙酸酯類 ROCOCH3
脫去乙酸酯保護基可使用皂化反應水解。乙酯可與大多數的還原劑作
用,在強鹼中也不穩定,因此很少用作有效的保護基團。但此反應的產率極高,
操作也很簡單,常用來幫助決定醇類的結構。
10 形成苯甲酸酯類 ROCOPh
製備時,用苯甲醯氯與醇類的吡啶中作用。苯甲酸酯較乙酯穩定,脫去
苯甲酸酯需要較激烈的皂代條件。

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