有机化学保护基团省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx
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1、第七章第七章 保护基团保护基团(protectivegroups)参考文件:T.W.Greene,Protectivegroupsinorganicsynthesis,thirdedition第1页selectivity是手段不是目第2页一、概述:理想保护基团标准1保护基起源,经济性2轻易引入,保护效率高3保护基引入对化合物结构不应增加过量复杂性,如新手性中心等。4保护后化合物在后面反应中要求稳定5保护后化合物对分离、纯化和层析要稳定6能在高度专一条件下选择性、高效脱除、不影响分子其余部分。7去保护后主产物要易于分离。8有时还能够将保护基转换为其它官能团。第3页二、羟基保护(一)形成醚1.甲基
2、醚甲基醚第4页I.保护(1)有机溶剂,产率6090%(2)MeI,Me2SO4 NaH,KI,THF,引入甲醚无很大位阻影响(3)CH2N2(重氮甲烷)硅胶/HBF4第5页(4)MeI,Ag2O第6页第7页II去保护Lewis酸Me3SiI/CHCl3,BBr3,CH2Cl2。浓HI第8页2形成叔丁基醚类ROC(CH3)3第9页第10页去保护:无水CF3COOH,0-20oC.2MHCl,CH2OHHBr,AcOH,20oC30分钟第11页3苄醚ROCH2Ph,Bn-ORBnCl,KOH(粉末),130140o,苄氯或苄溴与醇形成苄醚。第12页优先保护伯醇第13页4.形成硅醚硅醚保护:Me3S
3、i(TMS),Et3Si(TES),t-BuMe2Si(TBDMS),t-BuPh2Si(TBDPS),i-Pr3Si(TIPS).第14页第15页水解活性次序:1o2o;脂肪族芳香族对酸稳定性次序:TMS(1)TES(64)TBS(20,000)TIPS(700,000)TBDPS(5,000,000)对碱稳定性次序:TMS(1)TES(10-100)TBSTBDPS(20,000)ArOHCOOHNHCONHSH.第16页(1)三甲基硅醚ROSi(CH3)3在酸中不稳定极不稳定,遇水分解,应保持无水环境。能够与亲核试剂反应,如格氏试剂,氢化反应,氢化物还原都会影响,所以它属于暂时羟基保护,
4、水处理后即分解。惯用酸或碱水溶液水解。第17页(2)三乙基硅醚稳定性增加,遇水稳定性提升。第18页第19页(3)三异丙基硅醚三异丙基硅醚(ROSi(iPr3),ROTIPS)是由三异丙基氯硅烷硅烷化羟基制得,催化剂是咪唑或二甲氨吡啶。其稳定性比三甲基硅醚高得多,可用于亲核反应、有机金属试剂、氢化还原、氢化物还原和氧化反应等。脱保护惯用氟试剂,如:氟化氢水溶液、氟化四丁铵。因为三异丙基硅基团位阻较大,可用于选择性保护羟基。第20页(4)叔丁基二甲基硅醚(RO-Si(Me3):一Bu,ROTBDMS)是较稳定硅醚。在pH=412范围稳定。叔丁基二甲基硅醚能适合于亲核反应、有机金属试剂,氢化还原、氢
5、化物还原和氧化反应等条件下羟基保护。叔丁基二甲基醚由叔丁基二甲基氯硅烷(:Bu(Me2)SiCl)或三氟甲磺酸叔丁基二甲基酯(tBu(Me2)SiOSO2CF3)制得。因为叔丁基二甲基硅位阻,硅烷化反应选择在伯羟基。脱保护如同三异丙基硅醚所用方法,如:氟化氢水溶液、氟化四丁铵。也能够用硫酸铜/丙酮与催化量对甲苯磺酸,丙酮存在可使二醇转化成缩酮。第21页第22页(二)、形成酯酯化引入羰基,易于发生羰基上亲核反应、水解以及还原反应等,包括这类反应时不宜用酯化法保护羟基。合成:中主要用作保护基酯是乙酸酯、苯甲酸酯、2,4,6三甲基苯甲酸酯等。保护:酯通常采取酸酐或酰氯在碱存在下酰化制得。去保护普通用
6、碱水解或碱醇解法,也能够用氨醇溶液氨解(如甲醇氨溶液)。酯在碱性条件下稳定性差,相对在酸性较稳定,这恰好填补了醇类醚保护基衍生物需要酸性才能裂解去保护不足。第23页乙酸酯在pH=18稳定。有机金属试剂(如有机铜)、催化氢化、硼氢化物还原、路易斯酸、氧化反应等能够采取乙酸酯保护。第24页去保护:用酸或碱催化水解裂解成醇和酸。核苷合成中利用乙酰化保护羟基。如胸苷制备是利用乙酸酯保护核糖羟基,缩合反应在路易斯酸催化下进行,然后用甲醇钠甲醇或氨甲醇脱去乙酰基。皂化反应第25页第26页苯甲酸酯类似乙酸酯可用于羟基保护。适合用于有机金属试剂(如有机铜)、催化氢化、硼氢化物还原、路易斯酸、氧化反应等时羟基保
7、护。就水解而言,苯甲酸酯作为保护基比乙酸酯稳定。苯甲酸酯裂解去保护一样普通采取碱性水解或醇解,有时也能够用锂铝氢还原法去保护。第27页(三)形成缩酮上述甲醚、苄醚、叔丁基醚等简单醚保护基在上保护基或去保护时经常需要酸性条件,这对于一些含有对酸敏感基团化合物显然是不适当。为此,一类称为“取代甲基醚”保护基能够克服上述醚保护基不足。所谓“取代甲基醚”实际是一个缩醛结构。最简单是甲氧基甲醚(ROCH2OCH3,ROMOM),从结构来看是甲醛缩二醇。MOMMEMTHP第28页1甲氧基甲醚MOM醚甲氧基甲醚是用氯甲基甲醚或甲醛缩二甲醇将醇羟基甲氧甲基化生成。在强碱(如氢化钠、氢化钾)存在下,氯甲基甲醚烃
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