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,需先將羰基乙二醇保護,否則用氫化鋁鋰()還原時,羰基也將被還原。

具體應用


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

形成甲醚類

可以用鹼脫去醇質子,再與合成子作用,如使用試劑。也可先作成銀鹽 並與碘甲烷反應,如使用;但對三級醇不宜使用這一方法。醇類也可與重氮甲烷,在Lewis酸(如)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,如及,也就是引用硬軟酸鹼原理(hard-soft acids and bases principle),使氧原子與硼或硅原子結合(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 ()
製備時,以三苯基氯甲烷吡啶中與醇類作用,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
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。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
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. 形成叔丁基二甲硅醚
製備時,用叔丁基二甲基氯硅烷與醇類在三級胺中作用,此保護基比三甲基硅基穩定,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
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
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。