第七章基团的保护与反应性转换ppt课件.ppt

第第7章章 基团的维护与反响性转换基团的维护与反响性转换 基基团团的的维维护护与与基基团团的的反反响响性性转转换换是是指指在在一一化化合合物物分分子子中中为为使使其其特特定定基基团团或或位位置置发发生生预预期期反反响响，，其其它它基基团团或或位位置置进进展展暂暂时时性性维维护护或或暂暂时时性性级级性性改改动动的的过过程程，，待待反反响响完成生成新化合物所采取的一种战略完成生成新化合物所采取的一种战略7.1 基团的维护和去维护基团的维护和去维护7.1 基团的维护和去维护基团的维护和去维护1.该基团应该是在温暖条件下引入；2.在化合物中其它基团发生转化所需求的条件下是稳定的；3.在温暖条件下易于除去 7.1 基团的维护和去维护基团的维护和去维护7.1.1 羟基的维护羟基的维护 1 1．醇羟基的维护．醇羟基的维护注：Tceoc为三氯乙氧羰基，Tbeoc 为三溴乙氧羰基，Bn为苄基，ThP为四氢吡喃基，Py为吡啶 7.1 基团的维护和去维护基团的维护和去维护7.1.1 羟基的维护羟基的维护 1 1．醇羟基的维护．醇羟基的维护1)醚类衍生物醚类衍生物 〔〔1〕甲醚〕甲醚该方法的优点是：条件温暖，维护基容易引入，且对酸、碱、氧化剂该方法的优点是：条件温暖，维护基容易引入，且对酸、碱、氧化剂或复原剂都很稳定。

这种方法普通多用于单糖环状构造的经典测定或复原剂都很稳定这种方法普通多用于单糖环状构造的经典测定7.1 基团的维护和去维护基团的维护和去维护7.1.1 羟基的维护羟基的维护 1 1．醇羟基的维护．醇羟基的维护1)醚类衍生物醚类衍生物 〔〔2〕三甲基硅醚〕三甲基硅醚 醇的三甲基硅醚对催化氢化、氧化、复原反响稳定，广泛用于维护糖、甾族类及其它醇的羟基它的一个重要特征是可以在非常温暖的条件下引入和脱去维护基，但因其对酸、碱都很敏感，只能在中性条件下运用7.1 基团的维护和去维护基团的维护和去维护7.1.1 羟基的维护羟基的维护 1 1．醇羟基的维护．醇羟基的维护1)醚类衍生物醚类衍生物 〔〔3〕苄醚〕苄醚 苄基醚在碱性条件下通常是稳定的，就是对氧化剂苄基醚在碱性条件下通常是稳定的，就是对氧化剂(如过碘酸、四乙酸铅如过碘酸、四乙酸铅)、、LiAlH4与弱酸也是稳定的在中性溶液中室温下它们能很快被催化氢解，常用钯催与弱酸也是稳定的在中性溶液中室温下它们能很快被催化氢解，常用钯催化氢解或者与金属钠在液氨化氢解或者与金属钠在液氨(或醇或醇)中脱维护该方法广泛用于糖及核苷酸中醇羟基中脱维护。

该方法广泛用于糖及核苷酸中醇羟基的维护 7.1 基团的维护和去维护基团的维护和去维护7.1.1 羟基的维护羟基的维护 1 1．醇羟基的维护．醇羟基的维护1)醚类衍生物醚类衍生物 〔〔4〕三苯甲基醚〕三苯甲基醚多羟基化合物中选择性地维护伯醇羟基多羟基化合物中选择性地维护伯醇羟基 易结晶，疏水，溶于许多非羟基的有机溶剂中它对碱和其它亲核试剂稳定，但易结晶，疏水，溶于许多非羟基的有机溶剂中它对碱和其它亲核试剂稳定，但在酸性介质中不稳定以下试剂经常用来除去三苯甲基维护基：在酸性介质中不稳定以下试剂经常用来除去三苯甲基维护基：80％的乙酸％的乙酸(在回流在回流温度温度)，，HCl/CHCl3和和HBr(计算量计算量)/AcOH在在0oC，将三苯甲醇吸收在硅胶柱子上，几，将三苯甲醇吸收在硅胶柱子上，几小时即可脱醚小时即可脱醚 7.1 基团的维护和去维护基团的维护和去维护7.1.1 羟基的维护羟基的维护 1 1．醇羟基的维护．醇羟基的维护2)缩醛和缩酮衍生物缩醛和缩酮衍生物 〔〔1〕四氢吡喃醚〕四氢吡喃醚 对碱、格氏试剂、烷基锂、氢化铝锂、烃化剂和酰化剂均稳定。

缺陷是：不能用于在对碱、格氏试剂、烷基锂、氢化铝锂、烃化剂和酰化剂均稳定缺陷是：不能用于在酸性介质中进展反响此外，假设用于旋光性醇，由于引入了一个新的手性中心，将导致酸性介质中进展反响此外，假设用于旋光性醇，由于引入了一个新的手性中心，将导致生成非对映异构体的混合物，分别困难，呵斥产率降低然而它在室温条件下，即能进展生成非对映异构体的混合物，分别困难，呵斥产率降低然而它在室温条件下，即能进展催化水解催化水解 7.1 基团的维护和去维护基团的维护和去维护7.1.1 羟基的维护羟基的维护 1 1．醇羟基的维护．醇羟基的维护2)缩醛和缩酮衍生物缩醛和缩酮衍生物 〔〔2〕缩醛和缩酮〕缩醛和缩酮7.1 基团的维护和去维护基团的维护和去维护7.1.1 羟基的维护羟基的维护 1 1．醇羟基的维护．醇羟基的维护3)羧酸酯类衍生物羧酸酯类衍生物〔〔1〕乙酸酯〕乙酸酯7.1 基团的维护和去维护基团的维护和去维护7.1.1 羟基的维护羟基的维护 2．酚羟基的维护．酚羟基的维护表表7-2 酚酚羟基的基的维护与脱与脱维护酚酚羟基保基保护基基脱保脱保护基的条件基的条件- -OCH3浓H2SO4，室温；，室温；浓HCl，封管加，封管加热；；HCl(HBr)乙酸水溶液，回流；乙酸水溶液，回流；HI回流；回流；浓HNO3，， CrO3 ，，Ce(SO4)3，，H2SO4；；AlBr3 ，，BCl3 ，，BBr3 ，，POCl3/ZnCl2；；CH3MgI，，MgI2 ，，LiI/2,4,6-三甲基吡三甲基吡啶，回流；，回流；NaOMe/MeOH-DMSO，， NaOH- -OCH(CH3)2HBr, 回流回流- -OC (CH3)3HCl-CH3OH, 60oC, CF3COOH室温室温-OCH2PhH2, Pd-C, HCl/AcOH, Na-C4H9OH-OCH2OCH3H2SO4/AcOH与酸水溶液回流与酸水溶液回流-OCH2COPhZn-AcOH, 室温室温- -OSi (CH3)3H2O；含水甲醇，回流；含水甲醇，回流- -OCOCH3碱的水溶液或碱的含水醇溶液碱的水溶液或碱的含水醇溶液,HCl,氨水或氨水的醇溶液氨水或氨水的醇溶液-OCOPh碱的水溶液或碱的含水醇溶液碱的水溶液或碱的含水醇溶液,HCl- -OCO2CH3碱的水溶液或碱的含水醇溶液碱的水溶液或碱的含水醇溶液- -OCO2CH2CH3碱的水溶液或碱的含水醇溶液碱的水溶液或碱的含水醇溶液- -OCO2CH2CCl3Zn-MeOH回流，回流，Zn-AcOH搅拌拌1~3小小时- -SO2Ar碱的的水溶液或碱的醇溶液碱的的水溶液或碱的醇溶液7.1 基团的维护和去维护基团的维护和去维护7.1.1 羟基的维护羟基的维护 2．酚羟基的维护．酚羟基的维护例如：7.1 基团的维护和去维护基团的维护和去维护7.1.2 羰基的维护羰基的维护 1．缩醛〔酮〕类维护基团．缩醛〔酮〕类维护基团7.1 基团的维护和去维护基团的维护和去维护7.1.2 羰基的维护羰基的维护 1．缩醛〔酮〕类维护基团．缩醛〔酮〕类维护基团7.1 基团的维护和去维护基团的维护和去维护7.1.2 羰基的维护羰基的维护 2．烯醇醚和烯胺衍生物．烯醇醚和烯胺衍生物1)烯醇醚和硫代烯醚烯醇醚和硫代烯醚2)烯胺烯胺7.1 基团的维护和去维护基团的维护和去维护7.1.2 羰基的维护羰基的维护 3．硫缩醛〔酮〕类维护基团．硫缩醛〔酮〕类维护基团7.1 基团的维护和去维护基团的维护和去维护7.1.2 羰基的维护羰基的维护 3．硫缩醛〔酮〕类维护基团．硫缩醛〔酮〕类维护基团7.1 基团的维护和去维护基团的维护和去维护7.1.3 氨基的维护氨基的维护 ;保保护基基试剂脱保脱保护缩写写结构式构式Tfac (F3CCO)2O, PyBa(OH)2, NaHCO3NH3/H2O, HCl/H2ONaBH4/MeOHBoc(t-Box) TFA/CHCl3, HF/H2OTceoc TceocClZn/AcOH阴极阴极电解解还原原Cbz(“Z”)HBr/AcOHH2/PdPhthPhthNCOOEtHBr/AcOHN2H4/H2O7.1 基团的维护和去维护基团的维护和去维护7.1.3 氨基的维护氨基的维护 ;7.1 基团的维护和去维护基团的维护和去维护7.1.3 氨基的维护氨基的维护 R1=H, Ph, Bu等; R2=4-ClC6H4, 4-O2NC6H4, Ph, PhCO, -CH=CH-N=CH-, Pyridin-2-yl, Pyridin-4-yl, Pyrimidin-2-yl, Purin-6-yl, Bu, 1,3-thiazol-2-yl, C7H15 7.1 基团的维护和去维护基团的维护和去维护7.1.4 羧基的维护羧基的维护 羧基的维护和去维护所用的反响与羟基、氨基维护中运用的反响类似。

羧基的维护和去维护所用的反响与羟基、氨基维护中运用的反响类似羧基被维护后生成的最重要的衍生物是叔丁基、苄基、甲基和三甲硅基酯羧基被维护后生成的最重要的衍生物是叔丁基、苄基、甲基和三甲硅基酯它们可分别被三氟乙酸、氢解和强酸和强碱或三甲基碘硅烷作用脱去维护它们可分别被三氟乙酸、氢解和强酸和强碱或三甲基碘硅烷作用脱去维护7.1 基团的维护和去维护基团的维护和去维护7.1.4 羧基的维护羧基的维护7.1 基团的维护和去维护基团的维护和去维护7.1.5 碳碳-氢键的维护氢键的维护 1 1．乙炔衍生物活泼氢〔．乙炔衍生物活泼氢〔—C≡C—H—C≡C—H〕的维护〕的维护 7.1 基团的维护和去维护基团的维护和去维护7.1.5 碳碳-氢键的维护氢键的维护 2 2．芳烃中．芳烃中C-HC-H键的维护键的维护 简单芳香族化合物的合成通常用亲电取代反响来完成，新引入基团将简单芳香族化合物的合成通常用亲电取代反响来完成，新引入基团将进入芳环上电子密度最高的位置假想象得到不同位置的取代物，就必需进入芳环上电子密度最高的位置假想象得到不同位置的取代物，就必需首先将最活泼的位置维护起来，然后再进展所希望的取代反响，最后再脱首先将最活泼的位置维护起来，然后再进展所希望的取代反响，最后再脱去维护基。

常用的维护基有间位定位基，如去维护基常用的维护基有间位定位基，如-COOH、、-NO2、、-SO3H，及，及邻对位定位基，如邻对位定位基，如-NH2、、-X等等 7.1 基团的维护和去维护基团的维护和去维护7.1.5 碳碳-氢键的维护氢键的维护 2 2．芳烃中．芳烃中C-HC-H键的维护键的维护1)间位定位基间位定位基7.1 基团的维护和去维护基团的维护和去维护7.1.5 碳碳-氢键的维护氢键的维护 2 2．芳烃中．芳烃中C-HC-H键的维护键的维护2)邻、对位定位基邻、对位定位基7.1 基团的维护和去维护基团的维护和去维护7.1.5 碳碳-氢键的维护氢键的维护 3 3．脂肪族化合物．脂肪族化合物C-HC-H键的维护键的维护7.2 基团的反响性转换基团的反响性转换 基团的反响性转换在学习逆合成分析法时曾经提及，基团的反响性转换在学习逆合成分析法时曾经提及，a合成子和合成子和d合合成子可以相互转换，意思是在反响过程中有机化合物中某个原子或原子成子可以相互转换，意思是在反响过程中有机化合物中某个原子或原子团的反响特性〔亲电性或亲核性〕发生了暂时转换这一过程是大家早团的反响特性〔亲电性或亲核性〕发生了暂时转换。

这一过程是大家早就知道的然而构成反响性转换的普通概念，并为大家所注重却是近年就知道的然而构成反响性转换的普通概念，并为大家所注重却是近年来的事情这个概念具有极大的重要性，它使我们开阔思绪，不仅要思来的事情这个概念具有极大的重要性，它使我们开阔思绪，不仅要思索一个基团固有的反响性的重要表现，还引导我们去研讨它的能够转换索一个基团固有的反响性的重要表现，还引导我们去研讨它的能够转换极性转换过程使得合成道路与经典方法相比，有了全新的途径极性转极性转换过程使得合成道路与经典方法相比，有了全新的途径极性转换在大量的有机合成机理中都有涉及，极性转换突破了传统上对该分子换在大量的有机合成机理中都有涉及，极性转换突破了传统上对该分子的反响性了解，不仅有利于提高反响的原子经济性，而且可以进一步丰的反响性了解，不仅有利于提高反响的原子经济性，而且可以进一步丰富有机反响，提高有机合成技巧富有机反响，提高有机合成技巧 7.2 基团的反响性转换基团的反响性转换 7.2.1 羰基的反响性转换羰基的反响性转换 1 1．羰基〔．羰基〔C1C1〕的反响性转换〕的反响性转换 羰基是极性的基团，其中碳呈正电性。

在反响中羰基是极性的基团，其中碳呈正电性在反响中表现为亲电的特性，与各种亲核试剂反响构成碳表现为亲电的特性，与各种亲核试剂反响构成碳- -碳键碳键或碳与其它原子的键，是构筑有机分子较为重要的官或碳与其它原子的键，是构筑有机分子较为重要的官能团假设它的反响性可以转换，不仅能与亲核试剂能团假设它的反响性可以转换，不仅能与亲核试剂反响，还能与亲电试剂反响，可以想象，羰基在有机反响，还能与亲电试剂反响，可以想象，羰基在有机合成中的作用将会进一步扩展合成中的作用将会进一步扩展 7.2 基团的反响性转换基团的反响性转换 7.2.1 羰基的反响性转换羰基的反响性转换 1 1．羰基〔．羰基〔C1C1〕的反响性转换〕的反响性转换 1〕金属酰基化合物〕金属酰基化合物 7.2 基团的反响性转换基团的反响性转换 7.2.1 羰基的反响性转换羰基的反响性转换 1 1．羰基〔．羰基〔C1C1〕的反响性转换〕的反响性转换 2〕烯醇衍生物〕烯醇衍生物 7.2 基团的反响性转换基团的反响性转换 7.2.1 羰基的反响性转换羰基的反响性转换 1 1．羰基〔．羰基〔C1C1〕的反响性转换〕的反响性转换 3〕缩醛衍生物〕缩醛衍生物 7.2 基团的反响性转换基团的反响性转换 7.2.1 羰基的反响性转换羰基的反响性转换 1 1．羰基〔．羰基〔C1C1〕的反响性转换〕的反响性转换 3〕缩醛衍生物〕缩醛衍生物 7.2 基团的反响性转换基团的反响性转换 7.2.1 羰基的反响性转换羰基的反响性转换 1 1．羰基〔．羰基〔C1C1〕的反响性转换〕的反响性转换 4〕〕Stetter反响反响 7.2 基团的反响性转换基团的反响性转换 7.2.1 羰基的反响性转换羰基的反响性转换 2. C22. C2的极性转换的极性转换7.2 基团的反响性转换基团的反响性转换 7.2.1 羰基的反响性转换羰基的反响性转换 3 3．不饱和醛的极性转换．不饱和醛的极性转换MeS: 2,4,6-三甲苯基7.2 基团的反响性转换基团的反响性转换 7.2.2 氨基化合物的极性转换氨基化合物的极性转换 7.2 基团的反响性转换基团的反响性转换 7.2.2 氨基化合物的极性转换氨基化合物的极性转换 7.2 基团的反响性转换基团的反响性转换 7.2.2 氨基化合物的极性转换氨基化合物的极性转换 7.2 基团的反响性转换基团的反响性转换 7.2.3 烃类化合物的极性转换烃类化合物的极性转换1 1．芳香族化合物的极性转换．芳香族化合物的极性转换 经过使芳香族化合物与金属配合的方法，可以实现芳香族化合物的可逆极经过使芳香族化合物与金属配合的方法，可以实现芳香族化合物的可逆极性转换，即使芳香环由亲核性变为亲电性。

这是由于芳香烃与金属配合以后，性转换，即使芳香环由亲核性变为亲电性这是由于芳香烃与金属配合以后，由于电子效应和立体效应的影响，使芳香配体部分发生很大的变化，因此能发由于电子效应和立体效应的影响，使芳香配体部分发生很大的变化，因此能发生原来不能发生的亲核反响，反响后，可以很方便地将配合的金属除去，而得生原来不能发生的亲核反响，反响后，可以很方便地将配合的金属除去，而得到不带金属的芳香族化合物；芳香族化合物配合的金属恰似起到了一个既易于到不带金属的芳香族化合物；芳香族化合物配合的金属恰似起到了一个既易于引入又容易除去的活化原子团的作用；进展反响的条件温暖，为有机合成提供引入又容易除去的活化原子团的作用；进展反响的条件温暖，为有机合成提供了方便7.2 基团的反响性转换基团的反响性转换 7.2.3 烃类化合物的极性转换烃类化合物的极性转换1 1．芳香族化合物的极性转换．芳香族化合物的极性转换 用相应的芳香族化合物与六羰基铬用相应的芳香族化合物与六羰基铬[Cr(CO)6]在惰性溶剂在惰性溶剂(通常用通常用CH3OCH2CH2-O-CH2CH2OCH3)中回流数小时，六羰基铬中的三中回流数小时，六羰基铬中的三个羰基被芳香烃置换而得到一芳香烃三羰基铬，产物用有机溶剂重结个羰基被芳香烃置换而得到一芳香烃三羰基铬，产物用有机溶剂重结晶后通常为黄色或橙黄色晶体。

当芳环上带有各种不同取代基时，亦晶后通常为黄色或橙黄色晶体当芳环上带有各种不同取代基时，亦能用这种方法制备相应的三羰基铬配合物当取代基为排斥电子的基能用这种方法制备相应的三羰基铬配合物当取代基为排斥电子的基团时，如团时，如-OCH3、、-NH2、、-N(CH3)2时，产率均在时，产率均在80％以上反响完％以上反响完成后除去配合的金属不影响芳环上所带的各种官能团，要除去配合的成后除去配合的金属不影响芳环上所带的各种官能团，要除去配合的金属常用碘或四价铈盐等氧化剂金属常用碘或四价铈盐等氧化剂 7.2 基团的反响性转换基团的反响性转换 7.2.3 烃类化合物的极性转换烃类化合物的极性转换1 1．芳香族化合物的极性转换．芳香族化合物的极性转换 芳香烃三羰基铬的主要特征是：首先，由于芳香烃和三羰基铬的配位使芳核芳香烃三羰基铬的主要特征是：首先，由于芳香烃和三羰基铬的配位使芳核上电子云密度降低，有利于发生亲核取代反响；其次，使芳核上其它原子、基团、上电子云密度降低，有利于发生亲核取代反响；其次，使芳核上其它原子、基团、侧键的性质都发生变化侧键的性质都发生变化 R= CN、COOR等基团7.2 基团的反响性转换基团的反响性转换 7.2.3 烃类化合物的极性转换烃类化合物的极性转换1 1．芳香族化合物的极性转换．芳香族化合物的极性转换 7.2 基团的反响性转换基团的反响性转换 7.2.3 烃类化合物的极性转换烃类化合物的极性转换1 1．芳香族化合物的极性转换．芳香族化合物的极性转换 7.2 基团的反响性转换基团的反响性转换 7.2.3 烃类化合物的极性转换烃类化合物的极性转换2．烯烃的极性转换．烯烃的极性转换 烯烃分子中的碳碳双键具有较高的电子云密度，作为电子给予体，容易发烯烃分子中的碳碳双键具有较高的电子云密度，作为电子给予体，容易发生亲电加成反响。

当烯烃分子中碳碳双键上的不饱和碳原子被强吸电子的原子生亲电加成反响当烯烃分子中碳碳双键上的不饱和碳原子被强吸电子的原子或原子团如或原子团如-X、、-CF3、、-CN、、-CHO等取代后，碳碳双键必定受强吸电子的等取代后，碳碳双键必定受强吸电子的原子或基团的影响而改动它的极性，作为电子受体而能发生亲核加成反响原子或基团的影响而改动它的极性，作为电子受体而能发生亲核加成反响 7.2 基团的反响性转换基团的反响性转换 7.2.3 烃类化合物的极性转换烃类化合物的极性转换2．烯烃的极性转换．烯烃的极性转换 。