羟基的保护论文.docx

羟基的保护摘要：羟基易被氧化，烷化，酰化；仲醇，叔醇容易脱水，保护羟基就是为了防止这些反应发生在 化合物的氧化、酰基化、用卤代磷或卤化氢的卤化、脱水的反应或许多官能团的转化过程中，我们常常需 要将羟基保护起来 在含有多官能团复杂分子的合成中，如何选择性保护羟基和脱保护往往是许多新化合 物开发时的关键所在，如紫杉醇的全合成关键词：羟基 硅醚 保护基 脱保护一，羟基简介 羟基广泛存在于许多在生理上和合成上有意义的化合物中，如核苷，碳水化合物、甾族 化合物、大环内酯类化合物、聚醚、某些氨基酸的侧链另外，羟基也是有机合成中一个很 重要的官能基，其可转变为卤素、氨基、羰基、酸基等多种官能团羟基保护主要将其转变 为相应的醚或酯，以醚更为常见一般用于羟基的保护醚主要有硅醚、甲基醚、烯丙基醚、 苄基醚、烷氧甲基醚、烷巯基甲基醚、三甲基硅乙基甲基醚等等羟基的酯保护一般用的不 多，但在糖及核糖化学中较为多见引入保护基团的原则： ⑴要容易引入到要保护的分子中去 ⑵与被保护基形成的结构能够经受住所要发生反应的条件的影响 ⑶反应完成或在不损坏其余部分的条件下，容易去除即反应简单，易操作，产率高 二，几种应用最广泛的几种保护基1 •硅醚保护基。

三甲基硅醚 (TMS-OR) 叔丁基二甲基硅醚 (TBDMS-OR or TBS-OR) 叔丁基二苯基硅醚 (TBDPS-OR )2 苄醚保护基3 烷氧基甲基醚或烷氧基取代甲基醚4 其他保护基 三，硅醚的优点 硅醚是最常见的保护羟基的方法之一1，主要优点有：① 易保护，也容易去保护② 随着硅原子上的取代基的不同，保护和去保护的反应活性均有较大的变化当分子中 有多官能团时，空间效应及电子效应是影响反应的主要因素③ 任何羟基硅醚都可以通过四烷基氟化胺如TBAF脱除，其主要原因是硅原子对氟原子 的亲和性远远大于硅-氧之间的亲和性④ 在游离伯胺或仲胺基的存在下，能够对羟基进行保护⑤ 硅-氮键的结合远比硅-氧键来的弱，硅原子优先与羟基上的氧原子结合，这正是与其 他保护基的不同之处2，硅醚保护的稳定性■ 硅醚对酸和碱都敏感；但是不同的硅醚对酸，碱有相对的稳定性空间 效应及电子效应是主要的影响因素■ 在酸中的稳定性为：■ TMS(1)

■ 在碱中稳定性为：■ TMS (1)〈TES (10-100)〈TBDMS~TBDPS (20,000)〈 TIPS (100,000) 四，保护与脱保护硅醚可以用酸或碱或四烷基脱去在用TBAF裂解硅醚后，分解产生的四丁铵离子有时通过柱层析或HPLC很难除干净，而季铵 盐的质谱丰度(Bu4N+: 242)又特别的强有时会干扰质谱，因此这时需要使用四甲基氟化铵或 四乙基氟化铵来脱除一般情况下，在TBDMS基团存在时，断裂DEIPS(二乙基异丙基硅基)基团是较容易的，但 实际得出的一些结果是相反的在这些例子中，分子结构中空间阻碍是产生相反选择性的原 因电子效应的不同也会影响反应的选择性对于两种空间结构相似的醇来说，电子云密度 不同造成酸催化去保护速率不同，因此可以选择性去保护这一点对酚基和烷基硅醚特别有 效：烷基硅醚在酸中容易去保护，而酚基醚在碱性条件下更容易去保护降低硅的碱性还可 以用于改变Lewis酸催化反应的结果，并且有助于选择性去保护在硅原子上引入吸电子取 代基可以提高碱性条下水解反应的灵敏性，而对酸的敏感性降低1•硅醚保护基： ⑴三甲基硅醚(TMS0R)许多硅基化试剂(如TMSCl，TMSOTf)均可用于在各种醇中引入三甲基硅基。

一般来说， 空间位阻较小的醇最容易硅基化，但同时在酸或碱中也非常不稳定易水解,三甲基硅基化广 泛用于多官能团化合物，生成的衍生物具有较高的挥发度而利于其相色谱和质谱分析 ⑵叔丁基二甲基硅醚(TBDMS-OR or TBS-OR)一般来说，在分子中羟基位阻不大时主要通过TBSCl对羟基进行保护但当羟基位阻 较大时则采用较强的硅醚化试剂来实现它对碱稳定相对来说对酸敏感些oTBS醚的生成 和断裂的难易取决于空间因素，因此常常用于对多官能团，位阻不同的分子进行选择性保护 在伯、仲醇中，TBS基相对来说较易于与伯醇反应TBS醚的断裂除了常用的四烷基氟化胺 外，许多情况下也可用酸来断当分子内没有对强酸敏感的官能基存在时，可用 HCl-MeOH, HCl-Dioxane体系去除TBS，若有对强酸敏感的官能基存在时，则可选用AcOH-THF体系去 除⑶叔丁基二苯基硅醚(TBDPS-OR )在酸性水解条件下TBDPS保护基比TBDMS更加稳定(约100倍)，TBDPS保护基对碱的稳 定性比 TBDMS 要差另外，由于该保护基的分子量较大，容易使底物固化而易于分离 TBDPS 保护基对许多与TBDMS保护基不相容的试剂显出比TBDMS基团更好的稳定性。

TBDMS基团在 酸性条件下不易迁移生成的叔丁基二甲基醚在多种有机反应中是相当稳定的，在一定条件 下去保护时一般不会影响其他官能团它在碱性水解时的稳定性约为三甲基硅醚的104倍 它对碱稳定相对来说对酸敏感些 TBS 醚的生成和断裂的难易取决于空间因素，因此常常 用于对多官能团，位阻不同的分子进行选择性保护在伯、仲醇中，TBS基相对来说较易于 与伯醇反应TBS醚的断裂除了常用的四烷基氟化胺外，许多情况下也可用酸来断当分子 内没有对强酸敏感的官能基存在时，可用HCl-MeOH, HCl-Dioxane体系去除TBS，若有对 强酸敏感的官能基存在时，则可选用AcOH-THF体系去除⑷三异丙基硅醚保护 (TIPS-OR)酸性水解时，有较大体积的TIPS醚比叔丁基二甲基硅醚要更稳定些但稳定性比叔丁 基二苯基硅基差TIPS基碱性水解时比TBDMS基或TBDPS基稳定相对于仲羟基，TIPS基 对伯羟基有更好的选择性2 苄醚类保护及脱除 苄醚类主要有苄基，对甲氧苄基及三苯甲基醚一般烷基上的羟基在用苄基醚保护时需要用强碱，但酚羟基的苄基醚保护一般只要用碳酸钾 在乙腈或丙酮中回流即可回流情况下，这类烷基化在乙腈中速度比丙酮中要快四倍左右， 因此一般用乙腈做溶剂居多。

若反应速度慢可用DMF做溶剂，提高反应温度，或加NaI,KI 催化反应苄基醚的裂解主要是通过催化加氢的方法，Pd是理想的催化剂，用Pt时会产生芳环上的氢 化作用非芳性的胺可以使催化剂活性降低，阻碍0-脱苄；在氢化体系中加入Na2CO3可以 防止苄基被裂解，但可使双键发生还原孤立烯烃有可能影响苄基醚键的裂解（H2, 5%Pd-C, 97%产率）一般而言选择性的大小取决于取代的类型及空间位阻的情况与酯共扼的三取 代的烯烃存在时，苄基的水解也有相当好的选择性对甲氧苄基基团存在时，苄基的水解 （Pd-C, EtOAc，室温，18小时）有非常好的选择性在反应体系中加入Pyridine可使对 甲氧苄基和苄基氢解产生区别对甲氧基苄基醚 甲氧基苄醚的合成与苄基醚相似但甲氧 基取代的苄基醚较未取代的苄基醚更容易通过氧化去保护一般而言，对甲氧基苄醚在合成 中更为常用，羟基上对甲氧基苄基的方法和苄基类似，但脱除除了氢解的方法外，还可以氧 化除去下表给出了用二氯二氰苯醌去保护时的相对速率3.烯丙基保护羟基 有关碳水化合物的文献中，烯丙醚用来保护醇是很常见的，原因在于烯丙醚通常可用各种方 法形成糖苷显然，烯丙醚不能与强的的亲电试剂共存，如溴、催化氢化的试剂。

但它在中 等强度的酸性条件（IN HCl，回流，10小时）下稳定在大量其它保护基存在下有许多温 和的脱保护方法其总体上的稳定性，使得烯丙醚成为许多反应系列中的主干4•酰化成酯保护 醇通过酯的保护一般用在糖化学中较为多见，一般主要通过乙酰基、苯甲酰基和特戊酰基等 甲酸酯，乙酸酯，丁二酸酯以及氯甲酸0 -三氯乙酸与醇形成的酯对氧化，硝化等是稳定的 醇通过酯的保护一般用在糖化学中较为多见，一般主要通过乙酰基、苯甲酰基和特戊酰基等 特戊酰化的常用方法是PvCl /吡啶，0-75r这些酰基化对伯醇选择性要大于仲醇，选择 性特戊酰基＞苯甲酰＞乙酰基；有时特戊酰基可化学选择性的上在伯醇上。