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氨基的保护与脱保护_药明康德

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氨基的保护与脱保护

氨基的保护与脱保护
H Bc o
Boc N
Base
G NHBoc
H N G NHBoc
化学合成部培训材料, 药明康德版权所有,
18
18
1.2.5 叔丁氧羰基的脱去
MeO
OMe Boc
N COOMe
ZnBr2, CH2Cl2
MeO OMe NH COOMe
Synth. Commun.; 1989, 3139-3142.
要对所有的反应官能团作出评估，确定哪些在所设定的反应 条件下是不稳定并需要加以保护的，选择能和反应条件相匹 配的氨基保护基。
还要从电子和立体的因素去考虑对保护的生成和去除速率的 选择性
如果难以找到合适的保护基，要么适当调整反应路线使官能 团不再需要保护或使原来在反应中会起反应的保护基成为稳 定的；要么重新设计路线，看是否有可能应用前体官能团 （如硝基等）；或者设计出新的不需要保护基的合成路线。 3
BocHN
SiO2, heating TBSOTf, Lutidine
H2N
G
N
ZnBr2, CH2Cl2
G N
R
ZnBr2, RSH, CH2Cl2
R
NHBoc OMs
R
NHBoc X
R
O
HN O
R
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19
19
1.3.笏甲氧羰基(Fmoc)
笏甲氧羰基的特点:
Fmoc保护基的一个主要的优点是它对酸极其稳定，在它的 存在下，Boc和苄基可去保护。Fmoc的其他优点是它较易 由简单的胺不通过水解来去保护，被保护的胺以游离碱释 出。一般而言Fmoc对氢化稳定，但某些情况下，它可用 H2/Pd-C在AcOH和MeOH仲脱去。Fmoc保护基可与酸脱去的 保护基搭配而用于液相和固相的肽合成。

氨基的保护与脱保护

氨基的保护与脱保护

BocHN
Boc N G NHBoc
Boc
BuLi, THF
N
NHBoc
85%
BocHN
H
N
NHBoc
Tetrahedron Lett.;1984; 3191-3194.
H N Base G NHBoc Tetrahedron Lett.; 1995; 67-70
Boc N
Base
G NHBoc
H N GN
3
第一部分: 烷氧羰基类氨基保护基
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4
4
1.1 苄氧羰基的引入
用Cbz-Cl与游离氨基在用NaOH 或NaHCO3 控制的碱性条件下 可以很容易同Cbz-Cl反应得到N-苄氧羰基氨基化合物。氨 基酸酯同Cbz-Cl的反应则是在有机溶剂中进行，并用碳酸 氢盐或三乙胺来中和反应所产生的HCl。此外，Cbz-ONB （4-O2NC6H4OCOOBn）等苄氧羰基活化酯也可用来作为苄氧 羰基的导入试剂，该试剂使伯胺比仲胺易被保护;苯胺由于 亲核性不足，与该试剂不反应
氨基的保护与脱保护
化学合成部执行主任:马汝建 药明康德新药开发有限公司
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常见氨基保护基
1. 常见的烷氧羰基类氨基保护基
苄氧羰基(Cbz) 、叔丁氧羰基(Boc) 、笏甲氧羰基(Fmoc) 、烯 丙氧羰基(Alloc) 、 三甲基硅乙氧羰基(Teoc) 、甲(或乙)氧羰基
2. 常见的酰基类氨基保护基
BocHN
SiO2, heating TBSOTf, Lutidine
H2N
G
N
ZnBr2, CH2Cl2
G N
R
ZnBr2, RSH, CH2Cl2

氨基的保护与脱保护-MA071025

氨基的保护与脱保护-MA071025

在中性的无水条件下Me3SiI在CHCl3或CH3CN中除了能脱除Boc
外，也能断裂氨基甲酸酯、酯、醚和缩酮。通过控制条件可 以得到一定的选择性。
15
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1.2.3 叔丁氧羰基的脱去
当分子中存在一些官能团其可与副产物叔丁基碳正离子
在酸性下反应时，需要添加硫酚(如苯硫酚)来清除叔丁 基碳正离子，此举可防止硫醇(醚,酚)(如蛋氨酸,色氨酸 等)和其他富电子芳环(吲哚,噻吩,吡唑,呋喃多酚羟基取 代苯等等)脱Boc时的烷基化。也可使用其它的清除剂， 如苯甲醚、苯硫基甲醚、甲苯硫酚、甲苯酚及二甲硫醚。
R1
H N
Cbz-Cl R2 Base R1
R2ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱN Cbz
5
5
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1.1.1 苄氧羰基的引入示例
O OH NH 2 N H Br Cbz-Cl 10% aq. Na2 CO3, Et2 O 47.1% Br Tet rahedr on, 2002, 58( 39), 7851-7865 N H O OH O N H O
Boc2 O Et3 N 95% HO
NHBoc COOMe
H N Boc 2O HN NH 化学合成部培训材料, 药明康德版权所有 , O Boc DMAP, Et3 N 83%
Boc N
N13 N
O
13
1.2.3 叔丁氧羰基的脱去
叔丁氧羰基的脱去:
Boc比Cbz对酸敏感，酸解产物为异丁烯和CO2（见下式）。 在液相肽的合成中，Boc的脱除一般可用TFA或50%TFA （TFA:CH2Cl2 = 1:1,v/v）。在固相肽合成中，由于TFA会 带来一些副反应（如产生的胺基上酰化成为相应的三氟乙 酰胺等），因此多采用1-2M HCl/有机溶剂。一般而言，用 HCl/二氧六环比较多见。

氨基的保护与脱保护

氨基的保护与脱保护

对水较为敏感的氨基衍生物，采用Boc2O/TEA/MeOH or DMF 在40-50℃下进行较好。有空间位阻的氨基酸而言，用
Boc2O/Me4NOH.5H2O/CH3CN是十分有利的。
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12
12
1.2.2 叔丁氧羰基的引入示例(一)
NH2 COOH
Boc2O
OO
O
HN O
H2N
J. Or g. Chem., 1990, 55( 3), 870
O N
BocHN OH
TBDMSOTf
CH2Cl2 75%
O H2N
N OTBDMS
J. Org. Chem., 1998, 63( 23), 8424
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17
17
1.2.4 叔丁氧羰基的脱去示例
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3
第一部分: 烷氧羰基类氨基保护基
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4
4
1.1 苄氧羰基的引入
用Cbz-Cl与游离氨基在用NaOH 或NaHCO3 控制的碱性条件下 可以很容易同Cbz-Cl反应得到N-苄氧羰基氨基化合物。氨 基酸酯同Cbz-Cl的反应则是在有机溶剂中进行，并用碳酸 氢盐或三乙胺来中和反应所产生的HCl。此外，Cbz-ONB （4-O2NC6H4OCOOBn）等苄氧羰基活化酯也可用来作为苄氧 羰基的导入试剂，该试剂使伯胺比仲胺易被保护;苯胺由于 亲核性不足，与该试剂不反应
叔丁氧羰基的脱去:
Boc比Cbz对酸敏感，酸解产物为异丁烯和CO2（见下式）。 在液相肽的合成中，Boc的脱除一般可用TFA或50%TFA （TFA:CH2Cl2 = 1:1,v/v）。在固相肽合成中，由于TFA会 带来一些副反应（如产生的胺基上酰化成为相应的三氟乙 酰胺等），因此多采用1-2M HCl/有机溶剂。一般而言，用 HCl/二氧六环比较多见。

氨基的保护与脱保护

氨基的保护与脱保护

O
S
Cbz-Cl
O
NH2.HCl
K2CO 3
98%
O S
O NHCbz
Org. Syn., 70, 29
1.1.2 苄氧羰基的脱去
苄氧羰基的脱去主要有以下几种方法
1). 催化氢解 2). 酸解裂解(HBr, TMSI) 3). Na/NH3（液）还原 实验室常用简洁的方法是催化氢解(用H2或其它供氢体,一般常温 常压氢化即可); 当分子中存在对催化氢解敏感(有苄醚,氯溴碘等) 或钝化催化剂的基团(硫醚等)时，我们就需要采用化学方法如酸 解裂解HBr或Na/NH3（液）还原等。
Br H 2, R h(P Ph3)3C l
W ilkinson catalyst
OMe S
《 药 明 康 德 化 学 通 讯 》 ， 2007， 1(4)， 9
1.2 叔丁氧羰基
除Cbz保护基外，叔丁氧羰基（Boc）也是目前多肽合成中广 为采用的氨基保护基，特别是在固相合成中，氨基的保护多 用Boc而不用Cbz。Boc具有以下的优点：Boc-氨基酸除个 别外都能得到结晶；易于酸解除去，但又具有一定的稳定 性;Boc-氨基酸能较长期的保存而不分解；酸解时产生的是叔 丁基阳离子再分解为异丁烯，它一般不会带来副反应；对碱 水解、肼解和许多亲核试剂稳定；Boc对催化氢解稳定，但 比Cbz对酸要敏感得多。当Boc和Cbz同时存在时，可以用催 化氢解脱去Cbz，Boc保持不变，或用酸解脱去Boc而Cbz不 受影响，因而两者能很好地搭配使用。
BocHN
ON H WO2004092166
H
O
N
N
N
N
Cl
Cl
O O
Et3SiH
PdCl2

氨基的保护与脱保护药明康德

氨基的保护与脱保护药明康德

Cl
H2, PdCl2
Cl
NHCbz
AcOEt
NH2
Br S
OMe
Br H2, Rh(PPh3)3Cl
Wilkinson catalyst
OMe S
《 药 明 康 德 化 学 通 讯 》 ，2007， 1(4)，9
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10
10
1.2 叔丁氧羰基
除Cbz保护基外，叔丁氧羰基（Boc）也是目前多肽合成中广 为采用的氨基保护基，特别是在固相合成中，氨基的保护多 用Boc而不用Cbz。Boc具有以下的优点：Boc-氨基酸除个别外 都能得到结晶；易于酸解除去，但又具有一定的稳定性;Boc氨基酸能较长期的保存而不分解；酸解时产生的是叔丁基阳 离子再分解为异丁烯，它一般不会带来副反应；对碱水解、 肼解和许多亲核试剂稳定；Boc对催化氢解稳定，但比Cbz对 酸要敏感得多。当Boc和Cbz同时存在时，可以用催化氢解脱 去Cbz，Boc保持不变，或用酸解脱去Boc而Cbz不受影响，因 而两者能很好地搭配使用。
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3
第一部分: 烷氧羰基类氨基保护基
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4
4
1.1 苄氧羰基的引入
用Cbz-Cl与游离氨基在用NaOH 或NaHCO3 控制的碱性条件下 可以很容易同Cbz-Cl反应得到N-苄氧羰基氨基化合物。氨 基酸酯同Cbz-Cl的反应则是在有机溶剂中进行，并用碳酸 氢盐或三乙胺来中和反应所产生的HCl。此外，Cbz-ONB （4-O2NC6H4OCOOBn）等苄氧羰基活化酯也可用来作为苄氧 羰基的导入试剂，该试剂使伯胺比仲胺易被保护;苯胺由于 亲核性不足，与该试剂不反应

氨基的保护与脱保护

氨基的保护与脱保护

BocHN
SiO2, heating TBSOTf, Lutidine
H2N
G
N
ZnBr2, CH2Cl2
G N
R
ZnBr2, RSH, CH2Cl2
R
NHBoc OMs
R
NHBoc X
R
O
HN O
R
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19
1.3.笏甲氧羰基(Fmoc)
笏甲氧羰基的特点:
Fmoc保护基的一个主要的优点是它对酸极其稳定，在它的 存在下，Boc和苄基可去保护。Fmoc的其他优点是它较易 由简单的胺不通过水解来去保护，被保护的胺以游离碱释 出。一般而言Fmoc对氢化稳定，但某些情况下，它可用 H2/Pd-C在AcOH和MeOH仲脱去。Fmoc保护基可与酸脱去的 保护基搭配而用于液相和固相的肽合成。
要对所有的反应官能团作出评估，确定哪些在所设定的反应 条件下是不稳定并需要加以保护的，选择能和反应条件相匹 配的氨基保护基。
还要从电子和立体的因素去考虑对保护的生成和去除速率的 选择性
如果难以找到合适的保护基，要么适当调整反应路线使官能 团不再需要保护或使原来在反应中会起反应的保护基成为稳 定的；要么重新设计路线，看是否有可能应用前体官能团 （如硝基等）；或者设计出新的不需要保护基的合成路线。 3
H N R1 R2
Cbz-Cl Base
R2 N R1 Cbz
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5
5
1.1.1 苄氧羰基的引入示例
O OH
NH2
N H Br
Cbz-Cl 10% aq. Na2CO3, Et2O
47.1%
O OH O

氨基的保护及脱保护 (2)

氨基的保护及脱保护 (2)

经典化学合成反应标准操作氨基的保护及脱保护策略编者：彭宪药明康德新药开发有限公司化学合成部目录1．氨基的保护及脱保护概要 (2)2．烷氧羰基类2-1. 苄氧羰基（Cbz） (4)2-2. 叔丁氧羰基（Boc）………………………………………………162-3. 笏甲氧羰基（Fmoc） (28)2-4. 烯丙氧羰基（Alloc）…………………………………………342-5. 三甲基硅乙氧羰基（Teoc）……………………………………362-6. 甲（或乙）氧羰基……………………………………………403．酰基类3-1. 邻苯二甲酰基（Pht）……………………………………………433-2. 对甲苯磺酰基（Tos）…………………………………………493-3. 三氟乙酰基（Tfa）…………………………………………534．烷基类4-1. 三苯甲基（Trt）………………………………………………574-2. 2,4-二甲氧基苄基（Dmb）……………………………………634-3. 对甲氧基苄基（PMB） (65)4-4. 苄基（Bn） (70)1．氨基的保护及脱保护概要选择一个氨基保护基时，必须仔细考虑到所有的反应物，反应条件及所设计的反应过程中会涉及的所有官能团。

首先，要对所有的反应官能团作出评估，确定哪些在所设定的反应条件下是不稳定并需要加以保护的，并在充分考虑保护基的性质的基础上，选择能和反应条件相匹配的氨基保护基。

其次，当几个保护基需要同时被除去时，用相同的保护基来保护不同的官能团是非常有效（如苄基可保护羟基为醚，保护羧酸为酯，保护氨基为氨基甲酸酯）。

要选择性去除保护基时，就只能采用不同种类的保护基（如一个Cbz保护的氨基可氢解除去，但对另一个Boc保护的氨基则是稳定的）。

此外，还要从电子和立体的因素去考虑对保护的生成和去除速率的影响（如羧酸叔醇酯远比伯醇酯难以生成或除去）。

最后，如果难以找到合适的保护基，要么适当调整反应路线使官能团不再需要保护或使原来在反应中会起反应的保护基成为稳定的；要么重新设计路线，看是否有可能应用前体官能团（如硝基，亚胺等）；或者设计出新的不需要保护基的合成路线。

氨基的保护及脱保护策略

氨基的保护及脱保护策略

经典化学合成反应标准操作氨基的保护及脱保护策略编者： 彭宪药明康德新药开发有限公司化学合成部药明康德内部保密资料经典合成反应标准操作—氨基的保护及脱保护目录药明康德新药开发有限公司1． 氨基的保护及脱保护概要……………………………………………2 2． 烷氧羰基类2-1. 苄氧羰基（Cbz）……………………………………………… 4 2-2. 叔丁氧羰基（Boc）……………………………………………… 16 2-3. 笏甲氧羰基（Fmoc） ………………………………………… 28 2-4. 烯丙氧羰基（Alloc） ………………………………………… 34 2-5. 三甲基硅乙氧羰基（Teoc） …………………………………… 36 2-6. 甲（或乙）氧羰基 …………………………………………… 40 3． 酰基类 3-1. 邻苯二甲酰基（Pht）…………………………………………… 43 3-2. 对甲苯磺酰基（Tos） ………………………………………… 49 3-3. 三氟乙酰基（Tfa） ………………………………………… 53 4． 烷基类 4-1. 三苯甲基（Trt） ……………………………………………… 57 4-2. 2,4-二甲氧基苄基（Dmb） …………………………………… 63 4-3. 对甲氧基苄基（PMB） ……………………………………… 65 4-4. 苄基（Bn） …………………………………………………… 70药明康德内部保密资料Page 1 of 77经典合成反应标准操作—氨基的保护及脱保护药明康德新药开发有限公司1．氨基的保护及脱保护概要选择一个氨基保护基时，必须仔细考虑到所有的反应物，反应条件及所设计的反应 过程中会涉及的所有官能团。

首先，要对所有的反应官能团作出评估，确定哪些在所设 定的反应条件下是不稳定并需要加以保护的，并在充分考虑保护基的性质的基础上，选 择能和反应条件相匹配的氨基保护基。

氨基的保护与脱保护_药明康德

氨基的保护与脱保护_药明康德

要对所有的反应官能团作出评估，确定哪些在所设定的反应 条件下是不稳定并需要加以保护的，选择能和反应条件相匹 配的氨基保护基。
还要从电子和立体的因素去考虑对保护的生成和去除速率的 选择性
如果难以找到合适的保护基，要么适当调整反应路线使官能 团不再需要保护或使原来在反应中会起反应的保护基成为稳 定的；要么重新设计路线，看是否有可能应用前体官能团 （如硝基等）；或者设计出新的不需要保护基的合成路线。 3
O O
O
HN
O
O
O H O O NH2H
Monatsh. Chem., 1997, 128( 6-7), 725-732
BocHN
ON H WO2004092166
H
O
N
N
N
N
Cl
Cl
O O
Et3SiH
PdCl2
74%
Cl
H
O
N
N
N
NH
Cl
化学合成部培训材料, 药明康德版权所有,
US20030144297
9
9
1.1.4 苄氧羰基的脱去示例（二）
Cl
N EtOOC
S
HN N
N
N
N
NHCbz
H
Me3SiI Cl
Et3N, CH3CN
56%
N HN N
N
N
N H
NH2
US20050203078
O
N
N
H
O
NHCbz 33% HBr
N
EtOOC
AcOH, 91%
S
O
N
N
H
O
NH2.HBr
Heterocycles, 2002, 58, 521

氨基保护与脱保护

氨基保护与脱保护
N
N
N H
NH2
U S 2 0 0502 0 3 0 7 8
O
N
N
H
O
NHCbz
33% HBr EtOO C
AcO H, 91%
O
N
N
H
S
N
N H 2.H B r
O
H etero cycles, 2002, 58, 521
Cl
H 2, P dC l2
Cl
NHCbz
AcO Et
NH2
Br
Br H 2, R h(P Ph3)3C l
OMe
W ilkinson catalyst
S
OMe S
《 药 明 康 德 化 学 通 讯 》 ， 2007， 1(4)， 9
8
1.2 叔丁氧羰基
除Cbz保护基外，叔丁氧羰基（Boc）也是目前多肽合成中广 为采用的氨基保护基，特别是在固相合成中，氨基的保护多 用Boc而不用Cbz。Boc具有以下的优点：Boc-氨基酸除个 别外都能得到结晶；易于酸解除去，但又具有一定的稳定性 ;Boc-氨基酸能较长期的保存而不分解；酸解时产生的是叔丁 基阳离子再分解为异丁烯，它一般不会带来副反应；对碱水 解、肼解和许多亲核试剂稳定；Boc对催化氢解稳定，但比 Cbz对酸要敏感得多。当Boc和Cbz同时存在时，可以用催化 氢解脱去Cbz，Boc保持不变，或用酸解脱去Boc而Cbz不受 影响，因而两者能很好地搭配使用。
HN OO
HN R1
R2
NH2 +
R1 R2
21
1.3.4 笏甲氧羰基的脱去示例
N
N
N NH
O
NHFmoc
Piper id ine MeOH 76%

氨基的保护与脱保护ppt课件

氨基的保护与脱保护ppt课件
21
1.3.2 笏甲氧羰基的引入示例
OTBS O
H2N
Fmoc-Cl
sat. NaHCO3 CH2Cl2 79%
OTBS O
HN Fmoc
T etr ahedron: Asymmetr y, 2003, 12, 1645
O OH Boc
N
H2N
O
O O ON
OO
NaHCO3, DMF (Fmoc-OSu) 78%
要对所有的反应官能团作出评估，确定哪些在所设定的反应 条件下是不稳定并需要加以保护的，选择能和反应条件相匹 配的氨基保护基。
还要从电子和立体的因素去考虑对保护的生成和去除速率的 选择性
如果难以找到合适的保护基，要么适当调整反应路线使官能 团不再需要保护或使原来在反应中会起反应的保护基成为稳 定的；要么重新设计路线，看是否有可能应用前体官能团 （如硝基等）；或者设计出新的不需要保护基的合成路线。 3
第一部分: 烷氧羰基类氨基保护基
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1.1 苄氧羰基的引入
用Cbz-Cl与游离氨基在用NaOH 或NaHCO3 控制的碱性条件下 可以很容易同Cbz-Cl反应得到N-苄氧羰基氨基化合物。氨 基酸酯同Cbz-Cl的反应则是在有机溶剂中进行，并用碳酸 氢盐或三乙胺来中和反应所产生的HCl。此外，Cbz-ONB （4-O2NC6H4OCOOBn）等苄氧羰基活化酯也可用来作为苄氧 羰基的导入试剂，该试剂使伯胺比仲胺易被保护;苯胺由于 亲核性不足，与该试剂不反应
OMe S
《 药 明 康 德 化 学 通 讯 》 ，2007， 1(4)，9
10
1.2 叔丁氧羰基
除Cbz保护基外，叔丁氧羰基（Boc）也是目前多肽合成中广 为采用的氨基保护基，特别是在固相合成中，氨基的保护多 用Boc而不用Cbz。Boc具有以下的优点：Boc-氨基酸除个别外 都能得到结晶；易于酸解除去，但又具有一定的稳定性;Boc氨基酸能较长期的保存而不分解；酸解时产生的是叔丁基阳 离子再分解为异丁烯，它一般不会带来副反应；对碱水解、 肼解和许多亲核试剂稳定；Boc对催化氢解稳定，但比Cbz对 酸要敏感得多。当Boc和Cbz同时存在时，可以用催化氢解脱 去Cbz，Boc保持不变，或用酸解脱去Boc而Cbz不受影响，因 而两者能很好地搭配使用。

氨基的保护与脱保护-药明康德

氨基的保护与脱保护-药明康德

O FmocHN
OH Boc N
O
J. Or g. Chem., 2005, 68( 1), 195-197
2020/2/11
22
1.3.3 笏甲氧羰基的脱去
➢ 中性条件TBSOTf/2.6-lutidine 的组合或ZnBr2/CH2Cl2 也可对BOC很好的脱除。如果底物对叔丁基碳正离子特 别敏感，也可以ZnBr2/CH2Cl2体系中加碳正离子清除剂
➢ 伯胺衍生物存在下， ZnBr2/CH2Cl2可以选择性的脱除仲
胺上的Boc？
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H 2N
G
N
Z nB r2 , C H 2C l2
G N
R
ZnB r2, R S H , C H 2C l2
R
NHBoc OMs
R
NHBoc X
R
O
HN O
R
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1.3.笏甲氧羰基(Fmoc)
笏甲氧羰基的特点:
Fmoc保护基的一个主要的优点是它对酸极其稳定，在它 的存在下，Boc和苄基可去保护。Fmoc的其他优点是它 较易由简单的胺不通过水解来去保护，被保护的胺以游离 碱释出。一般而言Fmoc对氢化稳定，但某些情况下，它 可用H2/Pd-C在AcOH和MeOH仲脱去。Fmoc保护基可 与酸脱去的保护基搭配而用于液相和固相的肽合成。
H ON
HCl
R
O
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+
CO2
+ RNH2.HCl
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1.2.3 叔丁氧羰基的脱去
一般选用酸性脱除: 用甲醇作溶剂，HCl/EtOAc的组合使 TBDMS和TBDPS酯以及叔丁酯和非酚类酯在Boc脱除时不 被断裂。当同时脱除分子中有叔丁酯基(可根据不同的酸性选 择性脱Boc)或分子中有游离羧酸基，千万记住不能用 HCl/MeOH,其可将羧酸变为甲酯。在Boc脱去过程中 TBDPS和TBDMS基相对是稳定的（在TBS存在，用稀一些 的10－20 ％TFA）
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oc2O/TEA/MeOH or DMF 在40-50℃下进行较好。有空间位阻的氨基酸而言，用
Boc2O/Me4NOH.5H2O/CH3CN是十分有利的。
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1.2.2 叔丁氧羰基的引入示例(一)
NH2 COOH
Boc2O
H N R1 R2
Cbz-Cl Base
R2 N R1 Cbz
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1.1.1 苄氧羰基的引入示例
O OH
NH2
N H Br
Cbz-Cl 10% aq. Na2CO3, Et2O
47.1%
O OH O
N HO
N H Br
Tet rahedr on, 2002, 58( 39), 7851-7865
BocHN
Boc N G NHBoc
Boc
BuLi, THF
N
NHBoc
85%
BocHN
H
N
NHBoc
Tetrahedron Lett.;1984; 3191-3194.
H N Base G NHBoc Tetrahedron Lett.; 1995; 67-70
Boc N
Base
G NHBoc
H N GN
要对所有的反应官能团作出评估，确定哪些在所设定的反应 条件下是不稳定并需要加以保护的，选择能和反应条件相匹 配的氨基保护基。
还要从电子和立体的因素去考虑对保护的生成和去除速率的 选择性
如果难以找到合适的保护基，要么适当调整反应路线使官能 团不再需要保护或使原来在反应中会起反应的保护基成为稳 定的；要么重新设计路线，看是否有可能应用前体官能团 （如硝基等）；或者设计出新的不需要保护基的合成路线。 3
中性条件TBSOTf/2.6-lutidine 的组合或ZnBr2/CH2Cl2也 可对BOC很好的脱除。如果底物对叔丁基碳正离子特别敏 感，也可以ZnBr2/CH2Cl2体系中加碳正离子清除剂
伯胺衍生物存在下， ZnBr2/CH2Cl2可以选择性的脱除仲 胺上的Boc？
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1.2.1 叔丁氧羰基的引入
叔丁氧羰基的引入一般方法:
游离氨基在用NaOH 或NaHCO3 控制的碱性条件下用二氧六环 和水的混合溶剂中很容易与Boc2O反应得到Boc保护的胺。这 是引入Boc常用方法之一，它的优点是副产物无干扰,并容易 除去。有时对一些亲核性较大的胺，一般可在甲醇中和Boc 酸酐直接反应即可，无须其他的碱，其处理也方便（见内部 期刊第一期）。
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1.3.1笏甲氧羰基的引入
笏甲氧羰基的引入一般方法:
用笏甲醇在无水CH2Cl2中与过量的COCl2反应可以 得到很好产率的Fmoc-Cl（熔点61。5-63℃），所 得Fmoc-Cl在二氧六环/Na2CO3或NaHCO3溶液同氨基 酸反应则可得到Fmoc保护的氨基酸(一般不能用强 碱)。用Fmoc-OSu(Su=丁二酰亚胺基)在乙腈/水中 导入，该方法在制备氨基酸衍生物时很少低聚肽 生成。目前我们一般更倾向于用Fmoc-OSu上FMoc.
叔丁氧羰基的脱去:
Boc比Cbz对酸敏感，酸解产物为异丁烯和CO2（见下式）。 在液相肽的合成中，Boc的脱除一般可用TFA或50%TFA （TFA:CH2Cl2 = 1:1,v/v）。在固相肽合成中，由于TFA会 带来一些副反应（如产生的胺基上酰化成为相应的三氟乙 酰胺等），因此多采用1-2M HCl/有机溶剂。一般而言，用 HCl/二氧六环比较多见。
BocHN
SiO2, heating TBSOTf, Lutidine
H2N
G
N
ZnBr2, CH2Cl2
G N
R
ZnBr2, RSH, CH2Cl2
R
NHBoc OMs
R
NHBoc X
R
O
HN O
R
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1.3.笏甲氧羰基(Fmoc)
笏甲氧羰基的特点:
Fmoc保护基的一个主要的优点是它对酸极其稳定，在它的 存在下，Boc和苄基可去保护。Fmoc的其他优点是它较易 由简单的胺不通过水解来去保护，被保护的胺以游离碱释 出。一般而言Fmoc对氢化稳定，但某些情况下，它可用 H2/Pd-C在AcOH和MeOH仲脱去。Fmoc保护基可与酸脱去的 保护基搭配而用于液相和固相的肽合成。
在中性的无水条件下Me3SiI在CHCl3或CH3CN中除了能脱除Boc 外，也能断裂氨基甲酸酯、酯、醚和缩酮。通过控制条件可 以得到一定的选择性。
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1.2.3 叔丁氧羰基的脱去
当分子中存在一些官能团其可与副产物叔丁基碳正离子 在酸性下反应时，需要添加硫酚(如苯硫酚)来清除叔丁 基碳正离子，此举可防止硫醇(醚,酚)(如蛋氨酸,色氨酸 等)和其他富电子芳环(吲哚,噻吩,吡唑,呋喃多酚羟基取 代苯等等)脱Boc时的烷基化。也可使用其它的清除剂， 如苯甲醚、苯硫基甲醚、甲苯硫酚、甲苯酚及二甲硫醚。
O O
O
HN
O
O
O H O O NH2H
Monatsh. Chem., 1997, 128( 6-7), 725-732
BocHN
ON H WO2004092166
H
O
N
N
N
N
Cl
Cl
O O
Et3SiH
PdCl2
74%
Cl
H
O
N
N
N
NH
Cl
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US20030144297
经典化学合成反应讲座(四)
氨基的保护与脱保护
化学合成部执行主任:马汝建 药明康德新药开发有限公司
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常见氨基保护基
1. 常见的烷氧羰基类氨基保护基
苄氧羰基(Cbz) 、叔丁氧羰基(Boc) 、笏甲氧羰基(Fmoc) 、烯 丙氧羰基(Alloc) 、 三甲基硅乙氧羰基(Teoc) 、甲(或乙)氧羰基
Cl
H2, PdCl2
Cl
NHCbz
AcOEt
NH2
Br S
OMe
Br H2, Rh(PPh3)3Cl
Wilkinson catalyst
OMe S
《 药 明 康 德 化 学 通 讯 》 ，2007， 1(4)，9
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1.2 叔丁氧羰基
除Cbz保护基外，叔丁氧羰基（Boc）也是目前多肽合成中广 为采用的氨基保护基，特别是在固相合成中，氨基的保护多 用Boc而不用Cbz。Boc具有以下的优点：Boc-氨基酸除个别外 都能得到结晶；易于酸解除去，但又具有一定的稳定性;Boc氨基酸能较长期的保存而不分解；酸解时产生的是叔丁基阳 离子再分解为异丁烯，它一般不会带来副反应；对碱水解、 肼解和许多亲核试剂稳定；Boc对催化氢解稳定，但比Cbz对 酸要敏感得多。当Boc和Cbz同时存在时，可以用催化氢解脱 去Cbz，Boc保持不变，或用酸解脱去Boc而Cbz不受影响，因 而两者能很好地搭配使用。
R2 N R1 Cbz
H2 Pd-C
R2
CH3 +
N
R1 COOH
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H
CH3
+
CO2
+
N R1 R2
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1.1.2 苄氧羰基的酸性脱除注意点
苄氧羰基的用强酸或Lewis酸脱除时,会产生苄基的碳正离子, 若分子中有捕捉碳正离子的基团时,将得到相应的副产物.
OH
Cbz
H Bc o
Boc N
Base
G NHBoc
H N G NHBoc
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1.2.5 叔丁氧羰基的脱去
MeO
OMe Boc
N COOMe
ZnBr2, CH2Cl2
MeO OMe NH COOMe
Synth. Commun.; 1989, 3139-3142.
OO
O
HN O
H2N
J. Or g. Chem., 1990, 55( 3), 870
O N
BocHN OH
TBDMSOTf
CH2Cl2 75%
O H2N
N OTBDMS
J. Org. Chem., 1998, 63( 23), 8424
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1.2.4 叔丁氧羰基的脱去示例
HBr
N
H
HO
OH HO
NH2 .HBr
Cbz N
HBr
N H
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H N
N Bn
8
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1.1.3 苄氧羰基的脱去示例（一）
O O
O
HN
O
O
HO O
NH CHb z O
H CO NH 4 10 %Pd -C
98%
H ON
O ON H
H2/10%Pd-C
(Boc)2O 54%
NaOH, t-BuOH, H2O 78%
NHBoc COOH
NH2.HCl HO
COOMe
Boc2O
Et3N 95%
NHBoc HO
COOMe