羟基与羰基的保护
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羟基的保护与去保护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。
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。
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。
有机合成以及全合成最常用策略就是官能团的保护去保护,这里我肤浅总结一下羟基的保护与去保护,希望大家补充与批评.羟基保护主要分为:硅醚保护,苄醚保护和烷氧基甲基醚或烷氧基甲基取代醚这三类。
1.硅醚保护和脱保护:硅醚保护基:TMS, TES,TBS, TIPS, TBDPS特点: (1)易保护,易去保护均可以用Bu4NF脱除; (2)在游离的伯胺肿胺存在下可以选择性对羟基进行保护; (3)硅醚对酸碱都敏感,不同的硅醚对酸碱有相对的稳定性; (4) 空间效应和电子效应是羟基保护与脱保护的主要影响因素; (5)对于没有什么空间位组的伯醇和仲醇,一般不用TMS保护,因为TMS在弱酸条件下极易脱除(硅胶柱)。
硅醚的稳定性:在酸性条件下的稳定性:TMS(1)〈tes(64)<tbs(20,000)〈tips(700,000)〈tbdps(5000,000)碱性条件下的稳定性:TMS(1)<tes(10—100)〈tbs~tbdps(20,000)〈tips(100,000)硅醚的脱保护:硅醚对酸碱不稳定可以选择性的酸碱脱保护,或者可以用Bu4NF脱除;由于电子效应影响,烷基硅醚在酸性条件下易去保护,酚基硅醚在碱性条件下易去保护.2.苄醚保护(苄基,对甲氧基苄基,三苯甲基)苄醚保护:烷基的羟基苄基保护一般需要用强碱(NaH),酚羟基的苄基保护一般用K2CO3/CH3CN ,DMF,丙酮。
两个羟基保护羟基的常用试剂
常用的保护羟基试剂有:
1.邻甲氧基苯甲醇(PhenoxyMeOH):是一种常用的保护羟基的试剂,可以用于表面活性剂,以及环境保护中的化合物的保护。
它能够与缩水基反应生成可溶解的醛类,从而保护羟基免受氧化和缩水反应的影响。
2.乙氧羰基甲苯(acetoxymethyl-toluene):它的类似物质乙酰羰基甲苯(acetyl-methyl-toluene)也可用于保护羟基,它能够有效地保护羟基免受氧化和失水反应的影响。
3.羰基氧基苯甲醇(CarboxyMeOH):是一种焦磷酸盐,它可以与水溶性的羰基缩水基进行反应,从而保护羟基免受氧化和失水反应的影响。
4.乙醇酸烯醇(ethanol acetaldehyde):是一种由乙酸乙醇酯与乙醇经过反应合成的烯醇,它可以与多种缩水基反应生成可溶解的醇类,从而保护羟基免受氧化和失水反应的影响。
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高中化学有机合成中的官能团保护在有机合成中,某些不希望起反应的官能团,在反应试剂或反应条件的影响下而产生副反应,这样就不能达到预计的合成目标,因此,必须采取措施保护某些官能团,待完成反应后再除去保护基,使其复原。
1、保护措施必须符合如下要求①只对要保护的基团发生反应,而对其它基团不反应;②反应较易进行,精制容易;③保护基易脱除,在除去保护基时,不影响其它基团。
2、常见的基团保护措施①羟基的保护在进行氧化或某些在碱性条件下进行的反应,往往要对羟基进行保护。
a.防止羟基受碱的影响,可用成醚反应。
b.防止羟基氧化可用酯化反应。
②对羧基的保护羧基在高温或碱性条件下,有时也需要保护。
对羧基的保护最常用的是酯化反应。
③对不饱和碳碳键的保护碳碳双键易被氧化,对它们的保护主要用加成反应使之达到饱和。
;④对羰基的保护(以信息题出现)羰基,特别是醛基,在进行氧化反应或遇碱时,往往要进行保护。
对羰基的保护一般采用生成缩醛或缩酮的反应。
(缩醛或缩酮)(缩酮)生成的缩醛或缩酮水解又变成原来的醛或酮。
3、题例解析例1、已知下列信息:①烯键在一定条件下氧化可生成二元醇:②醛能发生如下反应生成缩醛:缩醛比较稳定,与稀碱和氧化剂均难起反应,但在稀酸中温热,会水解为原来的醛。
现有如下合成路线:试回答下列问题:(1)写出A、B的结构简式:________、________。
(2)写出反应Ⅲ的化学方程式:________。
解析:由题给信息知,欲使CH2=CH—CHO变为CH2OH—CHOH—CHO,需将C=C双键氧化,而—CHO对氧化剂敏感,故应先进行保护,待C=C双键氧化完毕,再将醛基还原出来,故合成路线为:答案:(1)A:CH2=CH=CH(OC2H5)2 B:CH2OH—CHOH—CH(OC2H5)(2)CH2OH—CHOH—CH(OC2H5) CH2OH—CHOH—CHO+2C2H5OH例2、已知胺(R—NH2)具有下列性质:(Ⅰ)R—NH2+(CH3CO)2O R—NHCOCH3+CH3COOH(Ⅱ)R—NHCOCH3+H2O R—NH2+CH3COOH硝基苯胺是重要的化工原料,其合成路线如下:(1)a、c、e分别为________。
有机合成策略中的保护基的选择与应用在有机合成过程中,保护基(protecting group)起着至关重要的作用。
保护基是一种临时性的化学修饰,它主要用于保护分子中的特定官能团,并且在需要时进行选择性地去除。
保护基的选择和应用对于有机合成的高效进行至关重要。
本文将探讨有机合成策略中的保护基的选择与应用。
一、保护基的选择原则在有机合成中,选择适当的保护基对于反应的顺利进行至关重要。
保护基的选择原则如下:1. 保护羟基在有机合成中,羟基是最常见的官能团之一。
羟基保护通常采用醚或酯的形式,常见的保护基有甲基、苄基、丙烯基等。
选择适当的保护基应考虑到反应条件对保护基的稳定性,以及保护基的去除条件和效率。
2. 保护胺基保护胺基的常用方法包括丙酮酮肟、酰肼、伯胺、二烯胺等。
保护胺基的选择应考虑到反应条件对保护基的稳定性、去除条件和效率,以及对其他官能团的兼容性。
3. 保护羰基羰基是有机合成中常见的官能团之一,保护羰基的方法有很多,例如醛肟、醇肟、脲、噻唑酮等。
保护羰基的选择应考虑到反应条件、保护基的稳定性、去除条件和效率。
二、保护基的应用1. 羟基保护基的应用羟基保护基在有机合成中广泛应用,例如在糖化学、肽化学、天然产物合成中。
其中,糖苷化反应中,羟基保护基的选择和去除条件对于合成目标的选择性和产率至关重要。
2. 胺基保护基的应用胺基保护基的选择和应用对于肽段的合成、氨基酸的保护及其它生物活性分子的合成都具有重要意义。
在肽段合成中,保护阴离子胺基的选择和去除条件是合成步骤中至关重要的一环。
3. 羰基保护基的应用在羰基化合物的合成中,羰基保护基的选择和应用对于反应的选择性和产率起着至关重要的作用。
保护羰基通常应具备高的稳定性和可逆性,以确保反应的顺利进行。
总结:有机合成策略中保护基的选择与应用对于有机合成的成功至关重要。
正确选择保护基可以提高反应的选择性和产率。
保护基的选择应考虑到反应条件、保护基的稳定性、去除条件和效率等因素。