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。
有机化学中的官能团保护与去保护有机化学是化学中最为广泛的一个分支,研究的对象是有机化合物。
在有机化学领域中,有机合成是一项非常重要的技术。
在有机合成中,有时需要对其中的官能团进行保护或去保护的操作。
本文将介绍在有机化学中官能团的保护与去保护的相关知识。
一、官能团保护的概念及原因在有机合成中,官能团保护是一种重要的手段。
官能团保护是指在合成具有多个官能团的有机分子时,为了防止其他官能团发生不必要的反应而采取的临时措施。
有时候,某个官能团在反应过程中可能会引起竞争反应或者副反应,从而导致产物的纯度下降。
为了避免这种情况的发生,可以对这个官能团进行保护,待需求反应完成后再去除保护基团,从而得到目标产物。
二、官能团保护的方法1. 缩合反应:在目标官能团和保护官能团之间发生缩合反应,形成保护官能团。
这种方法适用于比较活泼的官能团。
2. 加成反应:在目标官能团上引入保护基团,使其转化成一种不活泼的官能团。
这种方法适用于不易被化学反应破坏的官能团。
3. 消除反应:通过消除反应去除保护基团。
官能团保护方法的选择取决于具体的反应条件和合成需求。
三、官能团去保护的方法在有机合成中,有时需要去除官能团的保护基团。
官能团去保护的方法主要有以下几种:1. 氢化还原:利用还原剂将保护基团还原成相应的氢。
2. 酸水解:在酸性条件下将保护基团水解去除。
3. 碱水解:在碱性条件下将保护基团水解去除。
4. 加热或照射:有些保护基团在受热或紫外光照射下会发生裂解,从而去除官能团保护。
官能团去保护方法的选择也取决于具体的反应条件和合成需求。
四、典型的官能团保护与去保护反应1. 羟基的保护与去保护:羟基常用酯化或硅烷化的方法进行保护,在酸性或碱性条件下可以去除保护基团。
2. 羰基的保护与去保护:羰基可用亚硫酸盐或酮醇的方法进行保护,通过还原剂可以去除保护基团。
3. 氨基的保护与去保护:氨基可用酯或酰亚胺的方法进行保护,酸性或碱性条件下可以去除保护基团。
保护羟基的方法在化学实验中,有时需要保护羟基,以避免其被其他试剂反应,影响实验结果。
下面介绍一些保护羟基的方法。
1. 甲基化保护法甲基化是最常用的保护羟基的方法,适用于许多羟基化合物。
这种方法的原理是在羟基上引入一个甲基基团,形成更稳定的甲醚。
甲基化方法可分为酸催化和碱催化两种,其中酸催化更常用。
一般来说,使用甲基碘化钠、二甲基硫酸或三甲基氧化磷等试剂可在不同的实验条件下实现甲基化保护。
2. 酰化保护法酰化是保护羟基的另一种方法,通过在羟基上引入酰基团,可以形成酯和酰胺等更稳定的化合物。
酰化方法可以分为直接酰化和酸催化酰化两种。
在直接酰化中,使用醋酸、丙酸或苯甲酸等试剂直接与羟基反应;在酸催化酰化中,则使用酰化试剂(如酸酐或酰氯)在酸性催化下进行反应。
3. 硅化保护法硅化是羟基保护的一个有用方法,适用于保护具有醇基的化合物,如多醇类似物等。
硅化方法是使用硅醇试剂(如叔丁基二甲基氧硅烷)与羟基反应,形成较稳定的硅醚结构。
硅醚可以在一定的条件下还原,使还原羟基成为可能。
4. 羰基保护法羰基保护是针对醇和酚等带有羟基的化合物进行保护的一种方法,可以参照酯类的操作方法来进行羰基保护,如使用羧酸、酸酐和有机亚磷酸酯等。
此类方法保护后,可以把羰基去除。
综上所述,保护羟基的方法中,甲基化、酰化、硅化和羰基保护是最常见的方法。
这些方法的选择还应取决于羟基化合物的结构和化学属性,以及实验需要。
在实验中较为常用的是甲基化和酰化两种保护方法,不同保护方法的筛选与选择应根据具体情况而定。
保护羟基的常用试剂简介羟基是有机化合物中一种常见的官能团,其化学反应性较高,容易受到其他试剂的攻击。
为了保护羟基的特性,化学家们经过长期的研究,发展出一系列常用的试剂,用于保护羟基并选择性地进行其他反应。
本文将介绍一些常用的保护羟基的试剂,并讨论它们的使用条件和反应机理。
保护羟基的试剂分类一般来说,保护羟基的试剂可以分为两类:活性试剂和非活性试剂。
活性试剂指的是那些可以与羟基发生反应形成稳定的保护基的化合物,而非活性试剂则是那些在反应条件下不与羟基发生反应的化合物。
活性试剂活性试剂是通过与羟基反应形成稳定的保护基,以保护羟基的化学性质。
以下是一些常用的活性试剂:1. 酮醇试剂酮醇试剂是一类由酮和醇组成的化合物,其可以与羟基发生酚醇互变反应。
酮醇试剂的保护基通常是丙酮基或丁酮基,它们可以通过亲核试剂进行去保护反应。
例如,通过氢化钠或氢化锂等亲核试剂可以将丁酮基去除,还原出原始的羟基。
2. 硅试剂硅试剂是一类具有硅-氧键的化合物,常用的有TMSCl、TBS-Cl等。
它们可以与羟基发生硅醚化反应,形成稳定的硅保护基。
硅试剂保护的羟基可以通过溶液酸、碱的作用下去除,还原出原始的羟基。
3. 酯试剂酯试剂是一类可以与羟基发生缩酮反应的化合物,它们与羟基反应后形成稳定的酯保护基。
常用的酯试剂有TMSOTf、DCC等。
非活性试剂非活性试剂是在反应条件下不与羟基发生反应的化合物,通过物理上的包裹或遮蔽来保护羟基的化学性质。
以下是一些常用的非活性试剂:1. 膦试剂膦试剂是一类含有磷元素的化合物。
膦试剂可以通过形成磷酸酯键与羟基反应,形成稳定的膦保护基。
膦保护基可以通过酸或碱的作用下去除,还原出原始的羟基。
2. 硼试剂硼试剂是一类含有硼元素的化合物,常用的有TPB、TESB等。
硼试剂可以与羟基发生硼酸酯化反应,形成稳定的硼保护基。
硼保护基可以通过碱的作用下去除,还原出原始的羟基。
3. 酮醇试剂酮醇试剂在非活性试剂中也被归类,因为它们可以通过形成醚键与羟基反应,形成稳定的醚保护基。
目录1.简介 (2)2.硅醚 (2)三甲基硅醚(T M S-O R) (3)叔丁基二甲基硅醚(T B D M S-O R) (4)叔丁基二苯基硅醚(T B D P S-O R) (4)3.苄醚 (6)4.取代苄醚 (7)5.取代甲基醚 (8)6.四氢吡喃醚 (9)7.烯丙基醚 (10)1.前言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。
2.羟基硅醚保护及脱除硅醚是最常见的保护羟基的方法之一。
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。
在进行选择性去保护反应时,硅原子周围的空间效应,以及被保护分子的结构环境均需考虑。
例如,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。
有机经典反应三(羟基的保护与脱保护)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.反应溶剂活性一般情况DMF>CH3CN>丙酮,反应体系可以加NaI或者KI催化.苄基的脱除:一般情况用催化加氢的方法,也可以用Lewis酸脱出(TMSI), 催化加氢若分子中有非芳性的胺,会降低了催化剂的活性,阻碍了O-脱苄.在反应体系中加入Na2CO3可以防止苄基脱除,而可以使双键还原.苄醚氢解溶剂影响:THF>Hexanol>MeOH>Toluene(氢解反应速率大小顺序)PMB保护:PMB与苄基类似,均可以通过氢化的方法脱出,PMB还可以通过氧化的方法脱除(DDQ)3.烷氧基甲基醚或烷氧基甲基取代醚常用的有THP, MOM, EE, SEM等,其中THP, EE, MOM对酸不稳定,均可以用酸脱除,对酸的稳定性顺序:MOM>EE>THP, THP和EE的性质类似,用弱酸脱除,而MOM 对弱酸稳定,一般用强酸来脱除,SEM一般酸性条件稳定(AcOH/H2O,THF, 45度, 7h 可以脱除THP, EE和TBS,而SEM是稳定的).。
羟基的保护与去保护 Document serial number【KK89K-LLS98YT-SS8CB-SSUT-SST108】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.反应溶剂活性一般情况DMF>CH3CN>丙酮,反应体系可以加NaI或者KI催化.苄基的脱除:一般情况用催化加氢的方法,也可以用Lewis酸脱出(TMSI),催化加氢若分子中有非芳性的胺,会降低了催化剂的活性,阻碍了O-脱苄.在反应体系中加入Na2CO3可以防止苄基脱除,而可以使双键还原.苄醚氢解溶剂影响:THF>Hexanol>MeOH>Toluene(氢解反应速率大小顺序)PMB保护:PMB与苄基类似,均可以通过氢化的方法脱出,PMB还可以通过氧化的方法脱除(DDQ)3.烷氧基甲基醚或烷氧基甲基取代醚常用的有THP,MOM,EE,SEM等,其中THP,EE,MOM对酸不稳定,均可以用酸脱除,对酸的稳定性顺序:MOM>EE>THP,THP和EE的性质类似,用弱酸脱除,而MOM对弱酸稳定,一般用强酸来脱除,SEM一般酸性条件稳定(AcOH/H2O,THF,45度,7h可以脱除THP,EE和TBS,而SEM是稳定的).。