羟基保护方法总结
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保护邻二醇羟基的方法邻二醇是一种常见的有机化合物,其中的羟基是一种重要的官能团。
在有机合成中,保护邻二醇羟基是一个关键步骤,以防止非预期的反应发生。
下面将介绍三种常用的保护邻二醇羟基的方法。
1. 酯化保护酯化保护是一种简单而有效的方法,通过与酸反应将邻二醇羟基保护为酯。
这种方法常用的保护试剂有甲醇和丙酮等。
以甲醇为例,将邻二醇与甲醇和催化剂(如HCl或H2SO4)反应,可以得到相应的酯化产物。
甲醇的使用可以在一定程度上减少副反应的可能性。
酯化保护方法具有操作简便、反应条件温和、产率高等优点。
然而,在酯化反应中,需要选择适当的催化剂和条件来确保反应的选择性和效率。
此外,在合成中还需要对酯进行去保护操作,以恢复邻二醇原来的官能团。
2. 缩合反应保护邻二醇的羟基还可以通过缩合反应进行保护。
缩合反应是在羟基之间形成醚链的反应,常用的缩合剂有酸酐类、酸酐酶和羧酸等。
例如,将邻二醇与电子富余的酰氯反应,可以得到酰基保护的邻二醇产物。
该方法可以避免醚基保护剂引入的异构体问题。
缩合反应保护方法适用于各种邻二醇保护反应中,具有反应条件温和、操作简便等优点。
然而,由于缩合剂选择的不同,需要实验室中进行適當的优化实验来确定最佳反应条件。
3. 硅烷保护硅烷保护是一种常用的邻二醇羟基保护方法。
它利用硅烷试剂(如三甲基氧基硅烷)与邻二醇反应,形成硅醚链结构。
这种硅醚链具有较稳定的化学性质,能够有效地保护邻二醇羟基。
硅烷保护方法适用于各种官能团的保护,具有广泛的应用领域。
然而,硅烷保护剂的选择和条件的控制对反应的效果有重要影响。
此外,在合成过程中需要对硅烷保护剂进行去保护操作,以恢复邻二醇原来的官能团。
综上所述,保护邻二醇羟基的方法可以通过酯化保护、缩合反应保护和硅烷保护等途径实现。
这些方法在化学合成中起到了关键作用,使得邻二醇具有更广泛的应用领域。
然而,在具体的实验中,需要根据不同的情况选择适当的保护方法和条件,以确保反应的效率和选择性。
有机合成中保护羟基的方法有机合成中的保护羟基的方法,真的是个妙趣横生的话题。
说到羟基,大家可能觉得这玩意儿没啥特别,但它在有机合成中可是扮演着超级重要的角色啊。
羟基就像一个总是想要参与聚会的朋友,然而有时我们得给它一个保护,让它先冷静下来。
哎,你知道吗?不管是做药物合成,还是做一些复杂的化合物,保护羟基都是不可或缺的步骤。
简单来说,保护羟基就像给它穿上一层防护服,这样在后面的化学反应中,它就不会受到其他反应的干扰。
那我们来看看,保护羟基的方法可真不少。
最常见的办法是用甲基化试剂,比如说氯甲烷。
这方法就像给羟基披上一层轻薄的外衣,简单又有效。
听起来是不是有点神奇?其实就是让羟基和甲基结合在一起,这样它在化学反应中就不容易被干扰。
这个过程,虽然看起来简单,但其实在实验室里可得小心翼翼地操作。
说白了,这可不是一件随随便便就能搞定的事情。
除了甲基化,还有一个很酷的方法,叫做醚化。
这个名字听起来就让人有点兴奋。
用醇和酸催化剂,羟基就能转变成醚。
这样一来,羟基就被“隐藏”起来了,简直是个小魔术!再说,这种方法不仅有效,而且能让化合物更稳定,哇,简直是两全其美。
这种保护的方法在合成中广泛应用,简直就是合成化学家的必备技能。
还有其他的选择,比如说用三氟甲基化试剂。
这个就像是给羟基添加了一层“强力防护”,能够抵御很多外来的攻击。
三氟甲基化的效果非常持久,真是让人爱不释手。
不过,大家也得注意,这种方法虽然厉害,但成本有点高,适合那些特别讲究的项目。
化学反应可真是个精细活儿,万事得考虑周全,才不会出错。
在保护羟基的过程中,我们还得注意一些细节,比如反应条件和时间。
这就像你做饭,要掌握好火候,否则就糊了。
没错,很多化学反应也是有“火候”讲究的。
温度太高或太低,都会影响羟基的保护效果。
用得好,羟基就能安安静静地待在一旁,等着你去进行下一步的合成;用得不好,就可能出现意想不到的麻烦。
说到这里,你可能会想,保护羟基的方法总是那么繁琐吗?随着科技的发展,越来越多的高效方法应运而生。
酚羟基保护基和去保护及总结酚羟基保护基和去保护是有机合成中常用的方法,它们在合成化合物过程中起到了重要的作用。
本文将对酚羟基保护基和去保护的原理、方法和应用进行详细介绍,并对其进行总结。
一、酚羟基保护基的原理和方法酚羟基保护基是指在有机合成中用于保护酚羟基的官能团。
由于酚羟基在反应中易于发生非特异性的取代、氧化、消耗等反应,因此需要引入保护基来保护酚羟基的反应活性。
常用的酚羟基保护基包括酯、醚、硅醚等。
酚羟基保护基的引入通常通过酯化、醚化、硅烷化等方法进行。
其中,酯化反应是最常用的方法之一。
酚与酸反应生成酯,从而引入酚羟基保护基。
醚化反应则是利用醇与卤代烷反应生成醚的方法来引入酚羟基保护基。
硅烷化反应则是通过醇与氯硅烷反应生成硅醚的方法来引入酚羟基保护基。
二、酚羟基去保护的原理和方法酚羟基去保护是指将有机化合物中的酚羟基保护基去除,使其恢复到酚羟基的状态。
常用的酚羟基去保护方法包括酸催化、碱催化、氢解等。
酸催化是最常用的酚羟基去保护方法之一。
通常使用酸性条件下反应,将酚羟基保护基与酸反应,从而使保护基脱除,酚羟基得以恢复。
常用的酸催化剂包括硫酸、盐酸、三氟甲磺酸等。
碱催化是另一种常用的酚羟基去保护方法。
通常使用碱性条件下反应,将酚羟基保护基与碱反应,从而使保护基脱除,酚羟基得以恢复。
常用的碱催化剂包括氢氧化钠、氢氧化钾等。
氢解是一种高选择性、高效率的酚羟基去保护方法。
通常使用氢气和催化剂作用下进行反应,将酚羟基保护基脱除,酚羟基得以恢复。
常用的氢解催化剂包括铃木催化剂、钯碳催化剂等。
三、酚羟基保护基和去保护的应用酚羟基保护基和去保护广泛应用于有机合成中。
它们在合成天然产物、药物、高分子材料等领域中发挥了重要的作用。
在有机合成中,酚羟基保护基常用于保护活性酚羟基,以防止其发生非特异性的反应。
例如,酚羟基保护基可以保护多酚化合物中的酚羟基,使其在反应中不发生杂化反应,从而保证目标产物的选择性。
酚羟基去保护则常用于合成过程中的后续反应。
二氢吡喃保护羟基方法羟基是一种常见的功能基团,在有机合成中具有重要的作用。
为了保护羟基,可以采用多种方法,其中包括化学转化法、生物酶法、固相合成法、微流控法、微波辅助法、超声波辅助法、高温高压法以及离子液体法等。
本文将详细介绍这些方法。
1.化学转化法化学转化法是保护羟基的一种常用方法。
其中,二氢吡喃是一种常用的保护剂,通过与羟基反应生成相应的二氢吡喃酯,可以有效地保护羟基。
反应条件温和,适用于大多数有机合成反应。
相关文献可查阅近年的化学期刊。
2.生物酶法生物酶法是一种环保且高效的方法,可用于保护羟基。
利用特定的酶将羟基转化为相应的酯或酮,可以有效地保护羟基。
生物酶法条件温和,选择性强,适用于复杂化合物的羟基保护。
相关文献可查阅近年的生物化学期刊。
3.固相合成法固相合成法是一种具有实用价值的合成方法,可用于保护羟基。
在固相载体上将羟基进行功能化,然后进行后续的合成反应。
该方法具有高效、高选择性等优点,适用于大规模生产。
相关文献可查阅近年的有机化学期刊。
4.微流控法微流控法是一种新型的合成方法,可用于保护羟基。
该方法采用微流控芯片技术,将合成反应在微通道中进行,具有高效、快速、环保等优点。
相关文献可查阅近年的微流控芯片研究期刊。
5.微波辅助法微波辅助法是一种高效合成方法,可用于保护羟基。
在微波条件下,反应速度加快,反应温度升高,可以促进羟基的保护反应。
该方法具有高效、快速等优点,适用于复杂化合物的合成。
相关文献可查阅近年的微波化学期刊。
6.超声波辅助法超声波辅助法是一种绿色合成方法,可用于保护羟基。
超声波的空化作用可以促进化学反应的进行,提高反应速度和产率。
该方法具有环保、高效等优点,适用于复杂化合物的合成。
相关文献可查阅近年的超声化学期刊。
7.高温高压法高温高压法是一种极端条件下的合成方法,可用于保护羟基。
在高温高压条件下,可以提高反应速度和产率,促进羟基的保护反应。
该方法具有高效、高选择性等优点,适用于复杂化合物的合成。
常见的羟基的保护与脱保护方法保护羟基:羟基在许多有机合成反应中往往需要保护,以防止它们在反应条件下发生不需要的副反应。
常见的羟基保护基包括醚、酯、酮、酚、酰胺、醛等。
以下是一些常用的羟基保护方法:1.醚保护:醚保护可以通过将羟基与醇反应得到,生成醚。
醚保护通常使用对应于醇的活化试剂进行,例如甲基化反应中使用碘甲烷或次氯酸盐。
醚保护可以在中性或碱性条件下进行,但不适合在酸性条件下进行。
2.酯保护:酯保护是通过将羟基与酸酐反应得到,生成酯。
常用的酸酐有酸氯和酸酐等。
酯保护通常在碱性条件下进行,并且在加热时通常反应速率更快。
3.酮保护:酮保护是通过将羟基与酮反应得到,生成酮。
酮保护也通常在碱性条件下进行,使用碱金属如钠作为催化剂。
4.酚保护:酚保护是通过将羟基与酸酐反应得到,生成酯。
酚保护与酯保护原理相同,但需要更强的碱性条件。
5.酰胺保护:酰胺保护是通过将羟基与酰胺反应得到,生成酮。
常用的酰胺有二甲基亚砜、二甲基甲酰胺等。
6.醛保护:醛保护是通过将羟基和醛反应得到,生成醇。
这种保护方法通常使用缩醛反应进行,输入多相催化剂。
脱保护羟基:羟基的脱保护常常需要特定的条件和试剂来进行,以下是一些常用的羟基脱保护方法:1.醚脱保护:醚脱保护通常使用酸性条件进行,例如使用浓硫酸或三氟化硼进行醚的酸性水解。
2.酯脱保护:酯脱保护可以通过酸催化的水解得到,常用的酸催化试剂包括浓硫酸,氢氯酸等。
3.酮脱保护:酮脱保护通常使用还原剂进行,最常用的是氢化钠或氢化钠铝合金。
4.酚脱保护:酚脱保护可以使用酸性条件下的水解反应,例如使用浓硫酸进行酚的酸性水解。
5.酰胺脱保护:酰胺脱保护可以通过酸或碱催化进行,例如使用浓碱水解。
6.醛脱保护:醛脱保护可以通过加热和蒸馏等方法进行,例如使用强酸、碱或硼氢化钠等试剂进行醛的脱保护。
总结:羟基的保护与脱保护方法在有机合成反应中扮演重要的角色,能够有效地保护或脱除羟基。
合理选择适当的保护基和脱保护试剂可以帮助实现合成目标化合物的高产率和高选择性。
保护羧基的方法主要是酯化法,但在某些情况下,也可以用形成酰胺或酰肼等方法来进行保护。
①酯化法保护羧基:甲酯和乙酯甲酯和乙酯作为羧酸的保护基对一系列合成操作十分适用。
例如,以酯的形式进行的烷基化反应和各种缩合反应,随后酯基在酸或碱的催化下水解除去,偶尔酯基也可用热解反应消去。
但简单的烷基酯作为羧酸的保护基在有些情况下并不适用,其原因往往是由于最后需用皂化反应来除去酯基。
因此,实际上在合成中常甲基和乙基的衍生物取而代之。
甲基的衍生物主要是苄基类型,可用温和条件下的酸处理或氢解脱除。
乙基衍生物主要是β,β,β2三氯乙基等②酯化法保护羧基:叔丁酯叔丁酯不能氢解,在常规条件下也不被氨解及碱催化水解,但叔丁基在温和的酸性条件下可以异丁烯的形式裂去。
此性质使叔丁基在那些不能进行碱皂化的情况下特别吸引人,例如:用于酮、β2酮酯、α,β不饱和酮和对碱敏感的α2酮醇以及肽的合成。
在青霉素的合成中,可选择性地裂开叔丁酯以便形成β2内酰胺;在菌霉素的合成中和在容易还原的酮的制备中,都可用叔丁基来保护羧基。
四氢吡喃酸具有和叔丁酯相似的对酸的不稳定性,这一保护基也类似地用于丙二酸酯类型的酮和酮酯的合成中。
③酯化法保护羧基苄基、取代苄基及二苯甲基酯类这类酯保护基的特点在于它们能很快地被氢解除去。
在青霉素合成中,苄酯不被温和的酯水解条件破坏,最后需由氢解除去苄酯;在谷酰胺和天门冬酰胺的合成中,以及在L2谷氨酸和L2天门冬氨酸酯的制备中,苄酯的性质都能典型地显示出来。
Bowman和Ames将苄基酯用在活性酯(有α2活泼氢)的烷基化或酰基化中,此法曾出色地完成脂肪酸、酮、二酮和α2醇酮的合成。
芳环上或次甲基上有取代基的苄基在用酸性试剂脱去时,其敏感性可有大幅度的改变。
Stewevr在酯肽类合成中利用了亚甲苄酯易于催化脱去的优点,用其代替叔丁酯。
苄酯和对硝基苄酯也可作为羧基的保护基,一个典型的例子就是其在氨基的酰化衍生物合成中的应用。
常见的羟基的保护与脱保护方法常见的羟基保护与脱保护方法概述:在有机合成中,羟基(-OH)是一种常见的官能团。
然而,由于其活泼性和反应性,羟基在某些情况下需要被保护。
保护羟基可以防止其在反应中发生不必要的副反应或失活,同时也可以控制反应的选择性。
本文将介绍几种常见的羟基保护与脱保护方法。
一、羟基保护方法:1. 酯保护:酯是常用的羟基保护基团。
通过与羟基反应,可以将醇转化为酯。
酯保护的优势在于其稳定性和易于去除。
常用的酯保护试剂有二甲基亚砜(DMS)和四氢噻吩-1-氧化物(THF)等。
2. 醚保护:醚也是一种常见的羟基保护基团。
通过与羟基反应,可以将醇转化为醚。
醚保护的优势在于其稳定性和容易操作。
常用的醚保护试剂有二甲基二甲酰胺(DMF)和三甲基硅氧烷(TMS)等。
3. 硅保护:硅是一种常用的羟基保护基团,通过与羟基反应,可以形成硅醚。
硅保护的优势在于其稳定性和容易去除。
常用的硅保护试剂有三甲基氧硅烷(TMS)和二甲基氟硅烷(DMFS)等。
二、羟基脱保护方法:1. 酸性脱保护:酸性条件下,羟基保护基团可以被去除。
常用的酸性脱保护试剂有无水氢氟酸(HF),三氟甲磺酸(TfOH)和三氯化硼(BCl3)等。
酸性脱保护条件需要控制好反应的温度、时间和酸的浓度,以避免不必要的副反应。
2. 还原性脱保护:还原剂可以将羟基保护基团还原为醇。
常用的还原剂有氢化钠(NaH)和氢化铝锂(LiAlH4)等。
还原性脱保护条件需要控制好反应的温度和还原剂的浓度,以避免不必要的副反应。
3. 碱性脱保护:碱性条件下,羟基保护基团可以被去除。
常用的碱性脱保护试剂有氢氧化钠(NaOH)和氢氧化钾(KOH)等。
碱性脱保护条件需要控制好反应的温度、时间和碱的浓度,以避免不必要的副反应。
总结:在有机合成中,羟基的保护与脱保护是常见的操作。
通过选择合适的保护基团和脱保护条件,可以实现对羟基的保护和去保护,从而实现有机合成的目标。
不同的保护基团和脱保护条件具有不同的适用范围和反应条件,需要根据具体的合成需求进行选择。
常见的羟基的保护与脱保护方法一、引言羟基是有机化学中常见的官能团之一,具有广泛的应用价值。
为了在有机合成中保护羟基,以防止其发生意外的反应或选择性地进行某些反应,常需要进行羟基的保护与脱保护。
本文将介绍一些常见的羟基保护与脱保护方法。
二、羟基的保护方法1. 酯保护酯保护是一种常用的羟基保护方法。
通过将羟基与酸反应,生成酯化产物,可以有效地保护羟基。
常用的酯保护试剂有酸酐(如乙酸酐、丙酮酸酐等)、酰氯(如丙酰氯、戊酰氯等)等。
酯保护反应通常在较弱碱性条件下进行,反应温和,适用于多种官能团的共存。
2. 醚保护醚保护是一种常见的羟基保护方法。
通过将羟基与醇反应,生成醚化产物,可以有效地保护羟基。
常用的醚保护试剂有甲基化试剂(如碘甲烷、甲基碘化钠等)、烷基化试剂(如三甲基硅烷、二甲基硅烷等)等。
醚保护反应通常在中性或弱酸性条件下进行,反应选择性高,适用于多种官能团的共存。
3. 硅保护硅保护是一种常用的羟基保护方法。
通过将羟基与硅试剂反应,生成硅醚化产物,可以有效地保护羟基。
常用的硅保护试剂有三甲基硅氯化物、三乙基硅氯化物等。
硅保护反应通常在中性或弱酸性条件下进行,反应选择性高,适用于多种官能团的共存。
三、羟基的脱保护方法1. 酯脱保护酯脱保护是一种常用的羟基脱保护方法。
通过对酯化产物进行水解反应,可以脱去保护基,使羟基重新暴露出来。
常用的酯脱保护试剂有碱性条件下的氢氧化钠、氢氧化钾等。
酯脱保护反应通常在碱性条件下进行,反应温和,适用于多种官能团的共存。
2. 醚脱保护醚脱保护是一种常见的羟基脱保护方法。
通过对醚化产物进行酸性水解反应,可以脱去保护基,使羟基重新暴露出来。
常用的醚脱保护试剂有浓硫酸、三氟化硼等。
醚脱保护反应通常在酸性条件下进行,反应选择性高,适用于多种官能团的共存。
3. 硅脱保护硅脱保护是一种常用的羟基脱保护方法。
通过对硅醚化产物进行酸性水解反应,可以脱去保护基,使羟基重新暴露出来。
常用的硅脱保护试剂有氢氟酸、三氯化铁等。
羟基保护基和去保护及总结羟基保护基和去保护及总结引言:有机化学中,羟基保护基和去保护是合成有机分子中一个重要的步骤。
羟基保护基的引入可以防止羟基在反应中发生副反应,同时羟基去保护则是为了恢复羟基的活性。
本文将讨论羟基保护基和去保护的常见方法,并对其应用进行总结。
一、羟基保护基的介绍羟基保护基是通过在羟基上引入一个保护基团来改变羟基的化学性质。
羟基保护基的引入可以增强化合物的稳定性,防止在反应过程中发生副反应,同时还可以使反应的选择性更好。
常见的羟基保护基有酯基、醚基、硅烷基等。
1. 酯基保护:酯基保护是最常见的羟基保护方法之一。
酯基可以通过酸催化下醇与酸反应得到,其中酸可以是无水酸或酸酐。
酯基保护可通过酸或碱来去除。
酯基的引入可以使羟基变得不活泼,从而防止其发生副反应。
2. 醚基保护:醚基保护是羟基保护的另一种常见方法。
醚基可以通过醇和醚化剂反应得到。
醚基的去除常常使用酸或碱来完成。
醚基的引入可以使羟基的化学性质发生改变,从而防止其参与反应。
3. 硅烷基保护:硅烷基保护是一种常用的羟基保护方法。
硅烷基可以通过硅烷化剂和醇反应得到。
硅烷基保护的去除可以通过碱来完成。
硅烷基的引入可以使羟基变得不活泼,从而防止其发生副反应。
二、羟基去保护的介绍羟基保护基的去除是为了恢复羟基的活性,使其参与反应。
羟基去保护方法根据不同的保护基团有所差异,下面将分别介绍。
1. 酯基去保护:酯基的去除可以通过酸或碱来完成。
酸催化下,酯基可以被水解为醇和酸;碱催化下,酯基可被水解为盐和醇。
酯基去除的条件取决于酯基的稳定性,一般而言,酸催化条件下较温和,碱催化条件下较强碱。
2. 醚基去保护:醚基的去除通常是通过酸催化下的水解来完成。
酸催化下,醚基可以被水解为醇和醚化剂。
醚基去除的条件取决于醚基的稳定性,一般而言,强酸催化条件下较快。
3. 硅烷基去保护:硅烷基的去除一般通过强碱来完成。
碱可以使硅烷基与水反应生成硅醇。
硅烷基去除的条件一般较温和。
目录1.简介 (2)2.硅醚 (2)2.1三甲基硅醚(T M S-O R) (3)2.2叔丁基二甲基硅醚(T B D M S-O R) (4)2.3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。
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。
羟基保护⽅法1. 4 UCP( un i2chemo protection)类针对有限的羟基保护基团, Komba 等[ 9 ]提出了⼀种新的保护基团- UCP(氨基酸聚合衍⽣物). 利⽤UCP聚合度的不同对不同的羟基分别进⾏保护, 最终⽤Edman降解可使聚合度不同的UCP依次脱去, 游离出特定的羟基. 该⽅法减少保护基的种类和数量, 避免了不同的试剂环境对其他保护基的影响.试剂及条件: ( ?) mono2UCP, 氰尿酰氯, 吡啶, 40 e , 2 h, 90% . ( ? ) 80% 醋酸溶液, 60 e , 2 h, 79%.( ?) tri2UCP, 吡啶, 40 e , 2 h, 65% . ( …)⼄酸酐, 吡啶, 40 e , 2 h, 91% . ( …)四步a: 含20% 哌啶的N,N 2⼆甲基甲酰胺溶液, 室温, 20min. b: E dman试剂PITC, N2甲基吗啉, 室温, 30 min. c: 三氟⼄酸, ⼆氯甲烷, 室温, 30 min. d: 叔丁氧基甲酸酐Boc2O, 标准碳酸钠溶液, N,N 2⼆甲基甲酰胺, 室温, 30min, 总收率69% .2 醚类2. 1 苄醚类引⼊苄基经典的⽅法是将反应物与过量的苄基卤和粉末状氢氧化钾⾼温共热. 后经改进, 在DMF溶液中, ⽤Ag2O催化在室温下即可苄基化, 同时对于部分⼄酰化的反应物不会伴随脱酰基现象, 但仍需过量的苄基卤和氮⽓的保护[ 10 ] . 如利⽤相转移催化剂[ 11] 形成苄基醚时, ⽆需惰性⽓体保护和⽆⽔条件, 且操作过程和后处理较易, 但收率较经典法低.借助于⾦属有机锡化合物[ 12 ]可有选择性地引⼊苄基. Bu2 SnO和糖环上相邻的两个羟基形成环状中间体, 然后再与苄基卤反应即可在特定位置引⼊苄基:董奇志等[ 13]⽤浓氢氧化钠作碱性试剂及载体, 在相转移催化剂存在和微波辐射下对糖进⾏苄基化反应时, ⽆需机械搅拌, ⽆需溶剂, 且反应时间短:苄基醚对酸、碱, 以及很多试剂包括过碘酸钠、四⼄酸铅和氢化铝锂等都稳定, 受得住正常⽤来酸性⽔解除去异丙叉和苄叉基的条件和使甲基糖苷转变为游离糖的条件. 但在中性溶液中室温下钯催化氢解很容易除去苄基, 也可⽤⾦属钠在⼄醇或液氨中还原裂去. 当糖中存在对氢化敏感的基团时, 可对苄基氢进⾏⾃由基卤代反应, 然后⽔解即可脱去苄基.2. 2 三苯甲基( trityl)醚三苯甲基常⽤来保护伯羟基, 由于空间位阻作⽤, 该反应选择性好, 产率⾼. 将糖和三苯基氯甲烷溶于吡啶溶液在室温[ 3] 或者⾼于室温[ 14] 下反应⼀定时间即可在伯位引⼊三苯甲基. 也可⽤单甲氧基三苯基(MMT)或双甲氧基三苯基(DMT )作为伯羟基的保护基. 它们和三苯基氯甲烷均是按SN1历程进⾏反应, 且反应速率顺序为: DMT>MMT > Trity.l⼀般是催化氢解除去三苯甲基, 但不适合处理含硫化合物. ⽤80% ⼄酸(在回流温度)、氯化氢/氯仿、溴化氢(计算量) /⼄酸等催化脱去三苯甲基时, 会伴随酰基的迁移和糖链⽔解, 产率低. Lehrfeld[ 15 ]提出⽤硅胶柱脱去三苯甲基的⽅法, 产率可达80% 以上, 效果较好.2. 3 硅醚类2. 3. 1 三甲基硅醚类三甲基硅基作保护基的同时⼜可降低化合物的极性, 可对三甲基硅醚进⾏⽓相⾊谱分析[ 16] 和质谱分析. 三甲基硅醚类稳定性差, 在其它合成中应⽤较少, 但在糖类中得以应⽤[ 17] . 三甲基硅基的选择性较差, 但可通过使全部羟基成醚, 再选择性脱去三甲基硅基, 得到伯羟基游离的中间体[ 18] :通常使⽤含氟离⼦的试剂(如四丁基氟化胺/⽆⽔THF等)除去三甲基硅基. 也可以在甲醇/碳酸钾溶液中选择性甲醇解脱去.2. 3. 2 叔丁基⼆甲硅醚( t2BuMe2 Si2简称TBDMS)TBDMS氯化物可优先与伯羟基反应, 可⽤来保护伯羟基. 通常以咪唑为催化剂, 在DMF溶液中通过TB2DMS氯化物和糖反应引⼊叔丁基⼆甲硅基[ 19] . 如⽤TBDMSOT f做醚化试剂, 可将C23、C26 位或C22、C26位的羟基同时醚化[ 20] .叔丁基⼆甲醚较为稳定, 能够承受醇性氢氧化钾的酯⽔解条件以及温和的还原条件(如Zn /CH3 OH等). 可⽤氟离⼦(如Bu4N+ F- 等)在四氢呋喃溶液中脱去. 也可⽤含⽔⼄酸( 66%⼄酸)于室温下脱去.2. 4 烯丙基类烯丙基类保护基可以完全避开强酸性环境, 反应条件温和, 是现代糖化学合成中的⾸选⽅法. 烯丙基醚[ 21]可以通过W illiamson醚合成法、有机锡法等合成. 使⽤⼆价铜盐作催化剂时, 烯丙基醚化反应具有很好的化学选择性、区域选择性, 主要得到单烯丙基化的产物. 如与单糖衍⽣物反应时, ⼀般会得到C24位羟基被保护、C26位羟基游离的产物:当糖中含有酰胺基时, 为避免氮原⼦被烷基化, 可先转化成其钡盐再烷基化成烯丙基醚:可在碱性介质(叔丁醇钾的DMSO溶液)中, 将烯丙基异构化成丙烯基形成烯醇醚后在酸性条件下脱除烯醇醚. ⼀般⽤1 mol# L- 1的盐酸或0. 5 mol# L- 1的硫酸的丙酮⽔溶液, 在此酸性条件下, 葡糖苷不会⽔解⽽仍保持环状结构:如果糖中存在对酸敏感的保护基, 可在中性条件下⽤HgC l2, 通过加成、断链等过程或在弱碱性条件下,通过氧化、⽔解脱除丙烯醇醚. 常⽤的氧化剂有⾼锰酸钾、四氧化锇、臭氧以及碘等. ⾸先氧化碳碳双键, 形成不稳定的中间体, 然后⽔解断链⽽成:3 形成缩醛或缩酮类3. 1 异丙叉缩酮糖与丙酮在催化剂(如⾼氯酸, 硫酸, 盐酸, 对甲苯磺酸和氯化锌等)作⽤下即可得到异丙叉缩酮, 但反应条件苛刻, 要求在⽆⽔环境下进⾏. 采⽤2, 22⼆甲氧基2或2, 22⼆⼄氧基2丙烷进⾏酸催化的缩酮交换, 反应更容易且具有选择性, 同时能有效地对反式⼆羟基进⾏异丙叉化[ 22] . ⽢中红等[ 23 ]⽤原甲酸三⼄酯为试剂, 丙酮作溶剂, 在以化学改性硅胶为载体的四氯化钛的催化下实现了对单糖或糖甲基苷的⾼效率的异丙叉化.异丙叉不同于苄叉只选择性保护4、6 位羟基, 只要空间位置合适就可进⾏反应, 有时还可改变环的⼤⼩, 如D2葡萄糖和丙酮在ZnCl2 /H3 PO4催化下即可⽣成1, 2: 5, 62氧2⼆异丙叉基2A2D2呋喃葡萄糖[ 24 ] .异丙叉保护基在许多中性和碱性介质中稳定, 可以在酸性条件下⽔解除去. 存在对酸敏感的叔丁基⼆甲基硅基、三苯甲基等基团时可在氯仿中⽤FeCl3 /SiO2催化脱去保护基, 该反应可选择性脱去5、6位缩酮⽽不影响1、2位缩酮和其它取代基[ 25] :3. 2 苄叉缩醛苄叉衍⽣物通常是由糖和苯甲醛在酸性催化剂(如盐酸, 硫酸, 对甲苯磺酸或氯化锌等)存在下反应制得, 该反应选择性保护C24、C26位羟基. ⽤硝基取代后的苄叉[ 26]效果更好, 这是由于硝基的共轭效应与诱导效应的协同作⽤, 使得分⼦中苯环上的电⼦云密度下降, 醛基碳所带正电荷增⼤, 从⽽使其⽐未取代的苄叉具有更强的亲电性. 取代后的苄叉作保护基, 产物易于结晶, 后处理⽅便, 产率较⾼. Sheman等[ 27] 采⽤PhCH(OMe) 2代替苯甲醛, 在樟脑磺酸(CSA)存在下于DMF溶液中可更有效地选择性保护C24、C26位羟基, 收率可达85% .苄叉保护基在许多⾮酸性情况下稳定. 但可很快地被催化(如Pd /C等)氢解选择性地除去; Sheman等[ 27]在Me3N# BH3、A lCl3和THF存在的条件下选择性脱去保护基, 游离出4、6位羟基. 也可以通过FeC l3 /SiO2在氯仿中选择性脱去4, 6位缩酮[ 25] :。
目录1.简介 (2)2.硅醚 (2)2.1三甲基硅醚(T M S-O R) (3)2.2叔丁基二甲基硅醚(T B D M S-O R) (4)2.3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。
羟基保护方法总结保护醇类ROH 的方法一般是制成醚类(ROR′) 或酯类(ROCOR′),前者对氧化剂或还原剂都有相当的稳定性。
1. 形成甲醚类ROCH3可以用碱脱去醇ROH质子,再与合成子+CH3作用,如使用试剂NaH / Me2SO4。
也可先作成银盐RO-Ag+ 并与碘甲烷反应,如使用Ag2O / MeI;但对三级醇不宜使用这一方法。
醇类也可与重氮甲烷CH2N2,在Lewis酸(如BF3·Et2O)催化下形成甲醚.脱去甲基保护基,回复到醇类,通常使用Lewis酸,如BBr3及Me3SiI,也就是引用硬软酸碱原理(hard-soft acids and bases principle),使氧原子与硼或硅原子结合(较硬的共轭酸),而以溴离子或碘离子(较软的共轭碱)将甲基(较软的共轭酸)除去。
2. 形成叔丁基醚类ROC(CH3)3醇与异丁烯在Lewis 酸催化下制备。
叔丁基为一巨大的取代基(bulky group),脱去时需用酸处理3. 形成苄醚ROCH2Ph:制备时,使醇在强碱下与苄溴(benzyl bromide)反应,通常以加氢反应或锂金属还原,使苄基脱除,并回复到醇类。
4. 形成三苯基甲醚(ROCPh3)制备时,以三苯基氯甲烷在吡啶中与醇类作用,而以4-二甲胺基吡啶(4-dimethyl aminopyridine, DMAP)为催化剂。
5. 形成甲氧基甲醚ROCH2OCH3制备时,使用甲氧基氯甲烷与醇类作用,并以三级胺吸收生成的HCl。
甲氧基甲醚在碱性条件下和一般质子酸中有相当的稳定性,但此保护基团可用强酸或Lewis酸在激烈条件下脱去。
7. 形成四氢吡喃ROTHP制备时,使用二氢吡喃与醇类在酸催化下进行加成作用。
欲回收恢复到醇类时,则在酸性水溶液中进行水解,即可脱去保护基团。
有机合成中常引用这种保护基团,其缺点是增加一个不对称碳(缩酮上的碳原子),使得NMR谱的解析较复杂。
8. 形成叔丁基二甲硅醚ROSiMe2(t-Bu)制备时,用叔丁基二甲基氯硅烷与醇类在三级胺中作用,此保护基比三甲基硅基稳定,常运用在有机合成反应中,一般是F-离子脱去。
羟基保护方法总结
保护醇类ROH 的方法一般是制成醚类(ROR′) 或酯类(ROCOR′),前者对氧化剂或还原剂都有相当的稳定性。
1. 形成甲醚类ROCH3
可以用碱脱去醇ROH质子,再与合成子+CH3作用,如使用试剂NaH / Me2SO4。
也可先作成银盐RO-Ag+ 并与碘甲烷反应,如使用Ag2O / MeI;但对三级醇不宜使用这一方法。
醇类也可与重氮甲烷CH2N2,在Lewis酸(如BF3·Et2O)催化下形成甲醚.
脱去甲基保护基,回复到醇类,通常使用Lewis酸,如BBr3及Me3SiI,也就是引用硬软酸碱原理(hard-soft acids and bases principle),使氧原子与硼或硅原子结合(较硬的共轭酸),而以溴离子或碘离子(较软的共轭碱)将甲基(较软的共轭酸)除去。
2. 形成叔丁基醚类ROC(CH3)3
醇与异丁烯在Lewis 酸催化下制备。
叔丁基为一巨大的取代基(bulky group),脱去时需用酸处理
3. 形成苄醚ROCH2Ph:
制备时,使醇在强碱下与苄溴(benzyl bromide)反应,通常以加氢反应或锂金属还原,使苄基脱除,并回复到醇类。
4. 形成三苯基甲醚(ROCPh3)
制备时,以三苯基氯甲烷在吡啶中与醇类作用,而以4-二甲胺基吡啶(4-dimethyl aminopyridine, DMAP)为催化剂。
5. 形成甲氧基甲醚ROCH2OCH3
制备时,使用甲氧基氯甲烷与醇类作用,并以三级胺吸收生成的HCl。
甲氧基甲醚在碱性条件下和一般质子酸中有相当的稳定性,但此保护基团可用强酸或Lewis酸在激烈条件下脱去。
7. 形成四氢吡喃ROTHP
制备时,使用二氢吡喃与醇类在酸催化下进行加成作用。
欲回收恢复到醇类时,则在酸性水溶液中进行水解,即可脱去保护基团。
有机合成中常引用这种保护基团,其缺点是增加一个不对称碳(缩酮上的碳原子),使得NMR谱的解析较复杂。
8. 形成叔丁基二甲硅醚ROSiMe2(t-Bu)
制备时,用叔丁基二甲基氯硅烷与醇类在三级胺中作用,此保护基比三甲基硅基稳定,常运用在有机合成反应中,一般是F-离子脱去。
9. 形成乙酸酯类ROCOCH3
脱去乙酸酯保护基可使用皂化反应水解。
乙酯可与大多数的还原剂作用,在强碱中也不稳定,因此很少用作有效的保护基团。
但此反应的产率极高,操作也很简单,常用来帮助决定醇类的结构。
10 形成苯甲酸酯类ROCOPh
制备时,用苯甲酰氯与醇类的吡啶中作用。
苯甲酸酯较乙酯稳定,脱去苯甲酸酯需要较激烈的皂代条件。
红外识谱歌
外可分远中近,中红特征指纹区,
1300来分界,注意横轴划分异。
看图要知红外仪,弄清物态液固气。
样品来源制样法,物化性能多联系。
识图先学饱和烃,三千以下看峰形。
2960、2870是甲基,2930、2850亚甲峰。
1470碳氢弯,1380甲基显。
二个甲基同一碳,1380分二半。
面内摇摆720,长链亚甲亦可辨。
烯氢伸展过三千,排除倍频和卤烷。
末端烯烃此峰强,只有一氢不明显。
化合物,又键偏,~1650会出现。
烯氢面外易变形,1000以下有强峰。
910端基氢,再有一氢990。
顺式二氢690,反式移至970;
单氢出峰820,干扰顺式难确定。
炔氢伸展三千三,峰强很大峰形尖。
三键伸展二千二,炔氢摇摆六百八。
芳烃呼吸很特征,1600~1430。
1650~2000,取代方式区分明。
900~650,面外弯曲定芳氢。
五氢吸收有两峰,700和750;
四氢只有750,二氢相邻830;
间二取代出三峰,700、780,880处孤立氢
醇酚羟基易缔合,三千三处有强峰。
C-O伸展吸收大,伯仲叔醇位不同。
1050伯醇显,1100乃是仲,
1150叔醇在,1230才是酚。
1110醚链伸,注意排除酯酸醇。
若与π键紧相连,二个吸收要看准,
1050对称峰,1250反对称。
苯环若有甲氧基,碳氢伸展2820。
次甲基二氧连苯环,930处有强峰,
环氧乙烷有三峰,1260环振动,
九百上下反对称,八百左右最特征。
缩醛酮,特殊醚,1110非缩酮。
酸酐也有C-O键,开链环酐有区别,
开链强宽一千一,环酐移至1250。
羰基伸展一千七,2720定醛基。
吸电效应波数高,共轭则向低频移。
张力促使振动快,环外双键可类比。
二千五到三千三,羧酸氢键峰形宽,920,钝峰显,羧基可定二聚酸、
酸酐千八来偶合,双峰60严相隔,
链状酸酐高频强,环状酸酐高频弱。
羧酸盐,偶合生,羰基伸缩出双峰,
1600反对称,1400对称峰。
1740酯羰基,何酸可看碳氧展。
1180甲酸酯,1190是丙酸,
1220乙酸酯,1250芳香酸。
1600兔耳峰,常为邻苯二甲酸。
氮氢伸展三千四,每氢一峰很分明。
羰基伸展酰胺I,1660有强峰;
N-H变形酰胺II,1600分伯仲。
伯胺频高易重叠,仲酰固态1550;
碳氮伸展酰胺III,1400强峰显。
胺尖常有干扰见,N-H伸展三千三,
叔胺无峰仲胺单,伯胺双峰小而尖。
1600碳氢弯,芳香仲胺千五偏。
八百左右面内摇,确定最好变成盐。
伸展弯曲互靠近,伯胺盐三千强峰宽,
仲胺盐、叔胺盐,2700上下可分辨,
亚胺盐,更可怜,2000左右才可见。
硝基伸缩吸收大,相连基团可弄清。
1350、1500,分为对称反对称。
氨基酸,成内盐,3100~2100峰形宽。
1600、1400酸根展,1630、1510碳氢弯。
盐酸盐,羧基显,钠盐蛋白三千三。
矿物组成杂而乱,振动光谱远红端。
钝盐类,较简单,吸收峰,少而宽。
注意羟基水和铵,先记几种普通盐。
1100是硫酸根,1380硝酸盐,
1450碳酸根,一千左右看磷酸。
硅酸盐,一峰宽,1000真壮观。
勤学苦练多实践,红外识谱不算难。