有机合成中羧基保护方法总结(精)
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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。
基团的保护方式一:使基团先参与反应又释放出方式二:反应的先后顺序问题(1)基团保护①醛基的保护如:②双键的保护如:③羟基的保护如:R--OH R--OCH3R--OCH3R--OH④羧基的保护如:⑤氨基的保护如:练习1、(氨基的保护)苄佐卡因是一种医用麻醉药品,学名对氨基苯甲酸乙酯,它以对硝基甲苯为主要起始原料经下列反应制得:请回答下列问题:(1)写出A、B、C的结构简式:A____________,B______________,C______________。
(2)用1H核磁共振谱可以证明化合物C中有____种氢处于不同的化学环境。
(3) ①与②能否颠倒位置,为什么2、(酚羟基的保护)工业上用甲苯生产对- 羟基苯甲酸乙酯HO ——COOC 2H 5(一种常用的化妆品防霉剂),其生产过程如下(反应条件未全部注明)所示:按上图填空: (1)有机物A 的结构简式为(2)写出反应⑤的化学方程式(有机物写结构简式,注明反应条件)(3)反应②和反应④的反应类型分别是(选填编号) 、 a .取代反应,b .加成反应,c .消去反应,d .酯化反应,e .氧化反应(4)写出反应③的化学方程式(有机物写结构简式,不用写反应条件,但要配平)(5)在合成线路中设计③和⑥两步反应的目的是 。
3、(醛基的保护)化合物A 是石油化工的一种重要原料,用A 和水煤气为原料经下列途径合成化合物D (分子式为C 3H 6O 3).已知:请回答下列问题:(1).写出下列物质的结构简式:A B COOH OCH 3③ 一定条件 ② Cl 2 ①催化剂 CH 3I CH 3CH 3OHC 2H 5OH⑤ CH 3OCH 3 ④ COOC 2H 5OCH 3 HI ⑥H CH 3A:__________;B:____________;C:_____________;D:___________.(2).指出反应②的反应类型______________________.(3).写出反应③的化学方程式_______________.(4).反应④的目的是___________________________________________________.(5).化合物D’是D的一种同分异构体,它最早发现于酸牛奶中,是人体内糖类代谢的中间产物.D’在浓硫酸存在的条件下加热,既可以生成能使溴水褪色的化合物E(C3H4O2),又可以生成六原子环状化合物F(C6H8O4).请分别写出D’生成E和F的化学方程式:D’→E:______________________________ D’→F:________________________.4、(氨基的保护)所给信息:①②苯胺,弱碱性,易氧化③利用这些反应,按以下步骤可从某烃A合成一种染料中间体DSD酸。
对氨基苯甲酸羧基保护基氨基苯甲酸(p-aminobenzoic acid,PABA)是一种常见的有机化合物,它含有一个氨基基团和一个羧基。
在有机合成中,为了保护氨基苯甲酸这一官能团,常常需要引入一种保护基。
本文将介绍对氨基苯甲酸羧基保护基的种类、应用以及相关的合成方法。
一、对氨基苯甲酸羧基保护基的种类1. 苄基保护基(benzyl group): 苄基是一种常用的氨基保护基,它可以通过苄化反应引入到氨基苯甲酸中。
苄基保护基的引入通常使用苄基氯化剂或者苄基溴化剂,反应条件温和,产率较高。
2. 甲醇基保护基(methyl group): 甲醇基保护基是一种简单的氨基保护基,它可以通过甲醇化反应引入到氨基苯甲酸中。
甲醇基保护基的引入需要使用甲醇化试剂,如碘甲烷或甲醇溶液。
3. 丙醇基保护基(propyl group): 丙醇基保护基是一种较大的氨基保护基,它可以通过丙醇化反应引入到氨基苯甲酸中。
丙醇基保护基的引入需要使用丙醇化试剂,如碘丙烷或丙醇溶液。
二、对氨基苯甲酸羧基保护基的应用对氨基苯甲酸羧基保护基在有机合成中有着广泛的应用。
首先,它可以用于保护氨基苯甲酸这一活性官能团,使其不受环境条件的影响,从而保证反应的选择性和收率。
例如在碳酸酯的合成中,可以使用苄基保护基保护氨基苯甲酸的氨基基团,以避免其与碳酸酯反应。
对氨基苯甲酸羧基保护基可以在有机合成中起到控制反应速率和反应路径的作用。
由于保护基的引入,可以改变氨基苯甲酸的电子密度和空间位阻,从而影响化学反应的进行。
例如在氨基苯甲酸的取代反应中,引入甲醇基保护基可以使反应产生更多的间位取代产物。
对氨基苯甲酸羧基保护基还可以用于合成有机分子库。
有机分子库是一种包含大量化合物的化学库,用于高通量筛选和药物发现。
通过引入不同的保护基,可以合成具有多样性的分子库,从而提高药物发现的成功率。
三、对氨基苯甲酸羧基保护基的合成方法对氨基苯甲酸羧基保护基的合成方法有很多种,下面介绍其中的一种常用方法。
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。
有机合成中的基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:−R—NHCOCH3+CH3COOH(Ⅰ)R—NH2+(CH3CO)2O−→−R—NH2+CH3COOH(Ⅱ)R—NHCOCH3+H2O−→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________。
教案:有机合成中的保护反应有机化学中的保护反应是一项非常重要的技术,它可以保护基团不受到反应的影响,从而实现预期的有机合成反应。
在有机化学中,许多基团很容易受到程式反应的影响,从而使得反应过程失控或者不可逆转。
因此,保护反应就变得非常重要。
有机合成中的保护反应通常可以被分为四类:酚醇保护、醛酮保护、胺保护和羧酸保护。
本文对这些反应进行了详细的介绍和阐述。
(一)酚醇保护酚醇保护是有机合成中使用最广泛的保护反应之一。
在有机化学反应中,OH官能团很容易受到其他反应的影响,因此保护反应就非常必要。
酚和醇的保护反应通常使用二甲基二酰胺(DMF)、四氢呋喃(THF)和五氯化磷(PCl5)等试剂来实现。
例如,DMF可以被用来保酚类和醇类,PCl5则可用于保护羟基。
在酚醇保护中,一般使用酯类化合物进行保护反应。
酯类是一种常见的官能团,它可以用来保护醇官能团。
在酯化反应中,通常使用羧酸和醇进行反应。
例如,丁酸和异丙醇可以反应生成异丙丁酸酯。
这一反应通常需要催化作用,常用的催化剂为硫酸、磷酸和氯化铂等试剂。
(二)醛酮保护有机合成中的醛和酮官能团都很容易受到反应的影响,因此保护反应也变得非常重要。
醛和酮的保护反应通常可以分为两种方式:羰基的保护和催化剂的保护。
在羰基的保护中,一般使用醇和酸进行反应。
例如,以苯甲醛和甲醇为例,可以使用苯甲酯和甲酸反应,最终获得醛的保护产物。
在这个过程中,甲酸具有保护羰基的作用,而苯甲酯则可以作为醛的代表保护官能团。
在催化剂的保护中,通常需要使用金属催化剂来实现反应。
催化剂可以选择一种合适的还原剂,将醛或酮还原成醇。
例如,钯-碳催化剂可以催化叔丁醇的还原,从而保护醛官能团。
此外,铁催化剂也可以用来保护酮官能团。
通过这种保护反应,有机合成中会更加可控,从而实现更高效、更优的有机合成。
(三)胺保护胺保护是有机合成中的重要保护反应之一。
胺官能团很容易受到其他的反应影响,从而导致反应失控。
因此,对胺官能团进行保护就变得非常重要。
有机合成中羧基保护方法总结[replyview]有机合成中羧基保护方法总结 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。在苯酯和
缩酚酸的合成中,二苯甲酯具有相似的作用,但二苯甲酯在酸存在条件下的溶剂化分
解太快,因此在酸性条件下不易作羧基保护基。总之,这类酯是一种有价值的保护基,
其制备可用经典的方法及前述的反应制备。 4.用酰胺和酰肼来保护羧基 在有限的
范围内人们采用酰胺和酰肼的形式保护羧基,从其解脱方式的角度补充了酯类保护
作用的不足。酰胺和酰肼对解脱酯类的温和碱性水解条件稳定,但酯类对能有效脱
解酰胺的亚硝酯和用
于裂解酰肼的氧化剂又均稳定,二者可以互补。 制备酰胺和酰肼的经典方法是
以酯或酰氯分别与胺或肼作用制备,也可直接从酸制得。酰肼已被用于抗菌素和肽
的合成,在肽的合成中它们可被亚硝酸转化为叠氮化物,使得缩合反应容易发生。 5.
酯的保护 酯和内酯的保护可视为羧基的间接保护,而且酯须有α2活泼氢,否则反应
很复杂。酯在引进保护基后,可在很多条件下保持稳定,如HOAc/ H2O/ THF(25 ℃,1
h ,KOH/MeOH(25 ℃,12 h ,LiAlH4/ Et2O(25 ℃,3 h ,CH3Li/Et2O(25 ℃,2 h 等。可用
汞盐或三氟化硼脱去脂保护基 综上所述,保护羧基的方法虽然不多,但作为保护基的
酯的种类却不少,且各有特色。近年来有关羧基保护的研究主要在肽、氨基酸、抗
菌素等的合成方面,且应用日见广泛。