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常见的羟基的保护与脱保护方法

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常见的羟基的保护与脱保护方法TOC\o"1-5"\h\z简介2硅酬2三甲基硅酰(TMS-OR)3叔丁基二甲基硅酰(TBDMS-OR)4叔丁基二苯基硅酰(TBDPS-OR)4节酬6取代节酬7取代甲基酬8四氢毗喃酬9烯丙基酬10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,如核苜,碳水化合物、笛族化合物、大环内酯类化合物、聚酰、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、球基、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...

常见的羟基的保护与脱保护方法
TOC\o"1-5"\h\z简介2硅酬2三甲基硅酰(TMS-OR)3叔丁基二甲基硅酰(TBDMS-OR)4叔丁基二苯基硅酰(TBDPS-OR)4节酬6取代节酬7取代甲基酬8四氢毗喃酬9烯丙基酬10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,如核苜,碳水化合物、笛族化合物、大环内酯类化合物、聚酰、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、球基、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酰或酯,以酰更为常见。一般用于羟基保护酰主要有硅酰、甲基酰、烯丙基酰、节基酰、烷氧甲基酰、烷筑基甲基酰、三甲基硅乙基甲基酰等等。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。羟基硅酬保护及脱除硅酰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TBDM外团存在时,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酰特别有效:烷基硅酰在酸中容易去保护,而酚基酰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。在硅原子上引入吸电子取代基可以提高碱性条下水解反应的灵敏性,而对酸的敏感性降低。对大多数酰来说,在酸中的稳定性为TMS[1)EE>THPTHP(2-四氢毗喃)保护羟基THP酰引入到一个手性分子的结果是形成了一个非对映体,因为在四氢毗喃环上新增了一个手性中心。(有时它会使NMR谱的表达有点困难)。尽管如此,它仍是有机合成中一个非常有用的保护基团,它的成本低,易于分离,对大多数非质子酸试剂有一定的稳定性,易于被出去。通常,几乎任何酸性试剂或任何可以在原位产生酸的试剂都可被用来引入THP基团。THP(2-四氢毗喃)保护羟基示例(1977,42,3772)Toasolutionof1g,inCHCl2(10mL)at22-24°Cwasadded3,4-dihydro-2H-pyranmL,g,andPPTs(20mg,.Thesolutionwasstirredat22-24oCfor1handdilutedwitha100-mLsolutionof(1:1)diethyletherandethylacetate.Theorganiclayerwasseparated,washedwithH2O(3?100mL),andtheresiduewaschromatographed,elutingwithhexane/ethylacetate(20:1)togivetheTHPether2asclearoilg,97%).THP(2-四氢毗喃)脱保护示例(1977,42,3772)Toanethanolsolution(30mL)ofTHPether1g,5mmol)wasaddedPPTS(20mg,inoneportion.Thesolutionwasrefluxedfor1h,cooledto22-24oC,anddilutedwithamixtureofdiethylether(100mL)andH2O(200mL).TheorganiclayerwaswashedwithH2O(2?100mL),driedoverNaSOandconcentratedinvacuo.Theresiduewaspurifiedbychromatographyonsilicagel,elutingwithhexane/ethylacetate(3:1)togive2g,94%)asclearoil.MONK护羟基MO说一般是通过MOMCl-DIEA引入;其对酸还是较为稳定的,一般它的脱除需要在强酸条件下进行。MOMCI4OCHOR)羟基保护示例(J.Org.Chem.1995,60,7796)Toastirredsolutionof(1)g,99mmol)inCH2Cl2L)atroomtemperatureweresuccessivelyaddedDIEAmL,mol)andMOMClmL,mol)overa10minperiod.Thesolutionwasstirred11hatroomtemperatureafterwhichasaturatedaqueousNHClsolution(200mL)wasadded.Theaqueousphasewassegregated,andtheorganiconewaswashedwithwater(100mL),brine(100mL0,driedwithanhydrousMgSO4,filtered,andconcentratedtogivepureMOlWher(2)g,100%)(slightlyyellowishoil).MOM兑保护示例(ibid)Toastirredsolution(1)g,mmol)indryisopropylalcoholmL)wereaddedtwodrops(~mL)ofconcentratedaqueoushydrochloricacid.Thesolutionwasstirredat55oCfor10handalthoughincompleteasindicatedbyTLCanalysis,wasallowedtocooltoroomtemperature(prolongedreactiontimestendtogivesubstantialdecomposition).AsaturatedaqueousNaHCO(20mL)anddiethylether(50mL)wereaddedtothemixture.Thephasewasseparatedandtheaqueouslayerwasextractedwithdiethylether(5?50mL).Thecombinedorganiclayerwaswashedwithbrine(10mL),driedoverMgSO4,filtered,andconcentrated.Thecrudeproductwaspurifiedbyflashchromatographytogive(2)g,65%).EE(CHCH2OC3CH-OR保护羟基EE的性质和THP差的不是很多。EE(CHCH2OC3CH-OR羟基保护示例(1981,103,2427)1withethylvinyletheratinCH2C12wasfollowedbyformationSelectivereactionoftheprimaryhydroxylgroupin22oCbyusingpyridiniumtosylateascatalystofthemethanesulfonateesteratC-6,toproduce2.EE脱保护示例(1986,108,1035)Asolutionof19mgmmol)ofester20inmLetherwastreatedat0oCwith100mLofa1MsolutionofLAHinether.After5minthesolutionwasquenchedwithwaterandwasextractedwithether.ThesolventwasevaporatedandtheresiduewasdissolvedinmLofmethanolcontainingafewcrystalsofPPTS.Thesolutionwasstirredat25oCfor2h.Themethanolwasevaporatedandtheresiduewasdissolvedinether.Thecombinedorganicextractwaswashedwithsaturatedaqueoussodiumbicarbonateandtheaqueousphasewasbackextractedwithether.Theetherextractswerecombined,washedwithbrine,dried(Na2SO,),andconcentrated.ThesolidproductwaspurifiedbyHPLC(p-Porasil)tofurnish13mg(90%overall)ofdesepoxyasperdiolasanoil.SEM-Cl(TMSCHCHOCb-)保护羟基SEM作为羟基的保护基,其主要特点为最后脱保护可以通过四烷基氟化胺来脱去。SEM酰对分解四氢毗喃基(THP)和叔丁基二甲基硅酰(TBS的酸性条件(AcOH-H2OTHF,45°C,7小时)是稳定的。SEM-Cl(TMSC2CHOCH)保护羟基示例(TL,1980,3343)Exposureofanalcohol1inCH2Cl2(ca,2M)underaninertatmospherecontaining4-5eq.ofDIEA,toSEMCl(ca,3eq)at25-40oC,affordstheSEMetherinhighyield.在二氯甲烷中的洒精1曝光(CA2n)在含有4-5平衡状态惰性气体下,以semcl(CA3eq)在25-40C,提供高产SEMSSEM保护基脱保护示例(ibid)RemovedoftheSEMcanbeaccomplishedviareactionwithBuNF(atconcentration>2M)indryTHFat45oC.StandardextractiveworkupfollowedbyroughSiO2filtrationgivethedesiredproduct.移除的SE则以通过反应bu4nf完成(在浓度大于2而在无水THF45C条件下。标准的萃取处理后粗糙的二氧化硅过滤得到所需的产品。5.其他保护基烯丙基保护羟基有关碳水化合物的文献中,烯丙酰用来保护醇是很常见的,原因在于烯丙酰通常可用各种方法形成糖苜。显然,烯丙酰不能与强的的亲电试剂共存,如漠、催化氢化的试剂。但它在中等强度的酸性条件(1NHCl,回流,10小时)下稳定。易于生成,在大量其它保护基存在下有许多温和的脱保护方法,及其总体上的稳定性,使得烯丙酰成为许多反应系列中的主十。已有关于全笊代烯丙漠的合成及将它用作碳水化合物保护基方面的报道,全笊化合物的优点在于:烯丙基的NMFfr的共振不再掩蔽其它可供鉴定的共振吸收峰,如糖苜的导头碳的吸收峰。烯丙基保护羟基示例(1969,2367)Amixtureof1(50g),powderedNaOH(50g),benzene(500mL),andallylbromide(12mL)washeatedunderrefluxandtheprogressofthereactionwasfollowedbyTLC(ether:petroleum,1:1).After80min.somestartingmaterial(Rfremainedandsomediallylderivativespresent,butthemajorproductwasthemonoallylderivatives(Rf,thebenzenesolutionwaswashedwithwater,dried(K2CO)andevaporated.Thesyrupyproductwaschromatographedonalumina,elutionwithbenzene:etherremovedthediallylderivative(9g)andelutionwithether-methanol(25:1)gavethemonoallylderivatives(35g).Furtherelutionwithmethanolgaveunchangedstartingmaterial(8g).混合物1(50克)、NaOH(50克)、苯(500毫升),与烯丙基漠(12毫升)加热回流反应的进展是薄层色谱(乙酰:石油,1:1)。80分钟后,一些原料(RF)保持和二烯丙基衍生物的存在,但主要的产品是单烯丙基衍生物(RF)的苯溶液,用水洗涤,十燥(K2CO3和蒸发。糖浆产品以氧化铝、洗脱苯酰的进程去除:二烯丙基衍生物(9g)和乙酰甲醇洗脱(25:1)给单烯丙基衍生物(35克)。甲醇进一步洗脱与不变起始原料(8克)。烯丙基脱保护示例(1980,738)Asolutionofmenthylallyletherg,mmol)(preparedfrommenthol,sodiumhydride,andallylbromide),RhCl(PPh3)3g,mmol)anddiazabicyclo[2,2,2]octaneg,mmol)(addedtoinhibitprematurehydrolysisoftheintermediateenolether.FreepropionaldehydereactswithRhCl(PPh3)3toformthecatalyticallymuchlessactiveRhCl(PPh3)2CO.)in10%aqueousethanolwasheatedatrefluxfor3h.Analiquotwasinjectedinto1NHClandafterafewminuteswasassayedbyvpcanalysiswhichshowedonlymentholandmenthylallyletherin93%and7%yield,respectively.Workupofaparallelreaction(bypouredintowater,extractingwithether,washingtheetherwithbrineacidifiedtopH2,dryingoverMgSO4,concentrated,andseparationonsilicagel)gavementholin93%yield.一份基烯丙基酰的溶液(克,毫摩尔)(由薄荷脑、氢化钠、烯丙基漠)RhCl(PPh3,3(克,毫摩尔)和二氮杂双环[2,2,2]辛烷(克,毫摩尔)(添加抑制中间体烯酰过早水解。自行RhCl(PPh3丙醛反应3形成的催化活动更少RhCl(PPh32CO)在10%L醇水溶液加热回流3h.等分试样注入1NHCl和几分钟后的VPC分析仅表现在93^07%t荷脑和薄荷烯丙基酰产量分别测定。工作上的平行反应(被倒入水中,用乙酰提取,用盐水酸化至pH2,洗酰十燥MgS04浓缩和硅胶分离)给了薄荷93跑量5.2酰基保护醇通过酯的保护一般用在糖化学中较为多见,一般主要通过乙酰基、苯甲酰基和特戊酰基等。乙酰基保护也常常用于天然产物结构鉴定中羟基衍生化。一般上乙酰基方法较多,其中用乙酸酊在毗噬中引入乙酰基最为常用,由于该方法不能乙酰化位阻较大的叔醇,要想在叔醇引入乙酰基需要加入酰化催化剂(DMAP,4-PPY等,有时对位阻特别大的即使加入酰化催化剂(DMAP4-PPV也无效时,可以考虑通过Lewis酸催化,ProcopiouP.A.等人报道利用TMSOT催化位阻较大的叔醇的乙酰化,效果要比A0O/DMAI#系更好(J.Org.Chem.1998,2342)。苯甲酰化的常用方法是BzCl或Bz2O砒噬。特戊酰化的常用方法是PvCl/毗噬,0-75C。这些酰基化对伯醇选择性要大于仲醇,选择性特戊酰基>苯甲酰〉乙酰基;有时特戊酰基可化学选择性的上在伯醇上。乙酰化保护羟基示例(DMAP:J.Org.Chem.1993,3791)Compound1g,10mmol)andAc2OmL,10mmol)inCH2Cl2(30mL)weretreatedwithEt3N(2mL,10mmol)andDMAP(122mg,1mmol)at20oC,andthemixturewasstirredfor4d.ThemixturewasdilutedwithCH2Cl2andwashedwith2MHCl,NaHCO3,H2O,dried,andchromatographedonsilicagelelutingwithethylacetate-cyclohexane(1:3,1:1togivethediactate⑵(500mg,22%),theO-arylacetate⑶(705mg,39%),andtheO-alkylacetate⑷(54mg,3%).化合物1(克,10毫摩尔)和乙酸(毫升,10毫摩尔)在二氯甲烷(30毫升)分别用三乙胺(2毫升,10毫摩尔)和DMAR122毫克,1毫摩尔)在20oC,混合,搅拌4D.混合稀释二氯甲烷和2M盐酸,碳酸氢钠,H2O十洗,和硅胶柱色谱乙酸乙酯环己烷洗脱(1:3、1:1给定比例(2)(500毫克,22%,芳基乙酸(3)(705毫克,39%,和O-烷基酯(4)(54毫克,3%。Lewis酸催化乙酰化保护叔羟基示例(TMSOTf,A0O,J.Org.Chem.1998,2342)Compound1g,10mmol)inCH2Cl2(10mL)andAc2OmL,10mmol)weretreatedwithTMSOTfnCHCk(1M,mL,)at20oC.ThereactionmixturewascheckedbyHPLCafter1handindicatedamixture(22:48:30).Afterstirringfor21h,thestartingmaterialwasconsumedandthemixtureofproductwas88:12.Afterstirringforatotalofdtheratioimprovedto93:7.Themixturewaswashedwithwaterandbrine,dried,andevaporatedtogivetheO-alkylacetate(4)mg,88%).化合物1(克,10毫摩尔)在二氯甲烷(10毫升)和乙酸酊(毫升,10毫摩尔)进行处理(TMSOT在二氯甲烷中1门mL)在20C下。反应混合物经HPLC佥查1h后显示的混合物(22:48:30)。搅拌21h后,原料消耗和产品混合88:12。搅拌共d的比例提高到93:7后。混合水和盐水,活洗十燥,蒸发给O-烷基酯(4)(毫克,88%。5.2.3苯甲酰化保护羟基示例(1981,46,5252)Toasolutionof1g.mmol)inpyridine(20ml),benzoylchlorideg,9mmole)wasaddedwithstirringandice-cooling.Stirringwascontinuedovernightatroomtemperature.Themixturewaspouredintoice-waterandextractedwithbenzene.Thebenzeneextractwaswashedwithwater,driedandevaporatedtoleaveafaintyellowcaramelg),whichwastrituratedwithi-PrOHtoformcrystals.Thesewererecrystallizedfromi-PrOHtogivecolourlessplates,.,yieldg(85%).在1的溶液(克,毫摩尔)毗噬(20毫升),苯甲酰氯(克,9毫摩尔)加入搅拌和冰冷却。在室温下继续搅拌。将混合物倒入冰水中,用苯萃取。苯提取液用水洗涤,十燥,蒸发,留下淡淡的黄色焦糖(G),这是与i-PrOH中形成晶体的产物。这些结晶从i-PrOH中给无色板,熔点C,产量克(85%。5.2.4特戊酰基保护羟基示例(.1980,102,7962)Thetriol1g,20mmol)isdissolvedinpyridine(20mL)anddrydidhloromethane(20mL)isadded.Tothecold(0°C)andstirredsolutionunderargonisaddeddropwiseoveraperiodof30min.,pivaloylchloridemL,20mmol).Thecoolingisthenremovedandthemixtureisstirredatroomtemperaturefor14h.Concentratedfollowedbyazeotropicremovalofpyridine(toluene)givesasyrupwhichispurifiedbyflashcolumnchromatographyonsilicagel(50%etherinpetroleumether)yield2asacolorlessoil,yield,(90%).三醇1(克,20毫摩尔)溶于毗噬(20毫升)和十didhloromethane(20毫升)加入。在寒冷的(0C)温度下搅拌下滴加液氯是超过30分钟的期间,特戊酰氯(毫升,20毫摩尔)。冷却然后移除和在室温下搅拌14h。集中由毗噬共沸除(甲苯)给出了糖浆,它是由硅胶柱层析纯化(500酰石油酰)为无色油产量的2,产量,(90%5.2.5乙酸酯脱保护示例(1972,94,8613)Amixtureof1g,mmol)andK2CO(2g,mmol)inMeOH(5mL)andwater(3mL)wasstirredatroomtemperaturefor12h.ThemixturewasconcentratedinvacuotoavolumeofmLandextractedwithCH2CI2(25mL?3).TheextractwasdriedoverMgSQandconcentratedinvacuotoafford2g(85%).1的混合物(克,6毫摩尔)和碳酸钾(2克,毫摩尔)甲醇(5毫升)和水(3毫升)在室温下搅拌12h,混合物在真空浓缩,体积ml提取,二氯甲烷(25毫升X?3)。提取MgSO4十燥和真空浓缩起2克(85%。5.2.6苯甲酸酯脱保示例(1981,46,5252)Dibenzoate1(500mg,09mmol)wasaddedtoasolutionofNaOH(250mg,62mmol)inMeOH(35mL)andtheresultingmixturewasstirredatroomtempfor50min.AfterevaporationofMeOHinvacuoandadditionofwater,thesolidseparatedwasextractedwithbenzene-AcOEt.Theorganicextractwaswashedwithwater,driedandthesolventwasremoved.Theresiduewaschromatographedonsilicageltogiveacolorlesscaramel2,yield360mg(90%).二苯甲酸酯1(500毫克,9毫摩尔)的溶液中加入NaOlB液(250mg62毫摩尔)甲醇(35毫升)和由此产生的混合物在室温下搅拌50分钟在真空下加入水带甲醇蒸发后,以固体分离方式提取苯乙酸乙酯。有机提取物用水洗涤,十燥和溶剂后除去。残渣经硅胶为无色焦糖2,产率360毫克(90%。5.2.7特戊酸酯脱保护示例(.1990,112,3693)Asolutionof136mgmmol)of1in20mLofMeOHwashydrogenatedatatmosphericpressureover40mgof5%Pd/BaCO3for24hatroomtemperature.ThemixturewasfilteredusingaCelitepad,andthefiltratewasevaporated.Theresultingcolorlessglasswasdissolvedin10mLofMeOHandstirredwith49mgmmol)ofNaOMefor20hatroomtemperature,duringwhichtimewhitecrystalsseparated.ThesewerefilteredandwashedwellwithMeOHtogive66mgof2.ThefiltratewasneutralizedwithHOAcandconcentrated,andtheresiduewaspurifiedbypreparativeTLC(developedusingtheupperphaseofEtOAc/n-PrOH/H2O,4:1:2).RecrystallizationofthismaterialfromMeOH/95%EtOHgaveanadditional18mgforatotalyieldof84mg(80%)of2.136毫克的溶液(毫摩尔)1甲醇20毫升氢化并在大气压力超过40毫克5炼巴/碳酸彻室温下24h。混合使用硅藻土垫过滤,与滤液的蒸发。由此产生的产物用甲醇10毫升和49毫克甲醇钠(毫摩尔)在无色玻璃中搅拌20h,在室温下,甲醇钠,其间有白色结晶分离。这些用66毫克甲醇洗涤两次过滤。滤液用乙酸中和、浓缩、和残渣制备TLC纯化(采用乙酸乙酯/正丙醇/水,2上相)。从甲醇/95%乙醇给了一个额外的18毫克,总收率84毫克这种材料再结晶(80%2
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