保护基团在有机合成中的应用

一个保护基团的性质

在一个多官能团化合物上要选择性地在某一个反应点上进行化学反应时，另外的官能团总是会要被临时屏蔽起来。许多保护基团也就是为此目的而发展起来并仍在发展着的。一个保护基团要满足一系列要求。它必须有选择地反应后高产率地生成--个被保护的底物以适于参加接下来所要进行的反应。保护基团必须高产率地通过与易于得到的无害试剂反应被选择性移去,这些试剂也不会进攻再生的官能团。保护基团将产生一个衍生物(不涉及新手性中心的生成),该衍生物是易于从伴随着它而形成或裂解的副产物中分离出来的。保护基团应该几乎不会产生外加的官能团特性以防止发生其它反应。所有这些因素都是必须考虑的,也没有一个保护基团可以被称为是最好的。目前的情况是,有人并不认同有机合成是一门科学和艺术的观点。一个多官能团化合物的合成工作是需要大量应用保护基团的,这也表明,离我们能够把有机合成说成是一个完美的有规律的方法还有很长的路要走。在构筑天然的和非天然的结构多样而又美妙的分子时有大量化学控制工作要做,多步保护和去保护的反应步骤也仍然是必需的。

历史的进展

在构筑一个底物时有限的几个保护基团并不能满足要求,大量的互补性的保护基团的确是需要的开旦也的四t北作的衍生物。在合成Callistephin Chlo-择一个已知对随后的反应也是稳定的标准的衍生物。在合成Callistephin Chlo-ride时,1中的酸羟基被以乙酸酯的形成加以保护。’在银离子存在下,2中脂肪族羟基被溴代糖苷中的溴离子取代。乙酸酯在最后一步由碱性水解除去,其它经典的裂解方式包括酸性水解(方程式1)、还原(方程式2)和氧化(方程式3)。

在碳水化合物领域中一些早期的工作显露出许多有关!基和羟基的保护工作。如,葡萄糖的一个环状双丙酮化物被选择性地除去生成单丙酮化物。有一篇综述描述了在1870年合成龙胆二糖时用三苯甲基醚对伯醇和仲醇进行选择性保护的工作。

新保护基团的发展

化学家们所从事的合成分子的结构日趋复杂,他们也发展出更令人满意的保护基团和更有效的进行保护和去保护的方法。四氢吡喃的缩醛在刚制备出来时，是通过酸性催化二氢吡喃的反应来保护一个羟基的。缩醛很易由温和的酸性水解裂解,但生成这个缩醛时又引人了---个新的手性中心。4-甲氧基四氢吡喃缩酮的生成就解决了这个问题。

苄氧保护基的催化氢解是由 Bergmann和 Zervas所发展出的温和且有选择性的方法，°可被用于裂解在肽合成中保护胺基所需的氨基甲酸苄酯。( >NCO→OCH2C6H5→>NH )。这个方法也已用于裂解一个稳定的烷基苄基醚,后者是保护烷基醇所用的。苄酯的裂解也可在中性条件下由催化氢解实行。

有三类选择性地除去保护基的方法引起人们注意,即“辅助性的”、电解法和光解法。举例来说明一下“辅助性除去”的方法,一个稳定的烯丙基官能团可被转变为个易变的烯基醚官能团(方程式4);β-卤代烷氧基(方程式5)或β-硅基乙烷氧基衍生物(方程式6)衍生物可以通过对β-位的进攻而得以除去;一个稳定的邻硝基苯衍生物可还原为邻胺基化合物,再由亲核取代予以除去(方程式7)。

文章来源：微信公众号“化学视角”