羧基保护基在有机合..ppt

1、羧基保护基团在有机合成中的应用，主讲人：杨明军，2011年10月28日，2。通过酯化作用保护羧基。用酰胺和酰肼保护羧基。保护酯，1。概述，1 .综述：羧基存在于许多具有生物活性和合成价值的化合物中，如氨基酸、青霉素、大环内酯类抗生素前体等。就其结构和性质而言，羧基不如氨基和醛基有活性，但在合成过程中常常需要保护，以便分子的其他部分能发生特定的反应。酯化是保护羧基的主要方法，但在某些情况下，它也可以通过形成酰胺或酰肼来保护。肽的合成极大地推动了羧基保护的研究。下面介绍羧基的主要保护方法和保护基团。第二，酯化保护羧基，这是保护羧基的主要方法。它以产生各种酯及其衍生物的形式保护不同结构和环境的羧基。

2、首先，介绍了酯类的一些制备方法。1.酯的制备方法(1)酯如甲基、乙基、苄基、二苯甲基、对硝基苄基、对甲氧基苄基、4-吡啶基甲基、三氯乙基、甲硫基乙基、对甲苯磺酰基乙基和对硝基苯硫基乙基直接由酸和相应的醇制备。最常见的方法是在有醇存在的情况下将酸与过量的醇混合。酸催化剂的性质可以有很大不同，可以使用磷酸、芳基磺酸、烷基硫酸盐和酸性离子交换树脂。此外，丙酮二甲基缩醛可用于直接生成甲酯。这种试剂可以在反应过程中除去生成的水，并释放出反应所需的甲醇。此外，三氟甲磺酸酐、乙酰氯、磺酰氯、亚硫酰氯、吡啶/对甲苯磺酰氯和吡啶/三氯氧磷类似于三氟乙酸酐，可用作直接酯化的催化剂。(2)通过酰卤和醇的反应制备这是

3、制备酯的常规方法，其通过易得的醇和酰氯在碱(如吡啶、二甲基苯胺镁等)的催化下反应制备。)，这种方法通常用于制备叔丁基酯。(3)由酸酐和醇制备醇在碱的催化下与酸酐反应也是一种可靠的酯化方法。对于许多羧酸，最方便的酯化方法是：与三氟乙酸酐或1中列出的其他试剂反应。1形成混合酸酐，然后与醇反应形成相应的酯。二元酸的环状酸酐与醇反应生成单酯。谷氨酰胺可以通过该反应由谷氨酸制备，天冬酰胺也可以类似地合成。例如，(4)通过卤化物与羧酸盐或羧酸反应制备的活化卤化物可以与羧酸的碱金属盐、银盐或铵盐反应，以高产率获得相应的酯化合物。(5)酯交换反应制备，(6)羧酸与烯烃反应制备，(7)重氮烷烃与羧酸反应制备重氮

4、烷烃与羧酸酯化反应是一种温和的方法，产率为100%。它特别适用于制备甲酯、乙酯、苯基酯和二苯基甲酯，但它的缺点是收率低，不能大量制备。(8)它由羧酸和含三甲基硅氮化合物制备(9)其它方法醇可以在酸、碱或铜盐存在下与碳二亚胺反应生成羧酸酯，如甲酯、乙酯、叔丁酯和苄酯。该方法的试剂和酸在惰性溶剂中于6080反应18小时，伯醇和仲醇的酯化率很高。几种典型的酯保护剂(1)作为羧酸保护基团的甲酯和乙酯非常适合于一系列合成操作。例如，烷基化反应和各种酯形式的缩合反应，然后在酸或碱的催化下，酯基被水除去，有时酯基可以通过热解反应除去。然而，在某些情况下，简单的烷基酯作为羧酸的保护基团是不合适的，原因是最终需

5、要皂化反应来除去酯基。因此，事实上，甲基和乙基的衍生物在合成中被取代。甲基衍生物主要是苯甲酯和乙酯的衍生物通常被推荐用于肽的合成，并且它们的应用更加广泛。例如：其可以在反应器中产生重氮甲烷。在大环内酯类抗生素的合成中，首先在空间位阻羧基的保护下，将非空间位阻羧基选择性地制备成MEM酯，然后将酯基还原成醇羟基。叔丁基酯在正常条件下不能被氢化，也不能被氨解或碱催化水解，但是叔丁基酯在温和的酸性条件下可以以异丁烯的形式裂解。当叔丁基不能被碱皂化时，这种性质使它特别有吸引力。例如，用于酮、酮酯、不饱和酮、碱敏感酮醇和肽的合成。在青霉素的合成中，叔丁基酯可以被选择性地裂解成-内酰胺；叔丁基可用于保护合成

6、分枝杆菌霉素和制备易还原酮的羧基。四氢吡喃酸具有与叔丁基酯相似的不稳定性，该保护基团也用于丙二酸酮和酮酯的合成。RCOOH=脂肪酸、氨基酸、青霉素。RCOOH=一种青霉素。酯保护基团如苄基、取代的苄基和二苯甲基酯的特征在于它们可以被氢快速除去。在青霉素的合成中，苄酯不被温和的酯水解条件破坏，最后脱苄酯需要用氢气除去。芳香环或次甲基上带有取代基的苄基，用酸性试剂除去后，其灵敏度会发生很大变化。苄基酯和对硝基苄基酯也可以用作羧基的保护基团。一个典型的例子是它们在氨基酰化衍生物合成中的应用。在苯基酯和缩合酸的合成中，二苯基甲酯具有相似的功能，但在酸的存在下，二苯基甲酯的溶剂化分解太快，所以在酸性条件

7、下不容易被用作羧基保护基团。总之，这种酯是一种有价值的保护基团，其制备可通过经典方法和上述反应进行。RCOOH=一种青霉素。3.羧基被酰胺和酰肼保护。在有限的范围内，人们用酰胺和酰肼的形式来保护羧基，从其释放方式的角度弥补了酯保护的不足。酰胺和酰肼的温和碱性水解条件是稳定的，但是酯对亚硝酸盐是稳定的，亚硝酸盐可以有效地分解酰胺和用于裂解酰肼的氧化剂，它们可以相互补充。制备酰胺和酰肼的经典方法是酯或酰氯分别与胺或肼反应，或者直接由酸制备。酰肼已被用于合成抗生素和肽。在肽的合成中，它们可以被亚硝酸转化成叠氮化物，这使得缩合反应容易发生。酯、酯和内酯的保护可视为羧基的间接保护，酯必须有-活性氢，否则反应非常复杂。通过引入保护基团，酯在许多条件下可以保持稳定，例如hoac/H2O/THF (25，1h)、KOH/MeOH (25，12h)、lialh4/et2o (25，3h)、ch3li/et2o (25