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在上一篇文章中,我們探討了醚類保護(hù)基在保護(hù)羥基方面的應(yīng)用。本文將進(jìn)一步深入討論羥基保護(hù)策略,主要包括酯類保護(hù)基的應(yīng)用以及二醇的保護(hù)。通過分析各類保護(hù)基的特性和應(yīng)用場景,希望能加深大家對羥基保護(hù)策略的理解,從而在合成過程中能有更加靈活的選擇。
酯類保護(hù)基是一種經(jīng)濟(jì)有效的羥基保護(hù)方法,大致可以分為羧酸酯、碳酸酯和磺酸酯,其中最常用的是羧酸酯類保護(hù)基。
羧酸酯類保護(hù)基常用的有乙?;ˋc)、苯甲?;˙z)、特戊?;≒iv)等,廣泛用于糖化學(xué)、多肽化學(xué)等的合成中。引入?;姆椒ㄒ话愦笸‘悾孟鄳?yīng)的酰氯或者酸酐在堿(以吡啶,三乙胺為主)存在下與醇反應(yīng)得到相應(yīng)的酯。若反應(yīng)過慢,尤其是大位阻的底物,可以加入DMAP來加速反應(yīng)。另外,在多羥基底物中,特戊酰氯可以選擇性的保護(hù)伯醇。
一般情況下,酯基在堿性條件下水解即可除去,如K2CO3、NH3、水合肼等。上述提到的酰基水解能力順序大致為:特戊?;鵓iv<苯甲?;鵅z<乙酰基Ac,利用這些保護(hù)基的水解難易,可以在特戊?;嬖谙?,選擇性的脫去乙酰基等。引入與脫去的常用條件及實(shí)例如下:
01 乙?;ˋc)
保護(hù):①:Ac2O或AcCl,Py,DMAP;②:Ac2O,TMSOTf(Cat.), CH2Cl2 ,0℃
脫保護(hù):①:K2CO3 ,MeOH/H2O,20℃;②:NH2NH2 ,MeOH
02 苯甲酰基(Bz)
保護(hù):BzCl,Et3N,CH2Cl2,0℃
脫保護(hù):①:NaOH,MeOH;②:Et3N,MeOH,H2O(1:5:1),reflux
03 特戊?;≒iv)
保護(hù):①:PivCl,Py,0-25℃,DCM;②:Piv2O,MgBr2,TEA,CH2Cl2,r.t.
脫保護(hù):①:Bu4N+OH-,20℃;②:MeONa,MeOH
碳酸酯同樣也是保護(hù)羥基的一種手段,可以通過堿水解脫除,也可以利用第二個(gè)烷基取代物脫去碳酸酯,常用的保護(hù)基有9-芴甲氧羰基(-Fmoc)、2,2,2-三氯乙氧羰基(-Troc)等,引入與脫去的常用條件及實(shí)例如下:
01 9-芴甲氧羰基(-Fmoc)
保護(hù):Fmoc-Cl,Py,0℃;脫保護(hù):①:Et3N,Py;②:DBU,CH2Cl2
02 2,2,2-三氯乙氧羰基(-Troc)
保護(hù):①:Troc-Cl,Py,20℃;②:Troc-Cl,Et3N,DMAP,CH2Cl2
脫保護(hù):①:Zn/AcOH,20℃;②:K2CO3,MeOH/H2O
磺酸酯保護(hù)基主要用于保護(hù)糖類化合物,也可以用于某些特定的化合物中。常用的有甲烷磺?;∕s)、對甲苯磺?;═s)等,不過很多情況下,引入磺酰基(OMs,OTs)更多的是作為離去基團(tuán)進(jìn)行反應(yīng)的。
01 甲烷磺?;∕s)
保護(hù):Ms-Cl,Et3N,CH2Cl2,0℃;脫保護(hù):Na(Hg),i-PrOH
02 對甲苯磺酰基(Ts)
保護(hù):Ts-Cl,Py,CH2Cl2,0℃;脫保護(hù):hv,Et3N,MeOH
二醇(1,2-二醇和1,3-二醇)在合成設(shè)計(jì)和天然化合物如大環(huán)內(nèi)酯等中非常普遍,從而衍生出了許多相應(yīng)的保護(hù)基。二醇的保護(hù)通常是用醛酮來實(shí)現(xiàn),同樣的,醛酮也可以通過二醇進(jìn)行保護(hù),共同的保護(hù)基稱為縮醛,縮酮。其中,二氧戊環(huán),二氧六環(huán)類是二醇最普遍的保護(hù)基?;跓崃W(xué)穩(wěn)定性的因素,縮醛類保護(hù)基更傾向于形成六元環(huán)即二氧六環(huán),而縮酮類保護(hù)基更容易形成五元環(huán),如:最常用的縮醛類是芐叉保護(hù)基,引入方法有PhCHO/ZnCl2或H+、PhCH(OMe)2/TsOH/DMF等;縮酮類最常用的是丙酮叉保護(hù)基,用丙酮或者2,2-二甲氧基丙烷通過酸催化引入。
縮醛和縮酮一般都是酸敏感的,可以在酸性條件下脫保護(hù),另外芐叉保護(hù)基還可以通過氫解反應(yīng)除去。
除了縮醛縮酮外,碳酸酯也可以用來保護(hù)二醇,如三光氣在堿(Py,Et3N)存在下與1,2-二醇反應(yīng)生成碳酸酯,如:
本文主要介紹了酯類保護(hù)基在羥基保護(hù)中的應(yīng)用以及二醇的保護(hù)和脫保護(hù),旨在拓寬研究者在合成工作時(shí)的選擇范圍。在實(shí)際操作中,研究者可以根據(jù)具體實(shí)驗(yàn)條件選擇合適的保護(hù)與去保護(hù)策略,以期達(dá)到更高的合成效率。
自2003年成立以來,昊帆生物一直專注于縮合劑、保護(hù)劑、多肽藥物以及脂質(zhì)體膜材等領(lǐng)域的研發(fā)和銷售。公司現(xiàn)已推出多種保護(hù)試劑,諸如Fmoc-Cl/Fmoc-Osu、Troc-Cl/Troc-Osu、Tr-Cl、DMT-Cl等,我們期待有興趣的客戶來電咨詢,共同探討合作機(jī)會。