一個保護基團的性質

在一個多官能團化合物上要選擇性地在某一個反應點上進行化學反應時，另外的官能團總是會要被臨時屏蔽起來。許多保護基團也就是為此目的而發(fā)展起來并仍在發(fā)展著的。一個保護基團要滿足一系列要求。它必須有選擇地反應后高產率地生成--個被保護的底物以適于參加接下來所要進行的反應。保護基團必須高產率地通過與易于得到的無害試劑反應被選擇性移去,這些試劑也不會進攻再生的官能團。保護基團將產生一個衍生物(不涉及新手性中心的生成),該衍生物是易于從伴隨著它而形成或裂解的副產物中分離出來的。保護基團應該幾乎不會產生外加的官能團特性以防止發(fā)生其它反應。所有這些因素都是必須考慮的,也沒有一個保護基團可以被稱為是最好的。目前的情況是,有人并不認同有機合成是一門科學和藝術的觀點。一個多官能團化合物的合成工作是需要大量應用保護基團的,這也表明,離我們能夠把有機合成說成是一個完美的有規(guī)律的方法還有很長的路要走。在構筑天然的和非天然的結構多樣而又美妙的分子時有大量化學控制工作要做,多步保護和去保護的反應步驟也仍然是必需的。

歷史的進展

在構筑一個底物時有限的幾個保護基團并不能滿足要求,大量的互補性的保護基團的確是需要的開旦也的四t北作的衍生物。在合成Callistephin Chlo-擇一個已知對隨后的反應也是穩(wěn)定的標準的衍生物。在合成Callistephin Chlo-ride時,1中的酸羥基被以乙酸酯的形成加以保護?！阢y離子存在下,2中脂肪族羥基被溴代糖苷中的溴離子取代。乙酸酯在最后一步由堿性水解除去,其它經典的裂解方式包括酸性水解(方程式1)、還原(方程式2)和氧化(方程式3)。

在碳水化合物領域中一些早期的工作顯露出許多有關!基和羥基的保護工作。如,葡萄糖的一個環(huán)狀雙丙酮化物被選擇性地除去生成單丙酮化物。有一篇綜述描述了在1870年合成龍膽二糖時用三苯甲基醚對伯醇和仲醇進行選擇性保護的工作。

新保護基團的發(fā)展

化學家們所從事的合成分子的結構日趨復雜,他們也發(fā)展出更令人滿意的保護基團和更有效的進行保護和去保護的方法。四氫吡喃的縮醛在剛制備出來時，是通過酸性催化二氫吡喃的反應來保護一個羥基的?？s醛很易由溫和的酸性水解裂解,但生成這個縮醛時又引人了---個新的手性中心。4-甲氧基四氫吡喃縮酮的生成就解決了這個問題。

芐氧保護基的催化氫解是由 Bergmann和 Zervas所發(fā)展出的溫和且有選擇性的方法，°可被用于裂解在肽合成中保護胺基所需的氨基甲酸芐酯。( >NCO→OCH2C6H5→>NH )。這個方法也已用于裂解一個穩(wěn)定的烷基芐基醚,后者是保護烷基醇所用的。芐酯的裂解也可在中性條件下由催化氫解實行。

有三類選擇性地除去保護基的方法引起人們注意,即“輔助性的”、電解法和光解法。舉例來說明一下“輔助性除去”的方法,一個穩(wěn)定的烯丙基官能團可被轉變?yōu)閭€易變的烯基醚官能團(方程式4);β-鹵代烷氧基(方程式5)或β-硅基乙烷氧基衍生物(方程式6)衍生物可以通過對β-位的進攻而得以除去;一個穩(wěn)定的鄰硝基苯衍生物可還原為鄰胺基化合物,再由親核取代予以除去(方程式7)。

文章來源：微信公眾號“化學視角”