一個(gè)保護(hù)基團(tuán)的性質(zhì)

在一個(gè)多官能團(tuán)化合物上要選擇性地在某一個(gè)反應(yīng)點(diǎn)上進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)時(shí)，另外的官能團(tuán)總是會(huì)要被臨時(shí)屏蔽起來。許多保護(hù)基團(tuán)也就是為此目的而發(fā)展起來并仍在發(fā)展著的。一個(gè)保護(hù)基團(tuán)要滿足一系列要求。它必須有選擇地反應(yīng)后高產(chǎn)率地生成--個(gè)被保護(hù)的底物以適于參加接下來所要進(jìn)行的反應(yīng)。保護(hù)基團(tuán)必須高產(chǎn)率地通過與易于得到的無害試劑反應(yīng)被選擇性移去,這些試劑也不會(huì)進(jìn)攻再生的官能團(tuán)。保護(hù)基團(tuán)將產(chǎn)生一個(gè)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(chǎn)物中分離出來的。保護(hù)基團(tuán)應(yīng)該幾乎不會(huì)產(chǎn)生外加的官能團(tuán)特性以防止發(fā)生其它反應(yīng)。所有這些因素都是必須考慮的,也沒有一個(gè)保護(hù)基團(tuán)可以被稱為是最好的。目前的情況是,有人并不認(rèn)同有機(jī)合成是一門科學(xué)和藝術(shù)的觀點(diǎn)。一個(gè)多官能團(tuán)化合物的合成工作是需要大量應(yīng)用保護(hù)基團(tuán)的,這也表明,離我們能夠把有機(jī)合成說成是一個(gè)完美的有規(guī)律的方法還有很長(zhǎng)的路要走。在構(gòu)筑天然的和非天然的結(jié)構(gòu)多樣而又美妙的分子時(shí)有大量化學(xué)控制工作要做,多步保護(hù)和去保護(hù)的反應(yīng)步驟也仍然是必需的。

歷史的進(jìn)展

在構(gòu)筑一個(gè)底物時(shí)有限的幾個(gè)保護(hù)基團(tuán)并不能滿足要求,大量的互補(bǔ)性的保護(hù)基團(tuán)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(gè)已知對(duì)隨后的反應(yīng)也是穩(wěn)定的標(biāo)準(zhǔn)的衍生物。在合成Callistephin Chlo-ride時(shí),1中的酸羥基被以乙酸酯的形成加以保護(hù)?！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(jīng)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(lǐng)域中一些早期的工作顯露出許多有關(guān)!基和羥基的保護(hù)工作。如,葡萄糖的一個(gè)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(shí)用三苯甲基醚對(duì)伯醇和仲醇進(jìn)行選擇性保護(hù)的工作。

新保護(hù)基團(tuán)的發(fā)展

化學(xué)家們所從事的合成分子的結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜,他們也發(fā)展出更令人滿意的保護(hù)基團(tuán)和更有效的進(jìn)行保護(hù)和去保護(hù)的方法。四氫吡喃的縮醛在剛制備出來時(shí)，是通過酸性催化二氫吡喃的反應(yīng)來保護(hù)一個(gè)羥基的?？s醛很易由溫和的酸性水解裂解,但生成這個(gè)縮醛時(shí)又引人了---個(gè)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(gè)問題。

芐氧保護(hù)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(hù)胺基所需的氨基甲酸芐酯。( >NCO→OCH2C6H5→>NH )。這個(gè)方法也已用于裂解一個(gè)穩(wěn)定的烷基芐基醚,后者是保護(hù)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(shí)行。

有三類選擇性地除去保護(hù)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(gè)穩(wěn)定的烯丙基官能團(tuán)可被轉(zhuǎn)變?yōu)閭€(gè)易變的烯基醚官能團(tuán)(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(duì)β-位的進(jìn)攻而得以除去;一個(gè)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(hào)“化學(xué)視角”