「实用表格」氨基、羰基、羧基与羟基:常用保护基稳定性

氨基常用保护基及其稳定性


羰基常用保护基及其稳定性

羧基常用保护基及其稳定性

羟常用保护基及其稳定性
1,2-和1,3羟常用保护基及其稳定性

 保护基团(也称为“保护基团”)是指分子中现有官能团可逆转形成的衍生物。保护基团暂时附着以降低反应活性,这样保护官能团在分子经过一个或多个后续步骤所处的合成条件下就不会发生反应。例如,胺是亲核试剂并与亲电试剂反应,而氨基在转化成氨基甲酸酯后就不再亲核了。保护氨基甲酸酯,因此使其他官能团与亲电体发生选择性反应,而氨基甲酸酯(受保护的氨基)是完整的。然而,要实现这种保护还需要两个额外的合成步骤:形成保护中间体的步骤和完成附加的选择性合成步骤后的脱保护步骤。此外,必须仔细选择保护组的性质,以确保在整个中间合成步骤中具有足够的稳定性。保护和脱保护步骤的条件和保护基团本身的性质不能干扰分子中存在的其他官能团。
如果一个分子中有多个相同类型的官能团,那么在反应活性上的细微差异——例如由空间效应引起的差异——就可以帮助实现一个官能团的选择性保护,而另一个官能团仍然不受保护。或者,第二个这样的官能团可以用具有不同反应性的不同保护基团来保护。另一种方法是利用预先受到不同保护的类似或相同官能团的亚基来构建更大的分子。例如,Boc保护的氨基可以在酸性介质中失保护,而Fmoc保护的氨基可以在碱性条件下失保护。因此,在同一分子中两个保护基团的存在使一个保护氨基选择性地脱保护以进行进一步反应,而第二个保护氨基保持不变。这称为正交保护组策略。
不仅选择性重要,而且保护和脱保护步骤的收率必须高,以避免使反应序列效率低。因此,近年来化学家们更倾向于设计在选择性反应条件下进行的合成过程,使其只影响和转化特定的官能团,而不是在更苛刻的、选择性更低的条件下对其进行分化保护。另一种策略是利用反应条件,使官能团暂时“保护自己”,例如在碱性条件下作为阴离子或在酸性条件下作为阳离子。这些最低限度的方法可以总结为一句话:“最好的保护群体就是没有保护群体”,“最好的保护群体就是不需要的群体”。为了设计环保的(“绿色”)合成途径,或者简单地设计更高效、步骤更少、总收率更高的合成途径,已经有许多报道报道了合成序列以生成天然化合物或其他完全无保护基团的合成靶点。

Ref:
https://www.organic-chemistry.org/protectivegroups/

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