[科普中國]-保護(hù)基

保護(hù)基是指當(dāng)多功能基有機(jī)化合物進(jìn)行反應(yīng)時(shí)，為使反應(yīng)只發(fā)生在所希望的基團(tuán)處，而避免其他基團(tuán)遭受影響，此反應(yīng)前將其他基團(tuán)先加以保護(hù)，當(dāng)反應(yīng)完成后再恢復(fù)。能保護(hù)某種基團(tuán)的試劑稱為該基團(tuán)的保護(hù)基。保護(hù)基在有機(jī)反應(yīng)中的使用是很常見的，常見的是對羥基、氨基等基團(tuán)的保護(hù)。

簡介有機(jī)反應(yīng)中，有許多官能團(tuán)存在于同一個(gè)分子中，在實(shí)驗(yàn)過程中我們只需要特定的在某些基團(tuán)或者位置上發(fā)生反應(yīng)，但是所選實(shí)驗(yàn)條件會(huì)使某些不需要參與反應(yīng)的基團(tuán)發(fā)生反應(yīng)，從而產(chǎn)生副產(chǎn)物，甚至得不到目標(biāo)產(chǎn)物。為此需要對相關(guān)的官能團(tuán)進(jìn)行保護(hù)。為使基團(tuán)受到保護(hù)，而在該基團(tuán)上引入的基團(tuán)稱為保護(hù)基團(tuán)。如?；勺鳛榱u基與氨基的保護(hù)基，酯基可作為羧基的保護(hù)基，偕二烷氧基（縮醛）可作為醛基的保護(hù)基。保護(hù)基需在所進(jìn)行的反應(yīng)中穩(wěn)定，引入和除去都要簡便，收率高和保護(hù)劑價(jià)廉易得等。對復(fù)雜有機(jī)化合物（如多肽）的合成,使用使用各種保護(hù)基很必要。1

保護(hù)基原則要保護(hù)某一基團(tuán)不得不在原來的合成路線中增加兩步反應(yīng)，即引進(jìn)保護(hù)基和脫去保護(hù)基。因此帶來操作步驟的增加以及產(chǎn)率的損失，這些都是利用保護(hù)基帶來的缺點(diǎn)。換言之，這是由于試劑選擇性不高，采用保護(hù)基其實(shí)是一種不得已的辦法。作為理想的保護(hù)基通常應(yīng)該具備如下特點(diǎn)：

引入保護(hù)基的試劑廉價(jià)易得；

引入和脫除收率定量；

反應(yīng)條件溫和，性質(zhì)穩(wěn)定，不引起其他的副反應(yīng)；

不引人新的手性中心；

產(chǎn)物易于分離。

常見保護(hù)基保護(hù)羥基醇、酚羥基能與烴化試劑以及其他的親電試劑反應(yīng)，如伯醇和仲醇可以被氧化，叔醇對酸催化脫水敏感等。因此，要使分子的其他位置單獨(dú)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)不影響結(jié)構(gòu)中的羥基，就常遇到醇、酚羥基的保護(hù)問題。如下所列舉的常用羥基的保護(hù)基團(tuán)。

◆乙?；ˋc）

◆2-甲氧基乙氧甲基醚（MEM）

◆甲氧甲基醚（MOM）

◆對甲氧基芐基醚（PMB）

◆甲硫甲基醚（MTM）

◆特戊?；?Piv)

◆四氫吡喃(THP)

◆硅醚保護(hù)基

◆甲基醚

保護(hù)氨基很多生物活性分子中都含有氨基，因此氨基的保護(hù)在藥物合成中很重要。如下所列舉的常見氨基保護(hù)基團(tuán)。

◆芐氧羰基 (Cbz)

◆叔丁氧羰基(BOC)

◆9-芴甲氧羰基(FMOC)

◆芐基（Bn）

◆對甲氧苯基（PMP）

◆三苯甲基衍生物保護(hù)基

三苯甲基具有較大的空間位阻，對氨基可以起到很好的保護(hù)作用，而且很容易除去。生成的氨基衍生物對酸敏感，但對堿穩(wěn)定。引入三苯甲基的方法一般是在堿性條件下，以三苯基氯甲烷為烴化劑。三苯甲基可以用催化氫化還原脫去，也可以在溫和的酸性條件下除去，例如用醋酸水溶液在30度或者用三氟醋酸在零下5度脫去。例如，第三代頭孢菌素頭孢噻肟鈉（Cefotaxime sodium）的制備就應(yīng)用了此法保護(hù)氨基。1

保護(hù)羰基◆縮醛與縮酮

◆偕二酸酯

◆二噻烷

保護(hù)羧基◆甲基酯

◆芐基酯

◆叔丁基酯

◆硅基酯

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

唐浩宇 - 教授 - 湘潭大學(xué)