保护保护基催化

【氨基保护】氨基保护基转换

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一个详细而富有成效的合成路线应当充分考虑其保护基策略, 特别是多氨基化合物的氨基保护.根据不同需要, 保护基的种类, 性质和脱保护的不同条件, 采用灵活多变的组合方式使用氨基保护基. 比如, 通过酸性水解去保护的Boc, 催化氢解去保护的Cbz、用碱经β-消除去保护的Fmoc, 由钯催化异构化去保护的Alloc,氟离子催化脱除的Teoc和SES以及用苯硫酚脱除的Ns。

各类氨基保护基的特征脱除方法是组合使用保护基的依据, 组合使用保护基是成功合成目标化合物的关键. 比如分子中含不饱和键, 脱除保护时要避免催化氢化或者金属氢化物还原. 底物对酸敏感, 就不能使用仅在酸性条件才能脱除的氨基保护基, 如Boc和Trt等. 如果要用碱为催化剂缩合等反应, 苄基, Cbz, Boc和Trt等保护基团是可以使用, 但对碱敏感的基团, 如Fmoc, TCP和Tfa等要避免使用。

同一类保护基, 性质的差异使得它们可以被用在同一分子中的官能团选择性保护. 比如Bn和DMB, 后者比前者对算敏感得多, 在弱酸性溶液中DMB即可被水解, Bn不受影响;H2/Pd/C反应条件下,Bn常被优先脱除, 而DMB保护可以保留下来. 如同样可以氟离子催化脱除的Teoc和SES,TBAF(四丁基氟化胺)，TEAF (四乙基氟化胺) 或TMAF (四甲基氟化胺) 低温或室温反应可以选择脱除Teoc 保护; 而SES则要在TBAF/THF或CsF/DMF温和加热条件才可脱除。

氨基保护基转换

在遵循这些原则的同时, 一个氨基保护基的选择，还必须仔细考虑到所有的反应物，反应条件及所设计的反应过程中涉及的所有官能团，那么进行氨基保护基的适当转换是很必要的,一般而言，只要把原有的保护基脱除，就可以直接引入需要的保护基即可；但在某些时候，适当的保护基转换策略可以节省很多工作，带来较大的便利。

首先，在充分考虑保护基性质的基础上，要对相应保护基作出评估，确定哪些在所设定反应条件下是不稳定，选择和反应条件相匹配的氨基保护基进行转换加以保护。例如下面的例子，化合物3中的烯基和硝基对Pd催化氢解不稳定，而需要使用带Cbz和Bn保护的起始原料1，所以需要将其转换为对Pd催化氢解条件稳定的酸性脱除的保护基（Boc）或者F-选择性脱除的保护基（Teoc）。

其次，当几个保护基需要同时被除去时，适当转换成相同类型的保护基来保护不同的官能团是非常有效, 如Pd催化氢解去保护的苄醚,苄酯, Cbz或苄胺等。当加入Boc2O时，Pd(PPh3)2Cl2/Bu3SnH可将Alloc转变为Boc保护基的胺衍生物。H2/Pd也可将Cbz和Bn等催化氢化脱除的保护基转变为Boc保护的胺衍生物, 最后可以在酸性条件下一次性脱除酸性水解保护基（Boc和Trt）。