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羟基的保护与去保护

羟基广泛存在于许多在生理上和合成上有意义的化合物中，如核苷，碳水化合物、甾族化合物、大环内酯类化合物、聚醚、某些氨基酸的侧链。另外，羟基也是有机合成中一个很重要的官能基，其可转变为卤素、氨基、羰基、酸基等多种官能团。在化合物的氧化、酰基化、用卤代磷或卤化氢的卤化、脱水的反应或许多官能团的转化过程中，我们常常需要将羟基保护起来。 在含有多官能团复杂分子的合成中，如何选择性保护羟基和脱保护往往是许多新化合物开发时的关键所在，如紫杉醇的全合成。羟基保护主要将其转变为相应的醚或酯，以醚更为常见。一般用于羟基的保护醚主要有硅醚、甲基醚、烯丙基醚、苄基醚、烷氧甲基醚、烷巯基甲基醚、三甲基硅乙基甲基醚等等。羟基的酯保护一般用的不多，但在糖及核糖化学中较为多见。
有机合成以及全合成最常用策略就是官能团的保护去保护,这里我肤浅总结一下羟基的保护与去保护,希望大家补充与批评.
羟基保护主要分为:硅醚保护,苄醚保护和烷氧基甲基醚或烷氧基甲基取代醚这三类.
1.硅醚保护和脱保护:
硅醚保护基:TMS, TES, TBS, TIPS, TBDPS
特点: (1)易保护,易去保护均可以用Bu4NF脱除; (2)在游离的伯胺肿胺存在下可以选择性对羟基进行保护; (3)硅醚对酸碱都敏感,不同的硅醚对酸碱有相对的稳定性; (4) 空间效应和电子效应是羟基保护与脱保护的主要影响因素; (5)对于没有什么空间位组的伯醇和仲醇,一般不用TMS保护,因为TMS在弱酸条件下极易脱除(硅胶柱).

硅醚的稳定性:
在酸性条件下的稳定性:
TMS(1)<TES(64)<TBS(20,000)<TIPS(700,000)<TBDPS(5000,000)
碱性条件下的稳定性:
TMS(1)<TES(10-100)<TBS~TBDPS(20,000)<TIPS(100,000)

硅醚的脱保护:
硅醚对酸碱不稳定可以选择性的酸碱脱保护,或者可以用Bu4NF脱除;由于电子效应影响,烷基硅醚在酸性条件下易去保护,酚基硅醚在碱性条件下易去保护.

2.苄醚保护(苄基,对甲氧基苄基,三苯甲基)
苄醚保护:
烷基的羟基苄基保护一般需要用强碱(NaH),酚羟基的苄基保护一般用K2CO3/CH3CN ,DMF, 丙酮.反应溶剂活性一般情况DMF>CH3CN>丙酮,反应体系可以加NaI或者KI催化.

苄基的脱除:
一般情况用催化加氢的方法,也可以用Lewis酸脱出(TMSI), 催化加氢若分子中有非芳性的胺,会降低了催化剂的活性,阻碍了O-脱苄.在反应体系中加入Na2CO3可以防止苄基脱除,而可以使双键还原.

苄醚氢解溶剂影响:THF>Hexanol>MeOH>Toluene(氢解反应速率大小顺序)

PMB保护:
PMB与苄基类似,均可以通过氢化的方法脱出,PMB还可以通过氧化的方法脱除(DDQ)

3.烷氧基甲基醚或烷氧基甲基取代醚
常用的有THP, MOM, EE, SEM等,其中THP, EE, MOM对酸不稳定,均可以用酸脱除,对酸的稳定性顺序:MOM>EE>THP, THP和EE的性质类似,用弱酸脱除,而MOM对弱酸稳定,一般用强酸来脱除,SEM一般酸性条件稳定(AcOH/H2O,THF, 45度, 7h 可以脱除THP, EE和TBS,而SEM是稳定的).

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