苄醚是一种非常稳定的保护基,一般不受其他保护基的脱保护影响,是非常重要的保护羟基的方法。一般烷基上的羟基在用苄基醚保护时需要用强碱,但酚羟基的苄基醚保护一般只要用碳酸钾在乙腈或丙酮中回流即可,烷基化在乙腈中速度比丙酮中要快四倍左右,因此一般用乙腈做溶剂居多。若反应速度慢可用DMF做溶剂,提高反应温度,或加NaI, KI催化反应。
保护方法汇总
16. BnBr, CsOH, TBAI, 4-A MS, DMF, 23℃, 3h,73-97%产率。
17. BnCl, Cu(acac)2, 回流,3-5h,65-92%产率。此方法一般neat反应。伯醇优先反应,酚不反应,在THF中产率很低。
18.
19. BnOH,BiBr3,四氯化碳,室温,76-95%产率。
20. Ph2POBn,2,6-二甲基苯醌,二氯甲烷,室温,0.5h,90-95%产率。此方法还可以用于合成PMB, 肉桂基和叔丁基醚。
21. LiHMDS,BnBr,TBAI,THF,-78℃ – 25℃,72%产率。
参考文献:
脱保护方法
苄基醚的裂解主要是通过催化加氢的方法,Pd是理想的催化剂,用Pt时会产生芳环上的氢化作用。非芳性的胺可以使催化剂活性降低,阻碍O-脱苄。
一、氢化还原法
苄基的脱保护速率和苄基苯环上的取代基有一定关系。吸电子基团不利于反应,给电子基团加速反应。
1、氢气,Pd/C,乙醇,95%收率【1, 2】。Pd与Pt相比更适用于脱苄,Pt导致芳环氢化。反应体系中非芳香胺会阻碍O-脱苄基反应【3】,加入碳酸钠也会阻碍脱苄反应,但不影响双键的还原【6】。与之类似的乙二胺也会和Pd络合减缓脱苄反应,但对脱苄酯没有影响。环氧在钯碳脱苄条件下稳定,但炔烃会被还原。孤立烯烃会对氢化脱苄会有影响,但通常条件下,反应的选择性和烯烃的取代度与位阻有关,有报道三取代的酯共轭烯烃在氢解脱苄中选择性很好【11】。在PMB存在下可以用此条件(钯碳,乙酸乙酯,室温,18h)选择性脱苄【12】。
氢解脱苄和溶剂有很大关系【13】:
Ti-HMS改性的钯碳可以加速含有酸敏感基团的底物的脱苄【14】。胺基醇结构可以毒化钯碳或氢氧化钯【16】.
2、马来酰亚胺结构可以毒化钯催化剂,在含有芳卤结构的底物脱苄时,马来酰亚胺可以确保底物不会脱卤。【18】
3、除了氢气,还有很多方法原位得到氢气用于氢化脱苄。如,甲酸【19】,甲酸铵(甲醇,回流,91%收率)【20】,异丙醇【21】,环己烯(1-8h,80-90%收率)【22】和环己二烯(室温,2h)【23】。上述条件下,若以乙酸乙酯作为溶剂可以在PMB存在下选择性脱除苄基【24】。当用甲酸铵作为氢原进行脱苄时,有时会得到亚苄基缩醛【20】,甲酸作为氢原时,三取代的烯烃不受影响【26】,而N-Cbz,CO2Bn,BOM,N-2-ClCbz和PhOBn则被脱除【27】。利用单甲酸肼脱苄时可以在甲醇或乙酸中在室温下反应而不用回流【28】。在下面条件下脱苄,二取代烯烃不受影响:1-甲基-1,4-环己二烯,Pd(OH)2/C,碳酸钙,乙醇(90%)【29】。
4、钯碳,无水三氯乙酸,甲醇,74-93%产率。此条件下Troc基团不受影响【33】。
5、Raney镍W2或W4,乙醇,85-100%收率。【34, 35】单或二甲氧基取代的苄醚,苯甲醛和对甲氧基苯甲醛的缩醛在此条件下不分解,三取代的烯烃不会被还原。
6、氯化钯,乙醇,水,氢气,79-99%收率。此条件常用于肽的脱苄,氯化钯要化学当量加入。【36】
7、Rh/Al2O3,氢气,100%收率。【37】
参考文献
二、Lewis酸法
1、Me3SiI, DCM, 室温,15min,100%产率。【61】此试剂可以用于其他醚和酯的脱保护。
2、Me2BBr,1,2-二氯乙烷,0℃到室温,70-93%产率。【62】此试剂也可以裂解酚甲基醚,叔基醚和烯丙基醚。
3、三氯化铁,乙酸酐,55-75%收率。【63】硫酸也可以催化此反应。【64】
4、乙酸酐,硫酸,甲醇,甲醇钠。【67】
5、二氯化铬,碘化锂,EA,水,80-89%收率。苄基醚的相对活性:DOB>DMB>PMB~Bn。【68,69】
6、Zn(OTf)2,DCE,BzBr,室温,10min,95-98%收率。TBDMS醚和缩丙酮在此条件下也会分解。【70】
7、BzBr,石墨,DCE,50℃,1-4h,67-91%收率。此条件也可以裂解烯丙基,烷基,炔丙基和叔丁基醚。【71】
8、Sc(CTf3)3或Sc(NTf2)3,苯甲醚,100℃,77-97%产率。此条件也可以裂解MPM醚,MPM胺和苄酯。【72】
9、
【73】
10、
【74】
11、
【75】
12、EtSH,三氟化硼乙醚,63%收率。【76】苄基胺在此条件下稳定,三氟化硼乙醚/二甲硫醚可以用于裂解烯丙基苄基醚。【77】
13、Et2AlSPh,DCM,正己烷,-5℃。【78】
十14、三氟化硼乙醚,碘化钠,乙腈,0℃,1h,室温,7h,80%收率。【80】
15、
【81】
16、
此例选择性非普遍情况。【82】
17、
此条件下在苯基苄醚存在下,选择性脱除烷基苄醚。【83】
18、BCl3.DMS,DCM,5min到24h,室温,16-100%收率。【84】此条件下Trityl脱除,苯基苄基醚稳定。
19、BBr3,60%收率。【86】,SBn在此条件下稳定。【87】
20、三甲基溴硅烷,苯甲硫醚。【88】
21、三卤化铝,N,N-二甲苯胺苄基,DCM,室温,80-96%收率。【89,90】
22、TMSOTf,乙酸酐,10-15℃,85%收率。【91】反应产物是乙酸酯,要水解得到产物。
23、AcBr,SnBr2或Sn(OTf)2,DCM,室温,1-4h,76-97%收率。产物也是乙酸酯。【92】
24、氯化锌,乙酸酐,乙酸,室温,80-94%收率。【93】
25、
【94】
参考文献
三、氧化法
1、CrO3/AcOH,25℃,50%收率【ROBn–>ROCOPh(ROH+PhCOOH)】。此方法酯基稳定,糖苷和缩醛会分解。
【99】
2、四氧化钌,高碘酸钠,四氯化碳,乙腈、水,54-96%收率【100】。苄醚氧化为苯甲酸酯,碱性条件下水解。
此例中,应用还原法(Na/NH3)没有得到产物,而此法收率很好。
【101】
3、臭氧,50min,加入NaOMe,60-88%产率。【102】
4、NaBrO3, Na2S2O4, EA/H2O。
【103,,104】
5、(n-Bu4N)2S2O4,乙腈,5℃,甲醇钠,甲醇,15℃,85-90%产率。苄醚先氧化为苯甲酸酯,接着醇解。【105】
6、NBS,hv,碳酸钙,四氯化碳,水,86%产率。【106】
7、NIS(2.5eq),hv,乙腈。糖类苄基保护中,邻位由羟基的苄醚优先脱保护。【107,108】
8、电解氧化: 1.4-1.7V,Ar3N,乙腈,二氯甲烷,LiClO4,二甲基吡啶。【109】
9、4-甲氧基-TEMPO,KBr,四氯化碳,水苄基,0-5℃,NaOCl,硫酸氢钠条件pH
10、DMDO(过氧丙酮),丙酮,48h,室温,85-93%收率。【111,112】
11、PhI(OH)OTs,乙腈。【113】
12、DDQ,二氯甲烷,58℃,2天,52%产率。【114】
此例中常用的还原脱苄基方法都不适用,应用无水DDQ防止酸性条件下分解。
此例中,利用Lewis酸脱苄会导致TIPS基的迁移,而此方法不会。【115】
利用365nm光照条件下,在乙腈中反应,会加速DDQ脱苄速率,在室温下就能反应。MPM基团脱除速度更快,选择性更高,可以在苄基存在下选择性脱除MPM,但此条件的缺点是烯键和炔键不稳定。【118】
13、
下面几个非氧化条件
14、25%MsOH/氯仿,25℃,84%收率。【120】
15、6N HCl,回流,92%收率。【121】
16、P4S10,二氯甲烷,88%产率。【122】
参考文献
四、单电子转移还原法
1、Na/液氨【38,39】。Na/乙醇【40】
此例中酯没有被还原,当TBDMS基团时乙酰基或苯甲酰基时反应失败。【41】
2、Li,NH3,THF,乙基烯丙基醚。
此条件加入乙基烯丙基醚的原因是阻止底物烯丙醚的裂解。【43】
3、
【46】
LiDBB在超声条件下可以分解THF【47】,有报道,利用此试剂脱苄时,对甲氧基苄基可以保留【48】。
4、Li,催化量萘,-78℃,THF,68-99%产率。【49】
5、锂萘,THF,-25℃,55-80min,73-98%产率【50】,此条件下N-Ts,N-Ms,RCONRTs,RCONRMs和RCONRBn也可以脱保护。【51】
6、Ca/NH3,乙醚或四氢呋喃,2h,90%产率【52】,此条件下炔基不会被还原,但钙金属表面会有一层氧化膜,反应引发比较困难,因此反应中通常加入沙子一起搅拌,机械地磨去氧化膜。
7、K(10eq),叔丁胺(2eq),叔丁醇(2eq),18-冠-6(0.1eq),90-99%产率,此条件下亚苄基缩醛可以裂解。【53】
8、镁,甲酸铵,甲醇,室温,88-90%产率。此条件下N-Cbz,N-2-Br-Cbz,N-2-Cl-Cbz,苄酯,His(BOM),N-Fmoc,2,6-二氯苄基苯醚和苄基苯醚都可以裂解。【54】
9、锌,甲酸铵,甲醇,室温,79-82%产率。苄硫醚和苄胺此条件下也可以脱苄。【55】
参考文献
编译自:Protective groups in organic synthesis (Wuts & Greene,4th Ed), P: 109-116.
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