Защищающая группа
-
Защитные группы в органическом синтезе
- Защитные группы вводятся для предотвращения реакций с определенными функциональными группами.
- Примеры: алюмогидрид лития восстанавливает сложные эфиры, но не карбонильные группы.
- Ацеталь используется как защитная группа для карбонила.
-
Ортогональная защита
- Ортогональная защита позволяет снимать защиту с одной группы в многократно защищенной структуре.
- Пример: аминокислота тирозин защищена бензиловым эфиром, флуоренилметиленоксикарбаматом и трет-бутиловым эфиром.
-
Классификация расщепления
- Защитные группы расщепляются в различных условиях: кислотных, щелочных, фторидных, ферментативных, окислительных и других.
- Фторидные группы удаляют кремниевые защитные группы.
- Ферменты расщепляют сложные эфиры при биологическом значении рН.
- Каталитическое гидрирование удаляет бензильные группы.
- Фотолабильные группы удаляются излучением.
-
Общие группы защиты
- Сложные эфиры: ацетил, бензоил, пивалоил.
- Силиловые эфиры: триметилсилил, триэтилсилил, трет-бутилдиметилсилил.
- Бензиловые эфиры: бензил, тритил, п-метоксибензиловый эфир.
- Ацетали: диметокситритил, метокситритил, бензилоксиметил.
- Эфиры: этоксиэтиловые, метоксиэтоксиметиловый, метоксиметиловый, тетрагидропиранил, метилтиометиловый, трис (изопропил)силилоксиметил, β- (триметилсилил)этоксиметил.
- Другие эфиры: п-метоксифениловый, трет-бутиловые, аллил, метиловые эфиры.
-
Защитные группы для тетрагидрофурана
- Удаляются кислотой
-
Защитные группы для 1,2-диолов
- Используются для защиты гидроксильных групп
- Примеры: бензилиденовые, изопропилиденовые, циклогексилиденовые или циклопентилиденацетали
- Бензилидензащитная группа допускает восстановительное расщепление
-
Защитные группы для аминов
- Амины защищают ацилированием, обычно в виде карбамата
- Примеры карбаматов: трет-бутоксикарбонильные, бензоксикарбонильные, флуоренилметиленоксикарбонильные и аллилоксикарбонильные соединения
- Другие аминопротекторы: фталимиды, трифторацетамиды, индолы, пирролы и имидазолы
-
Карбаматы
- Карбаматная группа удаляется кислотой и мягким нагреванием
- Карбобензилокси-группа удаляется гидрогенолизом
- п-метоксибензилоксикарбонильная группа удаляется гидрогенолизом
- трет-бутилоксикарбонильная группа удаляется концентрированной кислотой или нагреванием
- 9-флуоренилметилоксикарбонильная группа удаляется основанием
- Аллилоксикарбаматная группа удаляется комплексами металлов
-
Другие амиды
- Ацетил, бензоиловые группы удаляются щелочью
- Группа Troc удаляется введением Zn в присутствии уксусной кислоты
- Тозильная группа удаляется концентрированной кислотой и сильными восстановителями
- Другие сульфаниламидные группы удаляются йодидом самария или тиофенолом
-
Бензиламины
- Бензильная группа удаляется гидрогенолизом
- п-метоксибензил удаляется гидрогенолизом
- 3,4-диметоксибензил удаляется гидрогенолизом
- п-метоксифенильная группа удаляется нитратом церия аммония
-
Карбонильные защитные группы
- Наиболее распространены ацетали и циклические ацетали с диолами
- Ацетали удаляются в кислой водной среде
- Циклические ацетали более устойчивы к кислотному гидролизу
- Тиоацетали и смешанные S,O-ацетали устойчивы к кислотному гидролизу
-
Защитные группы карбоновых кислот
- Наиболее важные защитные группы: сложные эфиры различных спиртов
- Примеры: метиловые эфиры, бензиловые эфиры, трет-бутиловые эфиры, 2,6-диалкилфенолы, аллиловые эфиры, силиловые эфиры, ортоэфиры, оксазолин
-
Алкены
- Редко нуждаются в защите
- Временное галогенирование бромом
- Защита с помощью реакции Дильса-Альдера
-
Группы, защищающие от фосфатов
- 2-цианоэтил удаляется мягким основанием
- Метил удаляется сильными нуклеофилами
-
Концевые алкинозащитные группы
- Депротонирование и реакция с хлортриметилсиланом
- Расщепление гидролитически или ионами фтора
-
Защита тройной связи
- Используется комплекс переходного металла-алкина с октакарбонилом дикобальта
- Окисление высвобождает кобальт
-
Фотолабильные защитные группы
- Ортогональное снятие защиты при фотохимической переэтерификации
- Квантовый выход для снятия защиты снижается при изменении длины волны
-
Критика защитных групп
- Использование защитных групп добавляет две стадии к синтезу
- Дополнительная сложность препятствует полному синтезу лекарств
- Биомиметический синтез не использует защитные группы
-
Промышленное применение
- Сукралоза и осельтамивир синтезированы с использованием защитных групп
- Синтез аскорбиновой кислоты по рецепту Райхштейна
- Полный синтез палитоксиновой кислоты с использованием 8 различных защитных групп
-
Влияние на реакционную способность
- Замена защитной группы влияет на реакционную способность молекулы
- Пример: аналог митомицина С Данишефски
-
Автоматизированный синтез пептидов и нуклеозидов
- Метод внедрен Робертом Брюсом Меррифилдом в 1977 году
- Используются ортогональные группы и различные защитные группы
- Синтез олигонуклеотидов с использованием до четырех защитных групп на нуклеотидное основание
-
Рекомендации
- Дальнейшее чтение: книги и статьи по защитным группам
- Внешние ссылки: учебные заметки, обзоры, сайты пользователей