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氨基保护基—邻苯二甲酰基
分类 :新闻
发布时间 :2025/06/27
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在有机合成中,分子往往含有多个官能团,其目标反应的选择性显得尤为重要。保护试剂则通过保护非目标基团,以防止副反应的发生。如果保护试剂选择不当,会对后续的合成策略产生不利影响,因此,深入了解保护基团的性质,引入和脱除条件尤为重要。


本文将对氨基保护基中的邻苯二甲酰基系列进行简要介绍。




简介

邻苯二甲酰基及其衍生物是一类常用的氨基保护基(结构见下图,后续统称邻苯二甲酰基,具体保护基用其简称表示),在复杂有机分子尤其是多肽和糖类的合成中应用广泛。


图1

图1 常见的邻苯二甲酰保护基


邻苯二甲酰基通常用来保护伯胺,其在常规酸性条件下、催化氢解以及NH3(l)/Na还原等体系中均能保持稳定,相较于其他酰基保护基,邻苯二甲酰基可以实现氨基的全取代,从而在多肽合成中有效抑制消旋化。然而,其在碱性条件和强亲核试剂存在下不稳定,常用水合肼来进行脱保护。




引入方法

1. 邻苯二甲酸酐法


图2


Kurita等人在壳聚糖氨基保护时,采用邻苯二甲酸酐在含5%水的DMF溶液中,120℃反应引入Pht保护基,收率>80%。在此条件下,氨基可以被选择性保护,而羟基不受影响(路线2),同时Kurita等人还发现,如果在纯的DMF中反应,则会得到氨基和羟基同时被保护的副产物(路线1)。


此方法通常需要在较高的温度下进行,若分子内含有多个氨基(仲胺和伯胺共存),易发生仲胺参与的副反应,但此方法后处理较为简单,适用于工业化生产。


2. 邻苯二甲酸单乙酯法


图3


Aguilar等人采用邻苯二甲酸单乙酯在碱(如DIEA)和缩合试剂PyBOP存在下促进酰胺反应的发生,从而引入Pht保护基。


该方法操作相对繁琐,反应时间较长,同样不适用于多个氨基共存的情况。


3. N-乙氧羰基邻苯二甲酰亚胺法


图4


Jonghe等人在进行氨基保护时,采用N-乙氧羰基邻苯二甲酰亚胺在碱性条件下引入Pht保护基。


该方法反应温和,成本低,可以在仲胺存在的情况下选择性保护伯胺,是目前比较主流的一种引入方法。


4. N-苯磺酰基邻苯二甲酰亚胺法


图5


Khalifa等人开发了一种通过N-苯磺酰基邻苯二甲酰亚胺(由邻苯二甲酰亚胺和苯磺酰氯反应制得)高效引入Pht保护基的方法。,此方法在乙腈回流的条件下即可引入Pht,收率高,且无需额外加碱,适用于多种芳香胺和脂肪胺。




脱除方法

选择合适的脱除方法至关重要,不仅脱除效率高,还能确保其他保护基不受影响。


1. 肼解法

通常情况下,Pht保护基的脱除采用肼解法,一般在水合肼的醇溶液中回流反应即可完全脱除,在此条件下,Cbz、Boc、Ts、Trt等保护基不受影响。


2. NaBH4/i-PrOH/AcOH法

此法作为肼解法的补充,在肼解效果不佳的时候,采用此条件可以很好的脱去Pht。


3. 乙二胺法

该系列中的四氯邻苯二甲酰基(TCP)在乙二胺的存在下选择性地脱除,而酯基和Pht则不受影响。




合成策略

Pht保护基可以通过暂时失活的方式保证其他反应的正常进行,再重新“复活”的策略用于特定场景。鉴于Pht在碱性和亲核试剂存在下的稳定性较差,可以通过与四氢吡咯反应得到更稳定的衍生物,待其他反应完成后,再在酸性条件下再生为Pht基团,继续参与后续反应。

图6


本文概述了氨基保护基—邻苯二甲酰基的引入、脱除方法及其在合成策略中的拓展应用,希望能对相关工作者提供参考和思路构建。



参考文献:

[1] 郭艳浩,蒿庆辉,郝思媛等. 化工产品中氨基的保护与脱保护[J]. 煤炭与化工, 2022, 45, 106-112.

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