有機(jī)合成中氨基的保護(hù)方法分析

梁昊 鄭思敏 麻偉創(chuàng) 李曉東 楊富江（浙江新和成股份有限公司，浙江 紹興 312500）

有機(jī)合成中氨基的保護(hù)方法分析

梁昊 鄭思敏 麻偉創(chuàng) 李曉東 楊富江（浙江新和成股份有限公司，浙江 紹興 312500）

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，有機(jī)合成技術(shù)也運(yùn)用到了生活中的各個(gè)方面。化學(xué)被稱之為中心科學(xué)的原因，就是其中的合成技術(shù)可以為生產(chǎn)生活帶來更多的變化。從基本的目標(biāo)分子合成到藥用產(chǎn)品的制作，有機(jī)合成在其中的功能也至關(guān)重要。新的研究方向?yàn)橛袡C(jī)合成帶來了新的變化和前進(jìn)，因此為了實(shí)現(xiàn)化學(xué)科學(xué)的可持續(xù)發(fā)展，對有機(jī)合成中的基團(tuán)，特別是氨基進(jìn)行保護(hù)的方式研究，是對綠色有機(jī)合成步驟的重要保障方向。文章對有機(jī)合成過程中的氨基保護(hù)方法進(jìn)行分析，通過操作實(shí)例說明基團(tuán)保護(hù)措施在實(shí)驗(yàn)中的具體應(yīng)用。

有機(jī)合成；氨基；基團(tuán)保護(hù)

有機(jī)合成從定義上來說，是較簡單的化合物或單質(zhì)進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)來合成相對應(yīng)的有機(jī)物的過程，有時(shí)也會(huì)存在由復(fù)雜化合物降解為較簡單分子或單質(zhì)的過程。由于有機(jī)化合物的各種特點(diǎn)，尤其是碳與碳之間以共價(jià)鍵相連，有機(jī)合成比較困難，常常要用加熱、光照、加催化劑、加有機(jī)溶劑甚至加壓等反應(yīng)條件，這就對化合物中的基團(tuán)進(jìn)行了破壞式的影響。基團(tuán)保護(hù)的過程，是在合成化合物的同時(shí)先將要保護(hù)的基團(tuán)反應(yīng)掉，待化合物生成以后，再將反應(yīng)掉的基團(tuán)進(jìn)行復(fù)原。一般說來，有機(jī)合成若需要基團(tuán)保護(hù)，須給出兩個(gè)相關(guān)信息，一是基團(tuán)保護(hù)的反應(yīng)，二是被保護(hù)基團(tuán)的還原反應(yīng)。因此對于基團(tuán)反應(yīng)的兩個(gè)方向是有機(jī)合成中氨基保護(hù)的重點(diǎn)研究方向，也是反應(yīng)過程中的條件和措施制定的標(biāo)準(zhǔn)。

1 氨基保護(hù)的具體意義

除特定反應(yīng)部位之外的基團(tuán)進(jìn)行變化，是有機(jī)反應(yīng)中常常遇到的問題。對于并不止含有一種官能團(tuán)和基團(tuán)的反應(yīng)物，在進(jìn)行化學(xué)過程的時(shí)候常常會(huì)受到反應(yīng)條件的影響，形成不該出現(xiàn)的副產(chǎn)物，甚至?xí)绊懙秸５膶?shí)驗(yàn)結(jié)果，因此就需要對影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的基團(tuán)進(jìn)行特殊的保護(hù)手段，才能盡量避免反應(yīng)的失敗。

氨基屬于胺類化合物的組成部分，然而胺類化合物在反應(yīng)中十分活躍，就需要保護(hù)基的使用對氨基基團(tuán)進(jìn)行合理保護(hù)，讓有機(jī)合成的反應(yīng)有效進(jìn)行。基團(tuán)保護(hù)是需要根據(jù)基團(tuán)的性質(zhì)進(jìn)行劃分的，并且需要在實(shí)驗(yàn)的過程中運(yùn)用適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)基，從基團(tuán)保護(hù)的角度選擇保護(hù)基的種類。保護(hù)基的選擇條件一般是根據(jù)保護(hù)基本身的穩(wěn)定性質(zhì)、反應(yīng)條件下的選擇性反應(yīng)能力以及在不破壞原有反應(yīng)的基礎(chǔ)上除去保護(hù)基等等性質(zhì)的要求，都是為實(shí)現(xiàn)采納更好的保護(hù)基對基團(tuán)進(jìn)行合理保護(hù)的手段。

2 氨基保護(hù)的具體方法

在氨基酸的有機(jī)合成實(shí)驗(yàn)中常常使用甲酸酯作為保護(hù)基對氨基進(jìn)行保護(hù)，而在生物堿和DNA的合成實(shí)驗(yàn)中則會(huì)運(yùn)用三酯法對氨基進(jìn)行處理，以對試驗(yàn)結(jié)果做出保障。因此在不同的有機(jī)合成實(shí)驗(yàn)中運(yùn)用不同的保護(hù)基，是對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的負(fù)責(zé)，也是為更高效的有機(jī)合成做出鋪墊。

2.1 氨基質(zhì)子化的保護(hù)方法

氨基的分子式-NH2，是在中心氮原子的基礎(chǔ)上加上孤對電子的形式，這樣的分子形式容易和化合物反應(yīng)分離的質(zhì)子發(fā)生共價(jià)反應(yīng)，形成銨離子共價(jià)鍵。這一形式就是對于氨基的質(zhì)子化反應(yīng)過程，也是利用氨基本身的親核性質(zhì)進(jìn)行處理，以做到對氨基基團(tuán)的保護(hù)。但是對具備芳香烴的氨基化合物來說，吸引電子的能力不是一般處理手段能夠保護(hù)的，氨基質(zhì)子化的保護(hù)方式也是需要一定的外界條件才可能做到，也可能出現(xiàn)質(zhì)子化不完全的反應(yīng)結(jié)果，所以氨基質(zhì)子化并不是適用于所用的有機(jī)合成實(shí)驗(yàn)，研究者需要根據(jù)實(shí)驗(yàn)條件和保護(hù)基的選擇，對基團(tuán)實(shí)行進(jìn)行合理的保護(hù)措施。

2.2 氨基乙酰化的保護(hù)方法

利用氨基對電子基的親核性還可以讓氨基進(jìn)行酰胺化處理。通過對氨基進(jìn)行吸電反應(yīng)，讓位于中心的氮原子發(fā)生電子云密度降低反應(yīng)，使其基團(tuán)自身的親核性變小，達(dá)到有機(jī)合成實(shí)驗(yàn)中氨基保護(hù)的目的。胺類衍生物的乙酰化處理通常會(huì)用到酸酐和酰氯化合物，直接和酸類物質(zhì)進(jìn)行綜合反映，形成乙酰分子。乙酰化反應(yīng)使用的保護(hù)基是乙酐，乙酐的使用可以讓氨基輕松的進(jìn)行乙酰化反應(yīng)，并在有機(jī)合成完成之后，使用酸或堿的條件讓氨基進(jìn)行復(fù)原。乙酰化作為氨基基團(tuán)的保護(hù)方法較為其他方式更加穩(wěn)定，因此在很多有機(jī)合成的反應(yīng)中常常會(huì)選擇乙酰來作為保護(hù)基。

2.3 氨基的苯甲基代替方法

保護(hù)氨基的方法還可以使用轉(zhuǎn)化成苯甲基或者是取代苯甲基的方法進(jìn)行有機(jī)合成中處理。苯甲基對于酸性、堿性、親核試劑都有穩(wěn)定性質(zhì)，因此在有機(jī)合成反應(yīng)之后應(yīng)催化氫來解除苯甲基對氨基的保護(hù)，是讓苯甲基作為保護(hù)基非常適宜的方法。苯甲基的制備是在取代反應(yīng)和加成反應(yīng)中的副產(chǎn)物，因此需要將衍生物催化即可得到下一級(jí)衍生物。用苯甲基充當(dāng)保護(hù)基進(jìn)行有機(jī)合成反應(yīng)時(shí)，需要從取代反應(yīng)的角度引入氨基基團(tuán)，讓保護(hù)基和氨基基團(tuán)形成親核效應(yīng)，待反應(yīng)結(jié)束后，再用催化的方式除去苯甲基，形成氨基的保護(hù)效果。

3 結(jié)語

綜上所述，在有機(jī)合成越來越被社會(huì)所重視的今天，對其中的基團(tuán)保護(hù)已經(jīng)是保障實(shí)驗(yàn)價(jià)值和理論建立的重要組成部分。近年來。有機(jī)合成實(shí)驗(yàn)也面臨著新技術(shù)、新方法、新設(shè)計(jì)等多種國際化的挑戰(zhàn)，而不是僅僅是對合成物的研究。在有機(jī)合成反應(yīng)中，不同的基團(tuán)保護(hù)是對選擇性反應(yīng)實(shí)驗(yàn)的福音，提高化學(xué)反應(yīng)的選擇性和針對性，就是對其中某一個(gè)基團(tuán)或者分子進(jìn)行處理的方式。如對于基團(tuán)的保護(hù)方式，即先使用試劑與之結(jié)合，再在反應(yīng)完成后進(jìn)行保護(hù)基的針對性去除。這個(gè)過程既是對實(shí)驗(yàn)效率的提高過程，也是為實(shí)驗(yàn)的導(dǎo)向作用提出更加準(zhǔn)確的試驗(yàn)方法。因此，對有機(jī)合成過程中的氨基保護(hù)方法研究，是對提高化學(xué)選擇性的重要方向，也是為有機(jī)合成創(chuàng)造更高價(jià)值的基礎(chǔ)。

[1]何彩霞.基團(tuán)保護(hù)及其在有機(jī)合成中的作用[J].北京教育學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版).2008(04).

[2]帥行明,秦明利.逆向合成法在有機(jī)合成中的應(yīng)用[J].三門峽職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào).2007(03).