このレッスンでは、有機合成化学の基礎となる官能基の保護と脱保護の概念を詳しく掘り下げます。 これらの現象は、脂肪族アルコールと芳香族アルコールの文脈で説明されます。
保護
これは、より反応性の高い種を特定の一連の条件に対して不活性にするためのマスキング剤として保護基を定義します。 この概念は、パイプのアセンブリ内のさまざまな出口を通る液体の流れの図によって表されます。 この類似性は、競合する酸性アルコール基の存在下でのハロゲン化物の有機リチウムアルキル化の場合のように、反応選択性における保護基の役割を理解するのに役立ちます。 この例では、アルコール基の保護がハロゲン化物のアルキル化にどのように役立つかを示します。 アルコールの一般的な保護基には、求核剤または炭素および窒素塩基のトリアルキルシリル グループと、強塩基のテトラヒドロピラニル (THP) 基が含まれます。 前者の例では、トリアルキルシリル誘導体のハロゲン化物が求核触媒の存在下でアルコールと反応してトリアルキルシリルエーテルが生成される。
脱保護
すべての保護は、意図した反応の後に脱保護が続きます。 保護を解除すると、システムがネイティブの状態に戻ります。 トリアルキルシリル基による保護では、有機溶媒に可溶なフッ化テトラ-n-ブチルアンモニウム (TBAF) などのフッ化物塩を使用して脱保護が行われます。 ここで、酸素の再プロトン化により天然のアルコールが再生されます。 THP による保護の場合、脱保護は酸加水分解を使用して達成されます。
設計原理
このレッスンでは、さまざまな外部気象条件の下での家のイラストを使用して、保護基の設計の背後にある原則も説明します。 これは、特定の環境において保護基によってもたらされる選択性を示します。 たとえば、THP はアルコールを強塩基から保護します。 この場合に形成されるアセタールは塩基に対しては安定ですが、酸加水分解を受けやすいです。
反応条件とは別に、保護される分子の反応性も適切な保護基の設計において重要な役割を果たします。 たとえば、メチルエーテルのフェノールを保護する能力は、脂肪族アルコールには不適切であることがわかっています。 ここで、脱保護中の対応する脱離基の安定性が重要な役割を果たします。 例えば、アルコキシドは、フェノキシドとは異なり、臭化水素による脱保護には脱離基としては不十分です。
次の表は、さまざまな種類のアルコールおよび関連する条件のさまざまな保護/脱保護基をまとめたものです。
保護基 |
構造 |
守る |
から |
保護 |
脱保護 |
||
トリアルキルシリル (R_3Si-)、 例:TBDMS |
Me_3Si–OR (Me_3C)Me_2Si–OR |
アルコール (OH全般) |
求核試薬、 CまたはN塩基bases |
R_3SiCl、 |
基 H^+、H_2O、 または F− |
||
テトラヒドロピラニル (THP)Figure1 |
アルコール (OH全般) |
強塩基 |
3,4-ジヒドロピラン、 H^+ |
H^+、H_2O |
|||
ベンジルエーテル (OBn) |
アルコール |
(OH全般) |
ほとんど全て |
NaH、BnBr |
H_2、Pd/C、 またはHBr |
||
メチルエーテル (ArOMe) |
フェノール類 (ArOH) |
拠点 |
NaH、MeI、 (MeO)_2SO_2 |
BBr3、HBr、HI、 Me_3SiI |
章から 10:
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