Защитные группы

ЗАЩИТНЫЕ ГРУППЫ, временно вводятся в молекулы орг. соед. для сохранения при хим. р-циях определенных реакц. центров. Защитные группы должны отвечать след. требованиям: а) избирательно защищать (блокировать) определенные функц. группы; б) быть устойчивыми к намеченным превращ. молекулы; в) избирательно удаляться, регенерируя исходную группу в условиях, когда остальные части молекулы не изменяются. Защитные группы вводят с помощью р-ций замещения, присоединения, циклизации и др. Для осн. функц. групп (ОН, СО, СООН, NH₂, NHR, SH) известно более 1200 защитных групп. Очень часто защитные группы используют в пептидных синтезах; благодаря их использованию осуществлен полный синтез мн. сложных орг. молекул, напр., инсулина, бычьей рибонуклеазы. Ниже приведены наиб. распространенные защитные группы. Алкильные и близкие к ним по строению группы защищают ОН, СООН, SH с образованием соотв. простых эфиров, сложных эфиров и сульфидов. Способы удаления таких защитных групп: метильной - действием ВВr₃, Me₃SiI с гидроксильной или щелочным гидролизом с карбоксильной группы; аллильной - изомеризацией в виниловый эфир с послед. гидролизом; b-метоксиэтоксиметильной СН₃ОСН₂СН₂ОСН, -обработкой к-тами Льюиса, такими, как ZnBr₂, TiCl₄; метилтиометильной CH₃SCH₂- действием солей Hg, Ag, Сu.

Арилалкильные группы защищают NH₂ (NHR), ОН, СООН, SH с образованием соотв. замещенных аминов, простых и сложных эфиров, сульфидов. Примеры таких защитных групп: бензильная - легко удаляется в условиях гидрогенолиза, п-метоксибензильная селективно снимается при окислении 2,3-дихлор-5,6-дициано-1,4-бензохиноном, трифенилметильная - наряду с гидрогенолизом удаляется в кислой среде. Гетероциклич. группы используют для защиты ОН и SH с образованием смешанных ацеталей и тиоацеталей. Тетрагидропиранильная и тетрагидрофурильная защитные группы устойчивы к действию металлоорг. реагентов и легко удаляются при действии к-т; тетрагидротиопиранильная и тетрагидротиенильная устойчивее к к-там, однако легко гидролизуются в присут. солей Hg и Ag. Алкилиденовая и арилалкилиденовая группы защищают первичные амины, 1,2- и 1,3-диолы с образованием соотв. азометинов, циклич. ацеталей и кеталей. Такие защитные группы, напр., метиленовая, этилиденовая, изопропилиденовая, бензилиденовая и ее аналоги, легко удаляются при кислотном гидролизе. Ацильные группы защищают ОН, NH₂ (NHR), SH с образованием сложных эфиров, карбонатов, карбаматов, тиоэфиров, уреидов. Эти группы, напр., формильная, ацетильная, бензоильная, пивалоильная, 1-адамантоильная, достаточно устойчивы в кислой среде и легко снимаются действием оснований или LiAlH₄. Адамантоильная группа, в отличие от остальных ацильных, устойчива к действию магний- и литийорг. соединений. Алкоксикарбонильные группы близки по св-вам к ацильным. N-Фенилкарбамоильная группа [PhNHC(O)] более устойчива к щелочному гидролизу. Силильные группы защищают ОН, SH, NH₂ (NHR), СООН, образуя силиловые эфиры и силилзамещенные амины. Триметил-, триэтил-, триизопропил-, трет-бутилметил-, трет-бутилдифенилсилильные группы (в этом ряду увеличивается устойчивость в условиях кислотного гидролиза) легко удаляются при действии фторид-аниона; последние две из перечисленных силильных групп - одни из наиб. универсальных и наиб. часто используемых защит ОН. Алкоксильные и близкие к ним по строению группы защищают карбонильную ф-цию, образуя ацетали и дитиоацетали, в т. ч. циклические. Такие защитные группы, напр., диметокси-, диэтокси-, этилендиокси- и пропилендиоксигруппы, удаляют кислотным гидролизом, причем циклич. защитные группы более устойчивы, а скорость гидролиза пропилендиоксигруппы выше, чем этилендиоксигруппы. Ди(метилтио)-, ди(бензилтио)-, этилендитио- и пропилендитиогруппы гидролизуются в нейтральных условиях в присут. солей Hg, Ag, Cu. Азотсодержащие группы защищают карбонильную ф-цию с образованием оксимов, гидразонов, азометинов, карбоксильную - с образованием гидразидов; указанные производные удаляются действием к-т.

Защитные группы в органической химия, пер. с англ., М., 1976; Greene T.W., Protective groups in organic synthesis, N.Y., 1981, В. Г. Яшунский.

Ещё по теме

Защитные группы в синтезе моносахаридов

Защита карбоксильной группы в химии

Способы защиты аминогруппы в химии

Функциональные группы в органической химии

Активирование карбоксильной группы в химии пептидов

Свободные радикалы в клетках — механизмы образования и роль

Функциональные группы в органической химии

Эритроциты и защита от активных форм кислорода

Маскировка ионов в дробном анализе

Органические реагенты в аналитической химии — свойства и применение