Kaitserühmade kasutamine orgaanilises sünteesis. Kaitserühmade keemia orgaanilises sünteesis. S-benshüdrüülkaitse

See peatükk on pühendatud kaitserühmade sünteesis kasutamise põhijoonte käsitlemisele, kuid see ei pretendeeri selle teema ammendava käsitlemiseni, vaid tuuakse vaid mõned (näited).

10.1. strateegia

Sünteesi ajal on sageli vaja ühes kohas transformatsioon läbi viia, samas kui teine reaktiivne sait peab jääma muutumatuks. Selle saavutamiseks kasutatakse kahte peamist meetodit. Üks neist, millele oleme eelmistes peatükkides enamasti, kui mitte alati, viidanud, on selektiivse reagendi ja/või reaktsioonitingimuste hoolikas valik. Teine meetod, mida me nüüd üksikasjalikult käsitleme, hõlmab sellist ajutist muutmist kohas, kus reaktsioon on ebasoovitav, et see jääb muutumatuks reaktsiooni ajal molekuli teises kohas. Reaktsiooni lõpus saab algrühma kergesti regenereerida. Funktsiooni modifitseerivat rühma tuntakse kaitserühmana.

Seega on ideaalsele kaitserühmale omased tunnused järgmised: 1) truppi tutvustatakse leebetes tingimustes; 2) rühm on teistes keskustes transformatsiooni läbiviimiseks vajaliku reaktsiooni läbiviimise tingimustes stabiilne; 3) trupp eemaldatakse leebetel tingimustel. Mõnel juhul saab seda leevendada viimane tingimus ja võimaldada kaitserühmal muundada otse teiseks funktsionaalrühmaks. Vaatleme nüüd, kuidas saab neid tingimusi hüdroksüülrühmade kaitsmise näitel täita. Puudutagem ka amino- ja karbonüülrühmade kaitsmise küsimust. Täiendavad näited antakse ptk. 14.

Ärakiri

1 RÜHMADE KAITSE ORGAANILISES SÜNTEESIS M. V. LIVANTSOV Moskva Riiklik Ülikool neid. M.V. Lomonosovi PRTETIVE GRUP IN RGANI YNTEI M. V. LIVANTV Esitatakse lühike ülevaade põhilistest kaitserühmadest, ja Nende orgaanilises sünteesis kasutamise põhimõtted on toodud konkreetsete näidete abil. Peamistest kaitserühmadest antakse lühiülevaade ja konkreetsed näited käsitletakse nende kasutamise põhimõtteid peenorgaanilises sünteesis. SISSEJUHATUS Komplekssetes molekulides üksikute funktsionaalrühmade valikuliseks muutmiseks kasutatakse sageli kaitserühma meetodit. Meetodi olemus on nende funktsionaalrühmade ajutine pöörduv blokeerimine (kaitse), mida on vaja säilitada kavandatud keemiliste transformatsioonide käigus molekuli teistes osades. Sel juhul realiseerub järgmine keemiliste transformatsioonide ahel: 1) kaitserühma (kaitserühma P) sisestamine algsesse substraati; 2) kaitstud substraadi P ja kasutatud reagendi Y vaheline reaktsioon; 3) järgnev blokeeriva rühma P eemaldamine ja produkti Y moodustumine. P P PY Y P 1 Y 2 3 Kaitserühmade meetod võimaldab samuti kõrvaldada põhireaktsiooni selektiivsuse probleemi. Probleem on oluliselt lihtsustatud ja taandatud kaitserühmade valikulise sisseviimise ja eemaldamise lihtsamaks probleemiks. Vaatleme ainult kõige sagedamini kasutatavaid kaitserühmi ja arutame nende funktsionaalrühmade kaitsmiseks kasutamise põhiprintsiipe. Lisateavet kaitserühmade tüüpide kohta leiate monograafiatest. ALKOHOIDE JA GLÜKOOLISÜSTEEMIDE KAITSE Livantsov M.V., Polüfunktsionaalse molekuli planeeritud transformatsioonide läbiviimisel võivad hüdroksüülrühmade osalusel tekkida soovimatud protsessid: atsüülimine, alküülimine, oksüdatsioon, asendamine või dehüdratsioon. Kaitserühma meetod kõrvaldab need protsessid ja säilitab hüdroksüülrühma. Üks tõhusamaid ja levinumaid meetodeid hüdroksüülrühma kaitsmiseks alkoholides või glükoolisüsteemides on nende muundamine eetriteks või atsetaalideks (ketaalideks). LIVANTSOV M.V. RÜHMADE KAITSMINE ORGAANILISES SÜNTEESIS 51

2 Eetrid Kõige sagedamini kasutatakse alkoholi hüdroksüülrühmade bensüül-, trifenüülmetüül- (tritüül) või silüülkaitset. Bensüüleetrid. Bensüülkaitse viiakse alkoholimolekuli bensüülkloriidi või bromiidi toimel anorgaaniliste aluste juuresolekul. See on ükskõikne metallorgaaniliste ühendite, paljude oksüdeerivate ja redutseerivate ainete toime suhtes, stabiilne leeliselises ja kergelt happelises keskkonnas, kuid laguneb kergesti katalüütilise hüdrogenolüüsi tingimustes: ((((((((1) Na 2) Br 1) 3 2) (( ) 1) Li 2) 3 1) 2, Pd, 20 ((Trifenüülmetüüleetrid. Trifenüülmetüül(tritüül)rühma kasutatakse laialdaselt polüalkoholides ruumiliselt paremini ligipääsetavate primaarsete hüdroksüülkeskuste selektiivseks kaitseks. Seda on lihtne sisse viia alkoholimolekuli trifenüülmetüülkloriidi toimel orgaaniliste aluste juuresolekul , on leeliselises keskkonnas stabiilne ja kaitseb hüdroksüülrühma nukleofiilsete reagentide toime eest.Tritüüli kaitse eemaldatakse happelise hüdrolüüsiga: Tr Ac Ac Tr/Py Ac Ac Tr 80% t (Zn 2 Ac Ac Tr = 3; Py = 5 5 N; Ac = Ac Ac Trialküülsilüüleetrid. Sünteetilises praktikas kasutatakse enim trimetüülsilüüli (TM) ja tert-butüüldimetüülsilüüli (TBDM) kaitserühmi. TM-kaitse on väga labiilne ja seda saab kergetes tingimustes kergesti eemaldada hüdrolüüsi või alkoholüüsiga: TM TM TM TM TM = Me 3 i Primaarsete hüdroksüülrühmade selektiivseks kaitsmiseks kasutatakse laialdaselt hüdrolüütiliselt stabiilset mahukat tert-butüüldimetüülsilüülrühma (TBDM). See kaitserühm eemaldatakse selektiivselt fluoriidiooni toimel orgaanilises lahustis: atsetaalid ja ketaalid Me 3 i ex Py K 2 3, Me, 0 Me 3 i (t-bu i TM TM TM (() TBDM = t- bu i Üks parimaid traditsioonilised meetodid hüdroksüülrühmade kaitsmine, alkoholide muundamine tetrahüdropüraaneetriteks. Tetrahüdropüraani eetrid. Tetrahüdropüranüülkaitse toimib hästi neutraalses ja aluselises keskkonnas, on ükskõikne nukleofiilse Py TBDM(TBDM(Li TBDM(TBDM() MeLi, THF 4 1) 2) 2 2, Pd/Ba 4 n-bu 4 N F / THF, 0 52 SOROS HARIDUSLEHT, 7., 5. köide, 2001

3 reaktiivi, mida on kerge eemaldada happelise hüdrolüüsiga kergetes tingimustes: ((Mg TP (TP 1) 2 2) 3 Mg, Et 2 (TP = TP kaitse oluline puudus on see, et see ei erista primaarset, sekundaarset ja tertsiaarset hüdroksüüli rühmad Praktikas on sageli vajadus substraatide järele, mis on sekundaarsete või tertsiaarsete hüdroksüülrühmade juures selektiivselt kaitstud reaktiivsema primaarse hüdroksüülrühma juuresolekul. See probleem lahendatakse järgmiselt: TBDM(TP TBDM(n-bu 4 N F /THF) , 0 TP (etülideen- ja bensülideenatsetaalid Tsüklilised atsetaali kaitserühmad, etülideen ja bensülideen, on suhkrute ja glükosiidide keemias laialt kasutusel, et kaitsta korraga kahte hüdroksüülkeskust. Need kaitserühmad viiakse sisse vastavate aldehüüdide või nende atsetaalide toimel substraadil (vahetusreaktsioon) happeliste katalüsaatorite juuresolekul ja on kergesti eemaldatavad hüdrolüüsi teel happelises keskkonnas: R, R =, R Lisaks saab bensülideenkaitset selektiivselt eemaldada katalüütilise hüdrogenolüüsiga: 2, Pd/ Bz Bz Bz = Tsüklilised atsetaali kaitserühmad on neutraalses ja aluselises keskkonnas stabiilsed, oksüdeerivate ainete toime suhtes ükskõiksed. Näitena toome D-treoosi sünteesi D-arabitoolist, D-arabitoolist Pb(Ac) 4 D-treoosi isopropülideenketaalidest. Tsüklilise atsetaali (ketaal) meetodite hulgast kahe hüdroksüülrühma kaitsmiseks glükoolisüsteemides on isopropülideenkaitse kõige väärtuslikum. 3 = Zn 2 Na, (Me 2 p 2,6 Kuumutamine Isopropülideenkaitsel on olulised eelised etülideeni ja bensülideeni kaitse ees M.V. LIVANTSOV KAITSE RÜHMAD ORGAANILISES SÜNTEESIS 53

4 atsetaali kaitserühma: a) selle sisseviimine ei too kaasa uue kiraalse tsentri tekkimist kaitstud molekulis ja diastereomeeride moodustumist; b) see on atsetaalirühmadega võrreldes vähem labiilne ja selle eemaldamise tingimused võivad olenevalt kaitstud tsentrite struktuurist olla väga erinevad. See isopropülideenkaitse omadus võimaldab mõnikord selektiivselt eemaldada ühte mitmest molekulis leiduvast seda tüüpi kaitserühmast: p 3, 20 KARBONÜÜLI RÜHMA KAITSE Praktikas on kõige levinum meetod atsetaali (ketaali) kaitsmiseks. karbonüülrühm. Atsetaalid (ketaalid). Atsetaali kaitserühm on stabiilne neutraalses ja leeliselises keskkonnas ning on ükskõikne oksüdeerivate ainete ja nukleofiilsete reaktiivide toime suhtes. Kaitserühm lisatakse alkoholide või ortoestrite toimel karbonüülühenditele happeliste katalüsaatorite juuresolekul ja eemaldatakse happelise hüdrolüüsiga: Et Et Et Et Et Et 3 Et, gaas K, R KMn 4, 2 p 7, 0 1 MgBr 2) 3 Mugavam töös tsüklilised atsetaalid. Esiteks on need vähem labiilsed ja teiseks moodustuvad nad täielikumalt karbonüülrühma atsetaaliseerumise tasakaalureaktsiooni tingimustes, mis võimaldab molekuli paljusid edasisi transformatsioone läbi viia ilma atsetaalide esialgse isoleerimiseta. vormi. 1,3-dioksolaani kaitse. 1,3-dioksolaani kaitserühm sisestatakse etüleenglükooli karbonüülühenditele toimides happeliste katalüsaatorite juuresolekul ja eemaldatakse happelise hüdrolüüsiga: 3 (, 1) 3 ; 2) Atsetaalmeetodi võimalusi karbonüülrühma kaitsmiseks laiendati oluliselt etüleenglükooli 2-merkaptoetanooli (1,3-oksatiolaankaitse) ja 1,2-dimerkaptoetaani (1,3-ditiolaankaitse) väävli analoogide kasutamisega. . 1,3-oksatioolne kaitse. Erinevalt 1,3-dioksolaanist eemaldatakse 1,3-oksatiolaani kaitse selektiivselt neutraalses või kergelt leeliselises keskkonnas Raney nikli toimel, mis on tõhus väävlitustav reaktiiv: N (, Raney N Ni = ; 1) EtMgBr 2) 3 54 SOROSE HARIDUSLEHT, 7. kd, 5, 2001

5 1,3-ditiolaani kaitse. 1,3-ditiolaankaitse selektiivne eemaldamine saavutatakse elavhõbeda(II) soolade kasutamisega erinevates lahustites: ((, (2, g 2 =, g, (Viimane näide näitab võimalust kaitsta vähem aktiivset ketoonirühma). aktiivsema aldehüüdrühma olemasolu 1 ,3-ditiolaankaitse kasutamine võimaldab lahendada veel ühe olulise sünteetilise probleemi - karbonüülrühma täieliku redutseerimise probleemi neutraalses keskkonnas, kui tavapärased redutseerimismeetodid ei sobi 3-ditioatsetaalsüsteemid 1 ,3-ditiaan-1,3-ditiaankaitse Erinevalt teistest tsüklilistest atsetaalisüsteemidest deprotoneeritakse 1,3-ditiaan ja 2-alküülasendatud ditiaan tugevate alustega kergesti, moodustades stabiilsed karbanioonid, mida saab preparatiivselt alküülida või atsüülida (ditiaani süntees): 1) n-buli, THF, 78; 2) 1) BuLi, THF, 78; 2) 2, g 2 Seega võimaldab 1,3-ditiaankaitse mitte ainult säilitada molekuli karbonüülkeskust, vaid ka muuta selle keskkond. KARBOKSÜÜLI RÜHMA KAITSE Enim lihtsal viisil karboksüülrühma kaitsmine on selle muundamine estrirühmaks. Metüül- ja etüülestrid. Metüül- ja etüülestri kaitserühmi kasutatakse laialdaselt kondensatsiooni- ja C-alküülimisreaktsioonides. Need kaitserühmad eemaldatakse tugeva happelise või aluselise hüdrolüüsi tingimustes: Et Et ()Et () Et (Et 3, t Et, 2 EtNa, Et 1) Na 2) () 1) Na 2) = 3, t Et , 2 = (Et = (tert-butüüleetrid. Tert-butüülestri rühm on aluste suhtes vastupidav, kuid kergetes tingimustes atsidolüüsiga kergesti eemaldatav. Seda kaitserühma kasutatakse juhtudel, kui aluselist hüdrolüüsi ei saa läbi viia: 2 N (Bu-t Na 2 N (Bu-t 2 N 2 =(, 2 2 bensüüleetrid. Bensüülestri kaitse peamine eelis on selle selektiivse eemaldamise võimalus katalüütilise hüdrogenolüüsi teel: 3 N 3 N Bu-t 2 /Pd =(, 3 N 3, t Bu-t LIVANTSOV M .B. RÜHMADE KAITSMINE ORGAANILISES SÜNTEESIS 55

6 Trimetüülsilüüleetrid. Trimetüülsilüüleetrid moodustuvad kergesti karboksüülhapete reaktsioonil trimetüülklorosilaaniga orgaanilise aluse juuresolekul. See on kõige labiilseim estri kaitserühm ja seda saab eemaldada hüdrolüüsi või alkoholüüsi teel neutraalses keskkonnas toatemperatuuril. AMIINI N 2 - JA NR-RÜHMADE KAITSE N 2 - ja NR-amiini tsentrite kaitse olulisus tuleneb nende kõrgest aluselisusest ja nukleofiilsusest, samuti tundlikkusest oksüdatsiooni suhtes. Kirjandus sisaldab palju näiteid N-sidemete kaitsmisest kaasaegse orgaanilise keemia erinevates valdkondades. Aminohapete N-sidemete kaitse. Peptiidide süntees Peptiidide sünteesi strateegiline eesmärk on tagada peptiidi molekulis spetsiifiline aminohappejääkide järjestus. See eesmärk saavutatakse, kasutades teatud funktsionaalrühmade kaitset ja teiste funktsionaalrühmade aktiveerimist peptiidide sünteesi teatud etappides. Illustreerime peptiidide sünteesi klassikalist lähenemist, kasutades glütsüülalaniini dipeptiidi valmistamise näidet. Aminorühma karboksükomponentide kaitsmine N 3 () ()N N-kaitstud glütsiin Sel juhul kasutati bensüüloksükarbonüüli kaitserühma (karbobensoksürühm). Lisaks karbobensoksürühmale kasutatakse aminohapete aminorühma kaitsmiseks laialdaselt tert-butoksükarbonüülrühma, mis eemaldatakse selektiivselt trifluoroäädikhappe või vesinikkloriidi toimel sobivas lahustis: karboksürühma aktiveerimine 1) 2, 2) 2 (()N 3 3 N N 3 Sel juhul muundatakse karboksükomponent reaktiivsemaks segaanhüdriidiks Karboksüülrühma aktiveerimiseks võib kasutada ka tionüülkloriidi ja ditsükloheksüülkarbodiimiidi Karboksürühma aminokomponentide kaitse Karboksürühma kaitsmine peptiidide sünteesis saavutatakse selle muutmisega estrirühmaks (vt eelmist jaotist), sealhulgas toodete eraldamise ja puhastamise toimingud igas etapis. Praegu kasutatakse polüpeptiidide sünteesimiseks täiustatud meetodeid. N-sidemete kaitsmine alifaatsetes ja aromaatsetes amiinides N 2 Et 2 ()N ()Et N 2 Et 2, Et ()N N Amiidside ()N NEt N 2 NEt N 3 N Et 1) 2, ; 2) 3 Et 2 /Pd 2, Sünteetilises praktikas kaitstakse aminorühmi üsna sageli atsüülimisega: 56 SOROS EDUCATIONAL JOURNAL, 7., 5. köide, 2001

7 N 2 (KEEMIA Viimane skeem on üks antimikroobse ravimi sulfaniilamiidi (valge streptotsiid) sünteesi meetoditest. 2 N N() N 3 N() 2 N N 2 1) 3, t 2), 2 KOKKUVÕTE Variant Kaitserühmade struktuursete tüüpide puhul on nende selektiivse sisseviimise või eemaldamise meetodite lihtsus muutnud kaitserühmade kaitsmise meetodi oluliseks peenorgaanilise sünteesi vahendiks. Rühmade kaitsmise meetodit kasutatakse laialdaselt paljudes kaasaegse orgaanilise keemia valdkondades, kuid selle meetodi väärtust saab kõige selgemalt näha peptiidide sünteesi valdkonnas. Aromaatsete amiinide puhul ei kaitse aminorühma deaktiveerimine atsüülimise teel seda mitte ainult oksüdatsiooni eest, vaid võimaldab kontrollida ka elektrofiilse asendusastme astet ja selektiivsust. Enamik elektrofiilseid asendusreaktsioone atsetaniliidis toimub benseenitsükli para-asendis: N() N() 2 3 N 3 2 4, N 4 N() 2 N 2 1) 3 2 2), 2 N 2 2 N 2 VIITED 1 Kaitserühmad orgaanilises keemias / Toim. J. McOmey. M.: Mir, lk. 2. Bochkov A.F., Smith V.A. Orgaaniline süntees. M.: Teadus, lk. 3. Kocienski P.J. Rühmade kaitsmine. tuttgart: Thieme, lk. 4. Greene T.W. Kaitserühmad orgaanilises sünteesis. N.Y.: John Wiley ja edasi, lk. 5. Tyukavkina N.A., Baukov Yu.I. Bioorgaaniline keemia. M.: Meditsiin, lk. Artikli retsensent G.V. Lisichkin * * * Mihhail Vasilievich Livantsov, keemiateaduste kandidaat, Moskva Riikliku Ülikooli keemiateaduskonna orgaanilise keemia osakonna dotsent. Teaduslike huvide valdkond: räni ja fosfororgaaniliste ühendite keemia. Enam kui 160 publikatsiooni ja 38 leiutise autor. LIVANTSOV M.V. RÜHMADE KAITSMINE ORGAANILISES SÜNTEESIS 57

ALKOHOID Funktsionaalne rühm - hüdroksüül-O; järelliide - ol Klassifikatsioon hüdroksüülrühmade arvu järgi (atmosfäär): 1. Ühehüdroksüülsed alkoholid (alkanoolid). 2. kahehüdroksüülsed alkoholid (dioolid või glükoolid); 3. Kolmeaatomiline

Sisseastumiseksamite PROGRAMM magistriõppesse suunal 18.04.01 “Keemiatehnoloogia” Magistriprogramm“Orgaanilise sünteesi peenproduktide keemia ja tehnoloogia” 1. Sulfoneerimine. Sihtmärk

V.N. Lisitsyn Aromaatsete ühendite keemia ja tehnoloogia: õpetus Kirjastaja: DeLi, 2014. 391 lk. ISBN: 978-5-905170-61-4 Kirjeldatakse peamisi aromaatsete ühendite sünteesimeetodeid ja tehnoloogiat

Dotsent, Ph.D. Egorova V.P. Loeng 26 Loeng 26 Klassifikatsioon sümmeetriline ketoon sümmeetriline ketoon Loeng 26 Aldehüüdide nomenklatuur Loeng 26 Ketoonide nomenklatuur Loeng 26 Osonolüüsi reaktsiooniproduktid

Dotsent, Ph.D. Egorova V.P. Loeng 28 Karboksüülhapete funktsionaalsed derivaadid Karboksüülhapete funktsionaalsed derivaadid R - C = O ONa karboksüülhappe sool R - C = O Cl happehalogeniid

Foxford.Õpik Karbonüülühendite keemilised omadused Hinne 11 Aldehüüdide ja ketoonide keemilised omadused Aldehüüdid on keemiliselt aktiivsed ühendid. Nende kõrge reaktsioonivõime on tingitud olemasolust

Hindamisvahendite fond eriala üliõpilaste keskastme atesteerimise läbiviimiseks (moodul): B1.V.OD.31 Orgaaniline süntees Üldine informatsioon 1. Loodusteaduste osakond 2. Koolituse suund 03/44/05

Lämmastikku sisaldavad orgaanilised ühendid: amiinid, nitroderivaadid, aminohapped 1 Amiinid N 2 N 2 - aminorühm 3 N 2 metüülamiin 3 N 2 3 metüületüülamiin 3 3 N 2 3 N trimetüülamiin aniliin (fenüülamiin) Klassifikatsioon

11. Aldehüüdid ja ketoonid 11.1.* Ühend koostisega C 6 10 reageerib vesiniktsüaniidi, etüleenglükooli, hüdroksüülamiini ja fenüülhüdrasiiniga; redutseerimisel saadakse 3-metüülpentanool-2; aluselises keskkonnas

Orgaaniline keemia Loengutekursus farmaatsiateaduskonna üliõpilastele Baukov Juri Ivanovitš Keemiaosakonna professor Belavin Ivan Jurjevitš Keemiaosakonna professor Venemaa Riiklik Uurimisinstituut

18. loeng Alifaatne nukleofiilne asendus Errando discimus Õpime vigadest Nukleofiilsed asendusreaktsioonid küllastunud süsinikuaatomil alküülhalogeniidides kui süsinik-süsinik sideme loomise meetod,

16. Heterotsüklilised ühendid 16.1. Ühendit A võib saada furfuraalist vastavalt alltoodud skeemile: C C 2 C 2 l 2 3 Peame: a) pakkuma välja meetodi furfuraali sünteesiks saadaolevatest toorainetest;

1,2-dikarbonüül (α-dikarbonüül) 1,3-dikarbonüül (β-dikarbonüül) NOMENKLAATOR 2-oksopropanaal (4E)-4-metüülheks-4-een-2,3-dioon 1-fenüülpropaan-1,2-dioon 2-atsetüülbensaldehüüd pentaan-2,4-dioon atsetüülatsetoon

Kaitserühmad orgaanilises sünteesis Kaitserühmade kasutamise vajadus 1). Kõik funktsionaalrühmad ei ühildu ühes molekulis. Diketopiperasiin 2). Sama reaktiiv võib interakteeruda

Dotsent, Ph.D. Egorova V.P. LOENG 22 ALKOHOID Klassifikatsioon OH-rühmade arvu järgi Klassifikatsioon süsivesinikradikaali struktuuri järgi Alkoholide nomenklatuur Ühehüdroksüülsete alkoholide nimetustes on hüdroksüülrühm,

Nt pilet 1 1. Keemia koht muu hulgas loodusteadused. Füüsika ja keemia koostoime. Keemia kui teaduse tunnused. Keemia põhiteooriad. Keemianomenklatuur. 2. Mahe mitmekesisuse põhjused

LOODUSTEADUS. KEEMIA. ORGAANILINE KEEMIA. Hapnikku sisaldavad orgaanilised ühendid Hapnikku sisaldavad orgaanilised ühendid Hapnikku sisaldavad orgaanilised ühendid on süsivesinike derivaadid

6. loeng Karboksüülhapped ja nende tuletised -4 Ole püsiv ja kindel Eesmärk ei jäta sind. Ovidiuse estri kondenseerumine. Atsetoäädikhappe ester ja selle kasutamine sünteesis. Keto-enooli tautomeeria

Ülesanded B8 keemias 1. Metüülamiin võib interakteeruda 1) propaaniga 2) klorometaaniga 3) hapnikuga 4) naatriumhüdroksiidiga 5) kaaliumkloriidiga 6) väävelhappega Metüülamiin on primaarne amiin. Jagamata jätmise tõttu

Dotsent, Ph.D. Egorova V.P. LOENG 23 POLÜHÜÜRILISED ALKOHOID Mitmehüdroksüülsed alkoholid Klassifikatsioon OH-rühma asukoha järgi naabruses diool geminaaldiool Mitmehüdroksüülsed alkoholid (polüoolid) Klassifikatsioon arvu järgi

Küsimuste loetelu diferentseeritud hindamiseks Distsipliin OP.09 Orgaaniline keemia, eriala 02/33/01 “Farmaatsia”, rühm 251 semester 4 1. Loetle ja selgita keemiateooria põhisätteid

Ühehüdroksüülsete alkoholide valmistamine. 1. Alkeenide hüdratsioon (tööstuslik meetod). Reaktsioon kulgeb fosforhappekatalüsaatori mõjul ja veeauru läbilaskmisel: Reaktsioon kulgeb Markovnikovi reegli järgi,

Loeng 14 Orgaanilise keemia kevadsemester 2017 Loengukava: 1. Alküülhalogeniidid, alkoholid, eetrid, amiinid (jätkub): - Nukleofiilsed asendusreaktsioonid (S N 1, S N 2) - Alkoholide ja fenoolide omaduste võrdlus

11. Küllastunud ühe- ja mitmehüdroksüülsed alkoholid, fenoolid Küllastunud alkoholid on küllastunud süsivesinike funktsionaalsed derivaadid, mille molekulid sisaldavad ühte või mitut hüdroksüülrühma. Kõrval

4. loeng Karboksüülhapped ja nende derivaadid -2 Töötage, et nautida. J.-J. Rousseau tetraeedriline nukleofiilide interaktsiooni mehhanism karboksüülhapete ja nende derivaatidega. Karboksülaatide reaktsioon

5. loeng Karboksüülhapped ja nende derivaadid -3 Töö vabastab meid kolmest suurest pahest: igavusest, pahest ja vajadusest. Voltaire Esters. Valmistamismeetodid: karboksüülhapete esterdamine (mehhanism), atsüülimine

Loeng 27 Karbonüülühendid. Reaktsioonid alkoholide ja amiinidega Usus magister egregious Experience on suurepärane õpetaja Henri reaktsioon, aldehüüdide ja ketoonide koostoime alifaatsete nitroühenditega.

Nõuded õppija ettevalmistustasemele: Keemia algtasemel õppimise tulemusena peab üliõpilane teadma/mõistma olulisemaid keemilisi mõisteid: aine, keemiline element, aatom, molekul,

8. loeng Amina. Süntees ja omadused Ees ootavad raskused. Vergilius Amiinide klassifikatsioon, isomeeria, nomenklatuur. Valmistamismeetodid: ammoniaagi ja amiinide alküülimine Hoffmanni järgi, kaaliumftaalimiid (Gabriel), redutseerimine

Amiinide valmistamine. 1. Ammoniaagi alküülimine (põhimeetod), mis toimub alküülhalogeniidi kuumutamisel ammoniaagiga: Kui alküülhalogeniidi on liias, võib primaarne amiin läbida alküülimisreaktsiooni,

Vene Föderatsiooni Haridus- ja Teadusministeerium Moskva Riikliku Peenkeemiatehnoloogia Akadeemia nimeline. M.V. Lomonosovi nimeline bioloogiliselt aktiivsete ühendite keemia ja tehnoloogia kateeder. ON. Preobraženski

1. kvartal Orgaanilised ained on süsinikku sisaldavad ained. Süsinikuühendeid uurivat keemiaharu nimetatakse orgaaniliseks keemiaks. Ained, millel on sama koostis ja sama molekulaar

Alkoholid R Funktsionaalsed rühmad Funktsionaalne rühm Orgaaniliste ainete klass Hüdroksüülkarbonüülkarboksüül C Alkoholid ja fenoolid Aldehüüdid Ketoonid C Karboksüülhapped Näide 3 C C 2 C 2 3 C C C 3

PROGRAMMI SISU Jaotis 1. Keemiline element Teema 1. Aatomite struktuur. Perioodiline seadus ja keemiliste elementide perioodiline süsteem D.I. Mendelejev. Kaasaegsed ideed aatomite struktuuri kohta.

Keemia ühtne riigieksam: orgaanilise keemia keerulised küsimused Veebiseminar 5. Alkoholid, fenoolid M.A.Ahmetov, pedagoogikadoktor, keemiateaduste kandidaat, loodusõpetuse metoodika kateedri professor

Dotsent, Ph.D. Egorova V.P. Loeng 31 Struktuurivalemid Klassifikatsioon süsivesinikradikaali olemuse järgi Kvaternaarsed ammooniumisoolad ja -alused Amiinide klassifikatsioon sõltuvalt süsivesiniku olemusest

UMK "Keemia" võimalused V.V. Eremina kognitiivse tegevuse arendamiseks ja loovusõpilased 10. klassi õpiku näitel. (kõrgtasemel) teemad „Karboksüülhapped. Amiinid. Aminohapped.

Teema 23. Amiinid. Aminohapped ja peptiidid Teema sisu: Amiinid, nende klassifikatsioon ja nomenklatuur. Amiinide valmistamismeetodid ja keemilised omadused. Aniliin, tema elektrooniline struktuur. Põhiomaduste sõltuvus

KEEMIA 10-11 KLASSIDE PILETID. PILET 1 1. Perioodiline seadus ja keemiliste elementide perioodiline süsteem D.I. Mendelejev lähtus ideedest aatomite struktuuri kohta. Perioodilise seaduse tähendus

Nomenklatuur Isomerismi omadused Valmistamine Valgud Aminohapped orgaanilised bifunktsionaalsed ühendid, mis sisaldavad karboksüülrühmi COOH ja aminorühmi -NH 2. Küllastunud aminohapete üldvalem

Variant 1 1. Hankige isopropanool vastavast: a) alkeenist, b) halogeeni derivaadist, c) ketoonist. 2. Kirjutage isopropanooli reaktsioonid järgmiste reagentidega: a) K, b), 140 0, c) PCl 5. 3. Hankige fenool

Küsimused eksamiteks valmistumiseks Teoreetiline alus orgaaniliste ja organoelementide keemia: 1. Keemilise struktuuri teooria A.M. Butlerov. sp 3, sp 2, sp süsinikuaatomi hübridisatsioon. Kemikaalide tüübid

11. klass 2. variant Ülesanne 1 Kristallilisele kaaliumkloriidile lisati kontsentreeritud väävelhapet, mille tulemusena tekkis happesool ja eraldus gaas. Saadud gaas pandi reageerima pulbriga

11. Lämmastikku sisaldavad orgaanilised ühendid 11.1. Nitroühendid. Amiinid Lämmastikku sisaldavad orgaanilised ained on rahvamajanduses väga olulised. Lämmastik võib siseneda orgaanilistesse ühenditesse nitrorühma kujul

V.3. Nukleofiilne liitmine mitme sideme kaudu 1 nukleofiilne orbitaal üksiku elektronpaariga LUMO π LUMO π HOMO π HOMO π C=C sidumisinteraktsioon võrdub antisidumise interaktsiooniga C= side

10. Amiinid, asoühendid, diasooniumisoolad 10.1. Järjesta ühendid aluselisuse suurenemise järjekorras: a) ammoniaak; b) metüülamiin; c) dimetüülamiin; d) atseetaniliid; e) aniliin; f) para-nitroaniliin; g) metaaminoanisool;

Dotsent, Ph.D. Egorova V.P. Loeng 21 ORGANOMETALLILISED ÜHENDID Metallorgaanilised ühendid Metall-süsinik sideme struktuur Metallorgaanilised ühendid orgaanilised ühendid mille molekulides

Loeng 23 Kaitserühmad lk Ei meeldi magada, et sind vaeseks teha; hoia silmad lahti ja saad leivast kõhu täis. Piibli kaitserühmad. Põhimõisted. Peamised kaitstud liigid

ORGAANILINE KEEMIA TEEMA 4. HAPNIKU SISALDAVAD ÜHENDID 4.3. KARBOKSÜÜLHAPPED JA NENDE DERIVAADID 4.3.2. KARBOKSÜÜLHAPETE DERIVAADID Karboksüülhapete funktsionaalsed derivaadid sisaldavad modifitseeritud

AMINOHAPPED. PEPTIDID. VALGUD Aminohapped on karboksüülhapped, milles süsivesinikradikaalis on üks või mitu vesinikuaatomit asendatud aminorühmadega. Olenevalt suhtelisest asendist

Redoksreaktsioonid orgaanilises keemias Autor-koostaja: Raevskaja M.V. Oksüdatsiooniaste Oksüdatsiooniaste vastab laengule, mis ilmneb kemikaalis antud elemendi aatomil

ORGAANILINE KEEMIA TEEMA 2. ORGAANILISTE ÜHENDITE PÕHILISED KLASSID 3. SÜSIVESIINITE HALOGEENDERIVAADID SÜSIVESIKUTE HALOGEENDERIVAAVID Need on orgaanilised ühendid, mis tekivad vesinikuaatomite asendamisel

Haridus- ja Teadusministeerium Venemaa Föderatsioon Föderaalosariigi EELARVE KÕRGHARIDUSASUTUS “SARATOV NATIONAL RESEARCH STATE UNIVERSITY”

NIMETATUD REAKTSIOONID 1. Wagneri reaktsioon E.E. Alkeenide oksüdeerimine cis - α - glükoolides kaaliumpermanganaadi lahjendatud lahuse toimel aluselises keskkonnas (hüdroksüülimine): 3 - = - 3 KMn 4 2 - buteen Na aq.

I ja II jagu 1. Orgaaniliste ühendite klassifikatsioon, nomenklatuur. Orgaaniliste ühendite struktuuri teooria A.M. Butlerov. Sidemete tüübid orgaanilistes ühendites. 2. Alkaanid. Alkaanide homoloogne seeria.

Keemia ja elu 1. ülesande lahendus (A.V. Bacheva) 1. Lähtudes asjaolust, et glükoos on aldoheksoos, tuleb N-atsetüül-d-glükosamiini kujutamiseks Fischeri projektsioonis joonistada aldehüüdi rühm, seejärel

ÓÄÊ 373.167.1:54 ÁÁÊ 24ÿ7 Ì 55 Ì 55 Måkîkova O. Â. ÅÃÝ. Märksõnad: ametlikud sünonüümid / O.V. Makova. M. : ßóçà-ïråsñ, 2013. 352 lk. (ingliskeelsed sõnad). ISBN 978-5-99550-658-4

12. Karbonüülühendid. Karboksüülhapped. Süsivesikud. Karbonüülühendid Karbonüülühendite hulka kuuluvad aldehüüdid ja ketoonid, mille molekulid sisaldavad karbonüülrühma.

14. Nitroühendid 14.1.* Ühend (C 3 7 2) reageerib 2-ga happelises keskkonnas, moodustades leeliste vesilahustes lahustumatu ühendi. Ühend A lahustatakse vesilahuses a ja lisatakse

VENEMAA FÖDERATSIOONI HARIDUS- JA TEADUSMINISTEERIUM Föderaalne riigieelarve haridusasutus kõrgemale kutseharidus Kemerovo Riikliku Ülikooli keemia

Moskva Riikliku Ülikooli füüsikateaduskonna üliõpilaste loengukursuse “Üldine keemia” programm (2.semester, 15 loengut) LOENGUTE SISU I jagu. Keemia põhimõisted ja seadused 1. Keemia põhimõisted 1.

Ühtne riigieksam keemias: hüdrolüüs Molchanova Galina Nikolaevna Ph.D. keemiaõpetaja Munitsipaalharidusasutus Koterevskaja Keskkool 1 ülesanded töös Testitud sisuelemendid Ülesande raskusaste Max. punkt 8 Iseloomulikud kemikaalid

LÄMMASTIKU SISALDAVAD ÜHENDID (AMIINID) Amiinid on ammoniaagi derivaadid, mis saadakse vesinikuaatomite asendamisel süsivesinikradikaalidega. Olenevalt radikaalide arvust primaarne (R NH 2), sekundaarne

MONOHALOGEEENI DERIVAADID I. Monohalogeeni derivaadid, alküülhalogeniidid. Klassifikatsioon: halogeeni süsinikuaatomi tüübi järgi. 1-bromobutaan, n primaarne C3-C2-C2-C2-n-butüülbromiid (nagu süsivesinik

Teise teoreetilise vooru ülesanded KEEMIA JA ELU Ülesanne 1 Peptiidid: süntees ja aminohapete järjestuse määramine. „Valgud on kõigi elusorganismide põhikomponendid.Kui tahame mõista ja õppida

Funktsionaalrühmade kaitsmisel, mida on vaja säilitada kavandatud keemiliste reaktsioonide läbiviimisel molekuli teistes osades, realiseeritakse järgmine keemiliste transformatsioonide ahel:

1) kaitserühma (P) sisestamine algsesse substraati S;

2) kaitstud substraadi PS ja kasutatud reagendi Y vaheline reaktsioon;

3) Hilisem blokeerimisgrupi P eemaldamine ja toote SY moodustamine.

Tsüsteiini tioolrühma tugev nukleofiilsus, kerge oksüdeeritavus ja happelisus nõuavad rühma selektiivset blokeerimist sünteesi kõikides etappides. 1930. aastal kasutas du Vigneault esimesena S-bensüüli jääki tiooli funktsiooni kaitsmiseks. Tänapäeval muutuvad järjest olulisemaks rühmad, mis võivad viia otse disulfiidsidemeni, moodustades tsüstiini ilma eelneva kaitse eemaldamiseta. Disulfiidsildade moodustamiseks kasutatakse jodolüüsi, rodanolüüsi (dirodaani meetod või Hiskni meetod) või Camberi meetodit (metoksükarbonüülsulfenüülkloriidi Cl-S-CO-OCH3 kaudu).

Kõige tavalisemad tiooli kaitserühmad on atsüülamiometüülpoolatsetaalid (S.N-atsetaalid), tioatsetaalid, tioestrid, tiouretaanid ja ebasümmeetrilised disulfiidid.

Vaatamata märkimisväärsele arvule kaitserühmadele, mis on kavandatud tioolfunktsiooni blokeerimiseks, jätkub uute reaktiivide otsimine, kuna igal kasutataval rühmal on mitmeid puudusi.

Difenüülmetüül

peptiidkaitse tioolanhüdriid

Difenüülmetüül (või muul viisil benshüdrüül) on difenüülmetaani radikaal.

Riis. 6.

Difenüülmetaani saab valmistada benseenist ja bensüülkloriidist (1.1), kasutades kondenseeriva ainena alumiiniumkloriidi, vesinikfluoriidi, berülliumkloriidi, alumiiniumkloriidi ja naatriumkloriidi kaksiksoola, tsingitolmu, tsinkkloriidi või alumiiniumamalgaami.

Benseen ja bensüülalkohol annavad boorfluoriidi, vesinikfluoriidi või berülliumkloriidi (1.2) toimel difenüülmetaani.

Difenüülmetaani saadi ka benseenist, metüleenkloriidist ja alumiiniumkloriidist (1,3) ning benseenist, formaldehüüdist kontsentreeritud väävelhappes (1,4). Bensofenooli redutseerimine difenüülmetaaniks viidi läbi vesinikjodiidhappe ja fosfori, naatriumi ja alkoholi toimel ning liitmisel tsinkkloriidi ja naatriumkloriidiga (1,5). Bensüülmagneesiumkloriidi kondenseerimiseks benseeniga, moodustades difenüülmetaani, võib lisada väikese koguse magneesiumi ja vett (1.6).

S-benshüdrüülkaitse

Klassikaliste uuringute kohaselt on tioestrid kõige tuntumad ja enim kasutatud tioolide kaitserühmad. Tsüsteiini või muude tioolide tioestri derivaadid valmistatakse tavaliselt nukleofiilse asendusreaktsiooni teel, milles merkapto funktsioon toimib nukleofiilina. Benshüdrüüli kasutatakse tioolide kaitsmiseks benshüdrüüleetri kujul.

2.2.1 S-benshüdrüülkaitse kasutuselevõtt

S-benshüdrüüli kaitserühma pakkusid esmakordselt välja Zervas ja Fotaki. Nad näitasid, et benshüdrüülkaitse sisseviimiseks saab kasutada mitte ainult tioeetreid, vaid ka kloriide. Näiteks L-tsüsteiini benshüdrüülkaitse lisamiseks peate võtma sobiva kloriidi ja toimima dimetüülformamiidis olevale tsüsteiinvesinikkloriidile.

Riis. 7.

2.2.2 S-benshüdrüülkaitse eemaldamine

S – benshüdrüüli kaitserühm eemaldatakse kuumutamisel 70 °C-ni fenooli sisaldava trifluoroäädikhappega või, vähem edukalt, 2 N. vesinikbromiidi lahus äädikhappes temperatuuril 50-55 °C. Hiljuti selgus reaktsioonitingimuste üksikasjaliku uurimise tulemusena, et 2,5% fenooli (16 h, 30°C) või 15% fenooli (15 min, 70°C) sisaldava trifluoroäädikhappe kasutamisel on tiool moodustub peaaegu kvantitatiivse saagisega. 10% vee lisamisel väheneb tiooli saagis, ilmselt reaktsioonisegu happesuse vähenemise tõttu, mis viib konjugeeritud happe moodustumise vähenemiseni tioestrist. Koenigi jt järgi ei mõjuta trifluoroäädikhape 70°C juures fenooli puudumisel S-benshüdrüüleetrit praktiliselt.

Zervax ja Fotaki näitasid, et L-tsüsteiini S-benshüdrüülestrit saab lõhustada hõbeda või elavhõbeda ioonide toimel.

Sakakibara jt pakkusid välja S-benshüdrüüli kaitserühma eemaldamise vesinikfluoriidi ja anisooliga. Nagu arvata võis, toimus sulfiidide lagunemine kiiresti tänu tekkivate katioonide kõrgele stabiilsusele.

S-benshüdrüüli kaitse saab deprotekteerida sulfenüültiotsüanaatide või rodaani toimel sulfiidsideme juuresolekul, kasutades happelisi tingimusi.

Riis. 8. Benshüdrüülkaitse eemaldamise skeem

Tert-butüüli kaitserühm

Peptiidide sünteesis kasutatakse tioolrühma kaitsmiseks ka tert-butüüleetreid. Neil on äärmiselt suur tähtsus peptiidide sünteesiks, sest Tert-butüüleetri rühm on väga kergesti lõhustav.

Riis. 9.

Tert-butüüleeter saadakse alkoholi reageerimisel isobutüleeni liiaga happelise katalüüsi tingimustes (konts. H2SO4) toatemperatuuril:

2.3.1 Tert-butüüli kaitserühma sisseviimine

S-tert-butüüleeter sisestatakse ja valmistatakse järgmiselt:

Samuti, kui N-ftaloüül-L-tsüsteiini töödeldakse isobuteeniga katalüsaatorina väävelhappe juuresolekul, saadakse N-ftaloüül-S-tert-butüül-L-tsüsteiini tert-butüülestrit üsna kõrges koguses. saagikus:

2.3.2 Tert-butüüli kaitserühma eemaldamine

Ohli, Kane'i jt uuringute tulemused näitasid, et tert-butüülrühma saab eemaldada happelises keskkonnas. Siiski on selge, et kui ei kasutata tugevaid happeid, kulgeb reaktsioon aeglaselt ja tasakaaluasend on tavaliselt ebasoodne. Callaghan et al. S-tert-butüülrühmade sisseviimise ja eemaldamise uurimine erinevates peptiidides jõudis sarnasele järeldusele.

S-tert-butüülrühma sujuvaks eemaldamiseks S-tert-butüül-L-tsüsteiini tert-butüülestrist on proovitud kasutada mitmeid happelisi reagente. Kõik need, välja arvatud trifluoroäädikhape (nõrgeim uuritutest), toovad kaasa mõne tsüsteiini vabanemise; Tugevad happed (perkloorhape äädikhappes) olid kõige tõhusamad, kuid isegi nendes tingimustes esines S-tert-butüül-L-tsüsteiini. Kuid Sakakibara jt näitasid, et S-tert-butüülrühma saab tsüsteiinist sujuvalt eemaldada tugeva happe ja katiooniaktseptori (vesinikfluoriid-anisool) toimel.

Viimast reaktsiooni, mis toimub toatemperatuuril, saab kasutada preparatiivseks sünteesiks, kuna see annab üsna kõrge tioolide saagise. Sellest hoolimata ei ole tsüsteiini S-tert-butüültioeetrite valmistamine veel leidnud kaitset.

Kuid Beyerman ja Bontekoe näitasid, et S-tert-butüül-L-tsüsteiin laguneb keetmisel vesilahus elavhõbekloriid ( II).

KAITSE RÜHMAD, viiakse ajutiselt org-i. ühendus keemilistes tingimustes säilitamiseks. teatud reaktsioonide reaktsioonid. keskused. 3. g peab vastama järgmisele. nõuded: a) teatud funktsioone valikuliselt kaitsta (blokeerida). rühmad; b) olema vastupidav kavandatavatele teisendustele. molekulid; c) valikuliselt eemaldatud, algse rühma regenereerimine tingimustel, kui ülejäänud osad ei muutu. 3. g viiakse sisse asendusreaktsioonide, lisamise jne abil. funktsionaalne rühmi (OH, CO, COOH, NH 2, NHR, SH) on teada üle 1200 kaitserühmad Sageli kaitserühmad kasutatakse peptiidide sünteesides; Tänu nende kasutamisele viidi läbi paljude täielik süntees. kompleksne org. näiteks molekulid. bullish Allpool on toodud max. levinud kaitserühmad Alküül- ja struktuurilt sarnased rühmad on moodustatud vastavalt kaitstud OH, COOH, SH-ga. . ja sulfiidid. Meetodid selliste ühendite eemaldamiseks 3, nt: metüül - BBr3, Me3SiI toimel hüdroksüülrühmast või leeliseline karboksüülrühmast; allüül - viimases. hüdrolüüs; b-metoksüetoksümetüül CH3OCH2CH2OCH, -töötlemine Lewise hapetega, nagu ZnBr2, TiCl4; metüültiometüül CH 3 SCH 2 - Hg, Ag, Cu toimel. Arialküülrühmad kaitsevad vastavalt NH2 (NHR), OH, COOH, SH moodustumist. asendatud eetrid ja estrid, sulfiidid. Näited sellistest 3.g.: bensüül – tingimustes kergesti eemaldatav. P-metoksübensüül eemaldatakse selektiivselt 2,3-dikloro-5,6-ditsüano-1,4-bensokinooniga, trifenüülmetüül - koos hüdrogenolüüsiga, eemaldatakse happelises keskkonnas. Heterotsükliline rühmi kasutatakse OH ja SH kaitsmiseks atsetaalide ja tioatsetaalide segamiseks. Tetrahüdropüranüül ja tetrahüdrofurüül 3, g on resistentsed metallorgi toimele. reaktiivid ja on hapete toimel kergesti eemaldatavad; tetrahüdrotiopüranüül ja tetrahüdrotienüül on hapetele vastupidavamad, kuid Hg ja Ag juuresolekul hüdrolüüsuvad kergesti. Alkülideen- ja arüülalküdeenrühmad kaitsevad primaarsete amiinide, vastavalt 1,2- ja 1,3-dioolide moodustumist. asometiinid, tsüklilised atsetaalid ja ketaalid. Sellised kaitserühmad Näiteks metüleen, etülideen, isopropülideen, bensülideen ja selle analoogid on kergesti eemaldatavad happelise hüdrolüüsiga. Atsüülrühmad kaitsevad OH, NH 2 (NHR), SH estrite, karbonaatide, karbamaatide, tioestrite, ureiidide moodustumisega. Need rühmad, näiteks formüül-, atsetüül-, bensoüül-, pivaloüül-, 1-adamantoüülrühm, on happelises keskkonnas üsna stabiilsed ja on aluste või LiAlH4 toimel kergesti eemaldatavad. Adamantoüülrühm on erinevalt teistest atsüülrühmadest vastupidav magneesiumi ja liitiumi toimele. ühendused. Alkoksükarbonüülrühmad on omadustelt sarnased atsüülrühmadega. N-fenüülkarbamoüülrühm on leeliselise hüdrolüüsi suhtes vastupidavam. Silüülrühmad kaitsevad OH, SH, NH 2 (NHR), COOH, moodustades silüüleetreid ja silüülasendatud amiine. trimetüül-, trietüül-, triisopropüül-, hõõrub-butüülmetüül-, hõõrub-butüüldifenüülsilüülrühmad (selles seerias suureneb stabiilsus happelise hüdrolüüsi tingimustes) on fluoriidiniooni toimel kergesti eemaldatavad; loetletud silüülrühmadest kaks viimast on ühed kõige enam. universaalne ja enamik sageli kasutatavad OH-kaitsed. Alkoksürühmad ja sarnase struktuuriga rühmad kaitsevad karbonüülrühma, moodustades atsetaale ja ditioatsetaale, sealhulgas tsüklilisi. Sellised kaitserühmad Näiteks dimetoksü-, dietoksü-, etüleendioksü- ja propüleendioksürühmad eemaldatakse happelise hüdrolüüsiga ja tsükliliselt. kaitserühmad stabiilsem ja propüleendioksürühma hüdrolüüsi kiirus on suurem kui etüleendioksürühma hüdrolüüsi kiirus. Di(metüültio)-, di(bensüültio)-, etüleenditio- ja propüleenditiorühmad hüdrolüüsitakse neutraalsetes tingimustes Hg, Ag, Cu juuresolekul. Lämmastikku sisaldavad rühmad kaitsevad karbonüülrühma oksiimide, hüdrasoonide, asometiinide ja karboksüülrühma hüdrasiidide moodustumisega; need derivaadid eemaldatakse hapete toimel. Lit.: Kaitserühmad orgaanilises keemias, trans. inglise keelest, M., 1976; Greene T.W., Protective groups in organic synthesis, N.Y., 1981, IN. G. Yashunsky.

Valige artikli pealkirja esimene täht.

Kaitserühmade kasutamise idee on orgaanilises keemias üldiselt tuntud. Siin on klassikaline näide. Aniliin on vaja nitreerida ja saada n-nitroaniliini. Lämmastikhape on tugev oksüdeerija ja aniliin oksüdeerub kergesti. Seetõttu ei saa seda otseselt nitreerida. Seetõttu kaitstakse kõigepealt aniliini aminorühm: see muudetakse atsetaadiks, mis on oksüdeerivatele ainetele palju vastupidavam, seejärel nitreeritakse ja lõpuks eemaldatakse aminorühma kaitse aluselise hüdrolüüsi teel:

Siin on kõik lihtne. Aniliin sisaldab kahte väga erinevat reaktsioonikeskust – aminorühma ja aromaatset ringi. Seetõttu pole ühe neist valikuline kaitsmine probleem. Reaktsioonisaadus p-nitroaniliin on väga stabiilne ühend ja elab kergesti üle üsna tugeva aluselise hüdrolüüsi tingimustes. Seetõttu on ka kaitse eemaldamine lihtne. Süsivesikute keemias on olukord võrreldamatult keerulisem. Esiteks on siin olevad funktsionaalrühmad väga sarnased, seega on kaitse valikuline kasutuselevõtt - ja see on sellise operatsiooni kogu mõte - väga keeruline. Molekulis on mitu sellist rühma (vähemalt öeldes), kuid kõiki peale ühe või kahe tuleb kaitsta. On selge, et see asjaolu üldiselt probleemi ei lihtsusta. Lõpuks on süsivesikud ise ja peaaegu kõik nende derivaadid üsna reaktiivsed ühendid. Seetõttu on lõppfaasis kaitsete eemaldamiseks sobivate toimingute võimalused ja seetõttu ka kasutatavate kaitserühmade tüübid tugevalt piiratud.

Põhinõuded rühmade kaitsmiseks on üsna ilmsed. Esiteks peavad nad võimaldama valikulist manustamist. Teiseks peavad kaitsemehhanismid ise olema põhireaktsiooni tingimustes üsna stabiilsed. Kolmandaks peavad kaitsed võimaldama eemaldamist tingimustes, mis tagavad nii süsivesikustruktuuri enda ohutuse kui ka loomulikult põhireaktsiooni tulemused, mille nimel kaitsekonstruktsioonid püstitati. Lõpuks ei ole nii oluline, vaid väga oluline, et kaitserühmade sisseviimise ja eemaldamise reaktsioonid toimuksid suure saagisega: vastasel juhul on kogu mitmeetapiline süntees seotud liiga oluliste kadudega.

Kõigest eelnevast tekitab enim raskusi valikuline manustamine. Puuduvad välja töötatud reeglid, mille järgi saate mehaaniliselt valida vajaliku teisenduste jada ja kaitserühmade tüübid. Sellegipoolest on mitmeid hästi arenenud reaktsioone, mis viivad kaitsemehhanismide tekkeni, ja mitmeid põhimõtteid nende regiospetsiifilisuse tagamiseks. Nii et nüüd saab pädev sünteetik koostada tõelise sünteesiplaani, mis viib mis tahes funktsionaalrühma valikulise vabanemiseni mis tahes monosahhariidis. Kuid rõhutagem veel kord, see pole valmisreeglite mehaaniline rakendamine, vaid loominguline protsess, mis nõuab konkreetse sünteesi ülesannete hoolikat läbimõtlemist ja optimaalse skeemi valimist paljude võimalike skeemide hulgast. Seetõttu ei püüa me anda nii-öelda funktsioonide valikulise kaitse algoritmi, vaid kirjeldame vaid mõningaid elementaarseid võtteid, mida selleks süsivesikute keemias kasutatakse.

Vaatame D-glükoosi. Oletame, et peame kaitsma kõiki hüdroksüülrühmi, välja arvatud hüdroksüülrühm C-6 juures. See ülesanne on suhteliselt lihtne, kuna meid huvitav hüdroksüülrühm on primaarne ja erineb märkimisväärselt reaktsioonivõimelt ülejäänud molekulis olevatest hüdroksüülrühmadest – sekundaarsest alkoholist ja poolatsetaalist. Seda suurenenud reaktsioonivõimet kasutatakse sünteesi võtmeetapis. Glükoosi töödeldakse püridiinis trifenüülmetüülkloriidiga (tritüülkloriid, nagu seda sageli lühendatakse). Kui tritüülkloriid reageerib alkoholidega, moodustuvad tritüüleetrid. Tritüülrühm on väga mahukas, seega toimub ruumiliselt rohkem takistatud sekundaarsete alkoholide tritüülimine aeglaselt, samas kui esmane tritüülimine on lihtne. Tänu sellele toimub glükoosi tritüülimine suure selektiivsusega ja viib tritüülestri 12 moodustumiseni. Kõiki teisi hüdroksüülrühmi saab täiendavalt kaitsta atsetüülimisega atseetanhüdriidiga püridiinis. Saadud derivaadis 13 on kõik funktsionaalrühmad kaitstud, kuid kaitstud erinevalt. Tritüülestrit saab hävitada happelise hüdrolüüsiga tingimustes, mis ei mõjuta atsetaatestreid. Sellise hüdrolüüsi saadus on tetraatsetaat 14, milles ainus vaba hüdroksüülrühm on C-6 juures.

Pange tähele paradoksaalset teed, mida see süntees kulgeb: hüdroksüülrühma valikuliseks vabastamiseks C-6 juures alustame selle kaitsmisest. Ja ometi saavutatakse lõppeesmärk üsna edukalt. Näide on iseloomulik kahest aspektist: esiteks on süsivesikute keemia selektiivsete kaitsevahendite kasutuselevõtu loogika seisukohalt täis selliseid paradokse ja teiseks on selektiivse tritüülimise kasutamine levinud (selles valdkonnas haruldane) meetod süsivesikute vabastamiseks. primaarne hüdroksüül suhkrutes.

Teine piirkond monosahhariidi molekulis, millel on samuti spetsiifilised omadused, on glükosiidkeskus. Selle selektiivseks kaitseks kasutatakse kõige sagedamini madalamate glükosiidide sünteesi, kõige lihtsamal juhul monosahhariidide happekatalüüsitud kondensatsioonil alkoholidega (Glükosiidide Fischeri süntees). Enimlevinud derivaadid sel eesmärgil on metüülglükosiidid, nagu α-metüül-D-glükopüranosiid (15), α-metüül-D-ramnopüranosiid (16) või β-metüül-L-arabinopüranosiid (17). Metüülglükosiidide lagundamiseks on vaja läbi viia üsna tõsine happeline hüdrolüüs või atsetolüüs, mis ei ole alati vastuvõetav põhitoote stabiilsuse tingimuste tõttu. Selle tüsistuse vältimiseks kasutatakse bensüülglükosiide (näiteks (β-bensüül-D-galaktopüranosiid (18)), mille puhul saab kaitse teatud tingimustel eemaldada hüdrogenolüüsi teel pallaadiumkatalüsaatoril (vt diagrammi).

Suurimad raskused tekivad siis, kui on vaja osa sekundaarsetest hüdroksüülmonosahhariididest selektiivselt kaitsta, kuna neil rühmadel on kõige lähedasemad keemilised omadused. Kõige sagedamini on selliste sünteeside võtmeetapp teatud atsetaalide või ketaalide moodustumine. Nagu on teada, võivad aldehüüdid ja ketoonid happeliste katalüsaatorite juuresolekul kergesti kondenseeruda alkoholidega, moodustades atsetaale või ketaale 19. Kui reaktsioonise sisestatakse sobiva hüdroksüülrühmade paigutusega kahehüdroksüülne alkohol, siis selline reaktsioon viib sarnase konstruktsiooniga 20. tüüpi tsüklilised derivaadid. Atsetaalid ja ketaalid thali lõhustatakse happelise hüdrolüüsi teel suhteliselt leebetes tingimustes ja on leeliste suhtes väga vastupidavad, mistõttu sobivad nad kaitserühmadena paljudes sünteesitüüpides.

Selleks, et 20. tüüpi tsüklilised derivaadid tekiksid üsna lihtsalt, peavad olema täidetud teatud nõuded algse kahehüdroksüülse alkoholi struktuurile. Selle kaks hüdroksüülrühma ei tohiks paikneda üksteisest liiga kaugel, kuna vastasel juhul langeb tsükli sulgemise tõenäosus järsult ja reaktsioon kulgeb eelistatavalt molekulidevaheliselt lineaarsete oligomeeride moodustumisega. Lisaks ei tohiks tsüklilise süsteemi tekkimine põhjustada ülejäänud molekulis olulist lisapinget.

Nendel põhjustel on tsükliliste atsetaalide või ketaalide moodustumise võime substraadi üldise struktuuri, stereokeemia ja konformatsiooni poolt rangelt kontrollitav. Selle tulemusena kulgevad selliste alkülideenderivaatideni viivad reaktsioonid väga selektiivselt ja mõjutavad mitte kõiki, vaid ainult väga spetsiifilisi monosahhariidi või selle osaliselt kaitstud derivaadi hüdroksüülrühmi. Seega võimaldab alkülideenrühmade sisseviimine järsult murda lähteühendite funktsionaalrühmade monotoonsust ja loob aluse mitmesugustele meetoditele alkoholi hüdroksüülrühmade selektiivseks kaitsmiseks.