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保护基是有机合成实施过程中的重要组成部分,广泛地应用于天然产物全合成和多步合成。
有效地保护和脱保护是保护基使用过程中最重要的两个步骤。O,O-缩酮(或缩醛)和N-苄基是分别用来保护酮(或醛)羰基和胺基的重要保护基。本论文对两类保护基的脱保护进行了研究,发展了两种脱保护方法,并且都已经在天然产物全合成应用的应用中取得了非常满意的结果。
本文主要分为两个部分:一、I2催化的O,O-缩酮和缩醛的脱保护新方法研究含碘化合物被广泛应用于缩醛和缩酮类保护基的各类转化过程中。碘单质也可以用于此类反应。
我们发现碘单质在丙酮溶液里可以非常有效地脱去缩酮保护基。对于非环状缩酮类保护基在该条件下可以在5分钟之内几乎定量地脱去。环状缩酮也可以在5-45分钟之间有效脱去,升高温度有利于保护基脱去的速度(Scheme1)。
该反应的机理是利用碘催化条件下,底物分子与丙酮分子之间保护基的交换,而不是一般的水解机理。该反应在中性条件下完成,选择性非常好,操作也非常简便。并且已经在本课题组的Elegansidiol全合成中成功地得到应用。
二、底物控制的Pd/C催化氢化脱N-苄基新方法研究Pd/C催化加氢是脱N-苄基保护基的非常常用的方法。但是当该方法用于获得挥发性小分子胺时,分离提纯过程损失严重,在小分子含氮生活碱合成中的应用受到限制。
我们发现在体系中加入1.1当量的二氯代物1,1-二氯-3,3-二甲基丁烷,Pd/C催化氢解脱苄时可以一步得到产物胺的盐酸盐。反应操作简单,产物以固体形式得到,分离提纯没有损失,且易于鉴定。如Scheme2所示,我们首次用Pd/C加氢脱苄的方法一步制得了气体小分子二甲胺的盐酸盐。
该方法中的二氯代物的氢解是受底物控制的,如果没有产物胺分子,则过量的氯代物不会氢解,即底物控制。体系对酸敏感基团没有影响。利用该方法,我们还以非常高的产率制得了S-(+)-Coniine和Isosolenopsin系列的含氮天然生物碱。