氨基的保护及脱保护策略

选择一个氨基保护基时，必须仔细考虑到所有的反应物，反应条件及所设计的反应过程中会涉及的所有官能团。

首先，要对所有的反应官能团作出评估，确定哪些在所设定的反应条件下是不稳定并需要加以保护的，并在充分考虑保护基的性质的基础上，选择能和反应条件相匹配的氨基保护基。

其次，当几个保护基需要同时被除去时，用相同的保护基来保护不同的官能团是非常有效（如苄基可保护羟基为醚，保护羧酸为酯，保护氨基为氨基甲酸酯）。要选择性去除保护基时，就只能采用不同种类的保护基（如一个Cbz保护的氨基可氢解除去，但对另一个Boc保护的氨基则是稳定的）。此外，还要从电子和立体的因素去考虑对保护的生成和去除速率的影响（如羧酸叔醇酯远比伯醇酯难以生成或除去）。

最后，如果难以找到合适的保护基，要么适当调整反应路线使官能团不再需要保护或使原来在反应中会起反应的保护基成为稳定的；要么重新设计路线，看是否有可能应用前体官能团（如硝基，亚胺等）；或者设计出新的不需要保护基的合成路线。

在合成反应中，伯胺、仲氨、咪唑、吡咯、吲哚和其他芳香氮杂环中的氨基往往是需要进行保护的。已经使用过的氨基保护基很多，但归纳起来，可以分为烷氧羰基、酰基和烷基三大类。烷氧羰基使用最多，因为N-烷氧羰基保护的氨基酸在接肽时不易发生消旋化。伯胺、仲氨、咪唑、吡咯、吲哚和其他芳香氮氢都可以选择合适的保护基进行保护。以下列举了几种代表性的常用的氨基保护基。

1. Cbz- 保护基

应用范围：伯胺、仲胺、咪唑、吡咯、吲哚等

引入条件：Cbz-Cl/Na2CO3/CHCl3/H2O

脱去条件：H2/Pd-C，供氢体/Pd-C，BBr3/CH2Cl2 or TFA，HBr/HOAc等

2. Boc- 保护基

应用范围：伯胺、仲胺、咪唑、吡咯、吲哚等

引入条件：Boc2O/NaOH/diox/H2O, Boc2O/ /MeOH, Boc2O/Me4NOH/CH3CN

脱去条件：3MHCl/EtOAc, HCl/MeOH or diox, TosOH/THF-CH2Cl2, Me3SiI/CHCl3orCH3CN

3. Fmoc-保护基

应用范围：伯胺、仲胺等

引入条件：Fmoc-Cl/NaHCO3,/diox/H2O

脱去条件：20%哌啶/DMF，50%哌啶/CH2Cl2等

4. Alloc-保护基

应用范围：伯胺、仲胺、咪唑、吡咯、吲哚等

引入条件：Aloc-Cl/Py

脱去条件：Ni(CO)4/DMF/H2OPd(PPh3)4/Bu3SnH

5. Teoc- 保护基

应用范围：伯胺、仲胺、咪唑、吡咯、吲哚等

引入条件：Teoc-Cl/碱/diox/H2O

脱去条件：TBAF；TEAF

6. 甲(乙)氧羰基- 保护基

应用范围：伯胺、仲胺、咪唑、吡咯、吲哚等

引入条件：ROCOCl/NaHCO3,/diox/H2O

脱去条件：HBr/HOAcMe3SiIKOH/H2O/乙二醇

7. Pht- 保护基

应用范围：伯胺

引入条件：邻苯二甲酸酐/CHCl3/70℃邻苯二甲酰亚胺-NCO2Et/aq. Na2CO3

脱去条件：H2NNH2/EtOH，NaBH4/i-PrOH-H2O（6：1）

8. Tos- 保护基

应用范围：伯胺、仲胺、咪唑、吡咯、吲哚等

引入条件：Tos-Cl/Et3N

脱去条件：HBr/HOAc, 48%HBr/苯酚（cat）

9. Tfa- 保护基

应用范围：伯胺、仲胺、咪唑、吡咯、吲哚等

引入条件：TFAA/Py苯二甲酰亚胺-NCO2CF3/CH2Cl2

脱去条件：K2CO3/MeOH/H2ONH3/MeOHHCl/MeOH

10. Trt- 保护基

应用范围：伯胺、仲胺、咪唑、吡咯、吲哚等

引入条件：Trt-Cl/Et3N

脱去条件：HCl/MeOH, H2/Pd/EtOH, TFA/CH2Cl2

11.Dmb - 保护基

应用范围：伯胺、仲胺、咪唑、吡咯、吲哚等

引入条件：ArCHO/NaCNBH3/MeOH

12. PMB- 保护基

应用范围：伯胺、仲胺、咪唑、吡咯、吲哚等

引入条件：PMB-Br/ K2CO3/CH3CNPhCHO/NaCNBH3/MeOH

脱去条件：HCO2H/Pd-C/MeOHH2/Pd(OH)2/EtOHTFACAN/ CH3CN

13. Bn- 保护基

应用范围：伯胺、仲胺、咪唑、吡咯、吲哚等

引入条件：Bn-Br/Et3N or K2CO3/CH3CNPhCHO/NaCNBH3/MeOH

脱去条件：HCO2H/Pd-C/MeOHH2/Pd(OH)2/EtOH  CCl3CH2OCOCl/CH3CN

上保护基：胺与二碳酸二叔丁酯【即(Boc)2O】和弱碱【如碳酸钾、三乙胺等】作用。可以用两相反应，例如DCM和H2O体系。

脱保护基：用盐酸处理，产物为异丁烯和二氧化碳气体。

有机合成中用来引入叔丁氧羰基保护基团。特别运用于氨基酸的氨基保护，广泛应用于医药，蛋白质及多肽合成，生物化学食品，化妆品等多种产品的合成中。中国是世界上二碳酸二叔丁酯目前的主要供应国。在我国的生产企业主要集中在江苏、浙江地区。近几年，对二碳酸二叔丁酯大的、创造性的工艺改进有四项，小的工艺改进及调整达数十项。对生产设备也经过两次大胆的改进，从而保证了二碳酸二叔丁酯的生产更稳定、更高效、更安全。

最常用的方法是氢化，一个标准大气压，用甲醇做溶剂，反应过夜。溴化氢和水作溶剂，一个小时结束。

Cbz保护基简介：

保护基是指当多功能基有机化合物进行反应时，为使反应只发生在所希望的基团处，而避免其他基团遭受影响，此反应前将其他基团先加以保护，当反应完成后再恢复。

能保护某种基团的试剂称为该基团的保护基。保护基在有机反应中的使用是很常见的，常见的是对羟基、氨基等基团的保护。

有机反应中，有许多官能团存在于同一个分子中，在实验过程中我们只需要特定的在某些基团或者位置上发生反应，但是所选实验条件会使某些不需要参与反应的基团发生反应，从而产生副产物，甚至得不到目标产物。

为此需要对相关的官能团进行保护。为使基团受到保护，而在该基团上引入的基团称为保护基团。如酰基可作为羟基与氨基的保护基，酯基可作为羧基的保护基，偕二烷氧基（缩醛）可作为醛基的保护基。

保护基需在所进行的反应中稳定，引入和除去都要简便，收率高和保护剂价廉易得等。对复杂有机化合物（如多肽）的合成,使用使用各种保护基很必要。

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