Ֆունկցիոնալ խմբերի պաշտպանություն և վերածնում հոդված. Բազմաստիճան սինթեզների պլանավորում: Սինթեզի մեջ պաշտպանիչ խմբերի օգտագործումը. S-benzhydryl պաշտպանության հեռացում

Բազմաստիճան սինթեզում, որպես կանոն, պետք է գործ ունենալ բազմաֆունկցիոնալ միացությունների հետ։ Սա երկու խնդիր է առաջացնում.
1) Ոչ բոլոր ֆունկցիոնալ խմբերն են համատեղելի մեկ մոլեկուլում: Այսպիսով, օրինակ, α-ամինաթթվի էսթերը անկայուն է. այն հեշտությամբ ձևավորում է հետերոցիկ (դիկետոպիպերազին) պոլիմերի հետ միասին.

Հնարավոր չէ ստանալ մոլեկուլում կարբոնիլային ֆունկցիա պարունակող մագնեզիումի կամ օրգանոլիտի միացություն և այլն։

2) Նույն ռեագենտը կարող է փոխազդել տարբեր ֆունկցիոնալ խմբերի հետ:

Դիտարկված իրավիճակներում օգտագործվում է որոշակի ֆունկցիոնալ խմբերի ընտրովի շրջափակում՝ ստեղծելով այսպես կոչված պաշտպանիչ խմբեր, որոնք դիմակավորում են. այս գործառույթը. Օրինակ, Knoevenagel-ի ռեակցիան վանիլինի և մալոնաթթվի միջև բարդանում է այլ ռեակցիաներով, որոնք կապված են ֆենոլային OH խմբի առկայության հետ: Հետեւաբար, վանիլինի OH խումբը արգելափակված է, «պաշտպանված»:

Այսպիսով, պաշտպանիչ խմբերի կիրառման խնդիրը ներառում է երկու քայլ՝ պաշտպանիչ խմբի ստեղծում և հեռացում՝ մոլեկուլում անհրաժեշտ փոփոխություններ կատարելուց հետո։

Նույն ֆունկցիոնալ խումբը կարող է պաշտպանվել տարբեր ճանապարհներ. Օրինակ, ահա սպիրտների համար պաշտպանիչ խմբեր ստեղծելու և հեռացնելու մի քանի եղանակ.

Հատուկ պաշտպանիչ խումբն ընտրվում է՝ հաշվի առնելով ռեակտիվները և ռեակցիայի պայմանները, որպեսզի այդ պայմաններում պաշտպանիչ խումբը չքանդվի:

Օրինակ, THP խումբը կայուն է ալկալային պայմաններում (pH 6-12), բայց անկայուն է թթուների և Լյուիս թթուների ջրային լուծույթների նկատմամբ։ THP խումբը համեմատաբար դիմացկուն է նուկլեոֆիլների և մետաղական օրգանական միացությունների, հիդրիդների, հիդրոգենացման և օքսիդացնող նյութերի գործողության նկատմամբ։

Սպիրտների ամենահայտնի պաշտպանիչ խմբերից մեկը տերտ-բութիլդիմեթիլսիլիլ (TBDMS) խումբն է: Այս խմբի հետ սպիրտների էսթերները դիմացկուն են բազմաթիվ ռեակտիվների ազդեցությանը, և պաշտպանիչ խումբը կարող է հեշտությամբ հեռացվել այնպիսի պայմաններում, որոնք չեն ազդում այլ ֆունկցիոնալ խմբերի վրա: TBDMS պաշտպանությունը հիդրոլիզի նկատմամբ մոտավորապես 10 4 անգամ ավելի դիմացկուն է, քան տրիմեթիլսիլիլային (TMS) պաշտպանությունը:

Այստեղ կարիք չկա մանրամասնելու տարբեր պաշտպանիչ խմբերի օգտագործման մասին, քանի որ այժմ հասանելի են այս թեմայի վերաբերյալ համապարփակ մենագրություններ: Մենագրությունների մեծ առավելությունը դրանցում հարաբերական աղյուսակների առկայությունն է, որոնք հնարավորություն են տալիս որոշակի պայմաններում կանխատեսել տվյալ պաշտպանիչ խմբի վարքագիծը։

Այժմ մշակվել են որոշակի ռազմավարություններ, որոնք թույլ են տալիս օգտագործել տարբեր խմբերի պաշտպանությունը այս սինթեզի գործընթացում: Այս մոտեցումները ուրվագծված են վերանայման մեջ:

Ներկայումս պաշտպանիչ խմբերի կիրառման երկու հիմնական ռազմավարական գիծ կա՝ ա) «ուղղահայաց կայունության» սկզբունքը և բ) «մոդուլացված անկայունության» սկզբունքը։ Այս սկզբունքները կիրառվում են, երբ սինթեզի ընթացքում մի քանի տարբեր պաշտպանիչ խմբեր օգտագործվում են միաժամանակ:

Ուղղանկյուն կայունության սկզբունքը պահանջում է, որ օգտագործվող պաշտպանիչ խմբերից յուրաքանչյուրը հեռացվի այնպիսի պայմաններում, որ մնացած պաշտպանիչ խմբերը մնան անփոփոխ: Օրինակ՝ տետրահիդրոպիրանիլային, բենզոյլային և բենզիլային խմբերի համադրությունը։

Այս մոտեցմամբ այս պաշտպանիչ խումբը կարող է հեռացվել սինթեզի ցանկացած փուլում:

Մոդուլացված անկայունության սկզբունքը ենթադրում է, որ օգտագործվող բոլոր պաշտպանիչ խմբերը հեռացվում են նմանատիպ պայմաններում, բայց տարբեր հեշտությամբ, օրինակ.

Միևնույն ժամանակ, ամենաքիչ զգայուն մեթոքսիմեթիլային պաշտպանիչ խումբը չի կարող հեռացվել առանց մնացած պաշտպանիչ խմբերի վրա ազդելու:

Ներկայումս սինթետիկ քիմիկոսն իր զինանոցում ունի մեծ թվով տարբեր պաշտպանիչ խմբեր։ Այնուամենայնիվ, սինթեզը պետք է պլանավորվի այնպես, որ կամ ամբողջությամբ խուսափել առանց պաշտպանիչ խմբերի, կամ նվազեցնել դրանց օգտագործումը նվազագույնի: Այստեղ տեղին է մեջբերել ակնարկից մի շատ կարևոր արտահայտություն՝ «Լավագույն պաշտպանող խումբը ոչ մի պաշտպանող խումբ է»։

Պետք է հիշել, որ սինթեզում պաշտպանիչ խմբերի օգտագործումը պահանջում է լրացուցիչ գործողություններ: Սա երկարացնում և բարձրացնում է սինթեզի արժեքը: Բացի այդ, պաշտպանիչ խմբերի օգտագործումը, որպես կանոն, բացասաբար է անդրադառնում թիրախային արտադրանքի բերքատվության վրա:

Վերլուծության ռազմավարության ընտրություն

Ինչպես արդեն նշվեց, վերլուծությունը պետք է օգտագործի հնարավորինս շատ ռազմավարական մոտեցումներ: Սակայն հաճախ ռազմավարական գծերից մեկը վերլուծության մեջ (և, համապատասխանաբար, սինթեզում) որոշիչ է դառնում հիմնականը։ Դիտարկենք, որպես օրինակ, լուցիդուլինի մոլեկուլի վերլուծությունը՝ ալկալոիդ, որը պարունակվում է մամուռների որոշ տեսակների մեջ ( Լիկոպոդիում).

Խմբի լուցիդուլինի մոլեկուլում առկայություն

հեշտությամբ ստեղծված Մաննիխի ռեակցիայի միջոցով, միանշանակ առաջարկում է առաջին բաժանումը, որը տալիս է կառուցվածքի զգալի պարզեցում.

Ըստ էության, լուցիդուլինի սինթեզման խնդիրը կրճատվում է մինչև TM38 սինթեզելու առաջադրանքը: Այս միացության մոլեկուլի կառուցվածքում տեսանելի է կարբոնիլային խմբի որոշակի դասավորություն A օղակում B օղակի նկատմամբ, ինչը հուշում է օգտագործել Ռոբինսոնի փոխակերպումը։ Այնուհետեւ TM38-ի վերլուծությունը կունենա այսպիսի տեսք.

Վերլուծություն 1

Բաղադրությունը (35) պարունակում է Robinson annulation retron, ըստ որի մենք իրականացնում ենք հետագա ստորաբաժանումներ.

Այսպիսով, TM38-ի դիտարկված վերլուծությունը հանգեցրեց առկա միացություններին՝ կրոտոնաթթվի էսթեր, ացետոն և մեթիլ վինիլկետոն: Այս վերլուծությունը հնարավորություն է տալիս պլանավորել TM38 մոլեկուլի կմախքի կառուցումը, սակայն հնարավորություն չի տալիս ստեղծել անհրաժեշտ ստերեո հարաբերակցությունները մոլեկուլում։ Այս խնդիրը լուծելու համար պետք է առաջնորդվել մեկ այլ ռազմավարությամբ, այն է՝ հիմնված ստերեոքիմիայի վրա։

TM38 կառուցվածքը հիմնված է cis-decalin համակարգի վրա, որը կարող է ստեղծվել այնպիսի հզոր ռեակցիաների հիման վրա (տես Աղյուսակ 1), ինչպիսիք են Diels-Alder ռեակցիան և սիգմատրոպիկ վերադասավորումները, որոնք ընթանում են ստերեոսելեկտիվ կերպով:

Դիտարկենք TM(38) մոլեկուլի միջուկը (36): Երկու բազմակի կապերի ավելացումը կառուցվածքին (36) կազմում է Cope-ի վերադասավորման ռետրոնը (37), իսկ համապատասխան փոխակերպումը հանգեցնում է Դիլս-Ալդեր ռետրոնին մոլեկուլում (38):

Վերլուծություն 2.

Ստացված միացությունը (39) քիչ է օգտագործվում որպես դիենոֆիլ Դիելս-Ալդեր ռեակցիայի մեջ (էլեկտրոններ հանող խումբ չկա): Հաշվի առնելով դա, ինչպես նաև այն փաստը, որ միջուկը (36) չի պարունակում անհրաժեշտ ֆունկցիոնալ խմբեր, մենք փոփոխում ենք մոլեկուլը (37)՝ դրա մեջ ներմուծելով խմբեր, որոնք հեշտությամբ փոխակերպվում են կարբոնիլ.

Այս դեպքում ողնաշարը (36) վերածվում է միջանկյալ (TM38-ի սինթեզում) միացության (40), որի անալիզն այժմ ակնհայտ է։

Վերլուծություն 3

Իհարկե, սինթեզի գործընթացում Դիլս-Ալդեր ռեակցիայի մեջ քետենի փոխարեն ավելի լավ է օգտագործել դրա սինթետիկ համարժեքը՝ ա-քլորակրիլոնիտրիլը։ Դիենը (42) կարելի է ձեռք բերել ոչ կոնյուգացված դիենի իզոմերացման միջոցով, որը հանդիսանում է անիզոլի կեչու ռեդուկցիայի արդյունք.

Սինթեզի այս փուլում փոխվում է խնդրի բնույթը։ Այժմ մենք պետք է պլանավորենք TM38-ի սինթեզը տվյալ միացությունից (40), որի մոտեցումը թելադրված է նախորդ ստերեոքիմիական ռազմավարությամբ։ Ըստ էության, անհրաժեշտ է փոփոխել և տեղափոխել հարևան դիրքի ֆունկցիոնալ խումբը TM38-ում: Նման մոտեցման իրականացման ամենառացիոնալ միջոցը մոլեկուլի հարակից դիրքերի միջև բազմակի C=C կապի ստեղծումն է։ Այս պրակտիկան, բացի այդ, հնարավորություն կտա վերահսկել ռեակցիաների ստերեոքիմիան՝ ելնելով ցիս-դեկալին համակարգի առանձնահատկություններից։

Մոլեկուլում (43) բարձրացված վեցանդամ օղակը (A) ստեղծում է ստերիկ խոչընդոտներ ռեագենտի՝ ​​C=C կապին վերևից մոտենալու համար (սա պարզ երևում է մոդելում)։

ՊԱՇՏՊԱՆՈՒԹՅԱՆ ԽՄԲԵՐ, ժամանակավորապես ներմուծվում են օրգ. միաբանություն պահպանման համար քիմ. որոշակի ռեակցիաների ռեակցիաներ. կենտրոններ։ 3. է.-ն պետք է պատասխանի հետևյալին. պահանջներ՝ ա) ընտրովի պաշտպանել (արգելափակել) որոշակի գործառույթներ. խմբեր; բ) դիմացկուն լինել նախատեսված փոխակերպումների նկատմամբ. մոլեկուլները; գ) ընտրովիորեն հեռացվում է, վերականգնում է սկզբնական խումբը այն պայմաններում, երբ մնացած մասերը չեն փոխվում: 3. գ-ը ներմուծվում է փոխարինման ռեակցիաների, ավելացման և այլնի միջոցով հիմնականի համար։ funkt. խմբեր (OH, CO, COOH, NH 2, NHR, SH) հայտնի են ավելի քան 1200 պաշտպանող խմբերՀաճախակի պաշտպանող խմբերօգտագործվում է պեպտիդների սինթեզում; դրանց օգտագործման շնորհիվ իրականացվել է շատ ուրիշների ամբողջական սինթեզ։ համալիր օրգ. մոլեկուլները, օրինակ. աճող. Ստորև ներկայացված են նաիբը: ընդհանուր պաշտպանող խմբերԱլկիլային և կառուցվածքային համանման խմբերը պաշտպանում են OH, COOH, SH՝ առաջացնելով ռեսպ. . և սուլֆիդներ: Այդպիսի 3. գ.-ի հեռացման եղանակներ. մեթիլ - ВВr 3, Me 3 SiI-ի ազդեցությամբ հիդրօքսիլ կամ ալկալային կարբոքսիլ խմբի հետ; allyl - ի հետ վերջին. հիդրոլիզ; b-մեթօքսիեթօքսիմեթիլ CH 3 OCH 2 CH 2 OCH, - մշակում Lewis թթուներով, ինչպիսիք են ZnBr 2, TiCl 4; մեթիլթիոմեթիլ CH 3 SCH 2 - Hg, Ag, Cu-ի ազդեցությամբ: Արիլալկիլային խմբերը պաշտպանում են NH 2 (NHR), OH, COOH, SH՝ ձևավորելու համապատասխան: փոխարինված. եթերներ և եթերներ, սուլֆիդներ. Նմանատիպ 3. է. բենզիլ - հեշտությամբ հեռացվում է պայմաններում: Պ-մեթօքսիբենզիլը ընտրովիորեն հեռացվում է 2,3-դիքլոր-5,6-դիցիանո-1,4-բենզոքինոնում, տրիֆենիլմեթիլը - հիդրոգենոլիզով հեռացվում է թթվային միջավայրում: Հետերոցիկլիկ խմբերն օգտագործվում են OH-ը և SH-ն պաշտպանելու համար՝ խառը ացետալներ և թիոացետալներ ձևավորելու համար: Տետրահիդրոպիրանիլը և տետրահիդրոֆուրիլը 3. դիմացկուն են մետաղորգի գործողության նկատմամբ։ ռեակտիվներ և հեշտությամբ հեռացվում են թթուների ազդեցությամբ. tetrahydrothiopyranyl-ը և tetrahydrothienyl-ը ավելի դիմացկուն են թթուների նկատմամբ, բայց հեշտությամբ հիդրոլիզվում են Hg-ի և Ag-ի առկայության դեպքում: Ալկիլիդենային և արիլալկիլիդենային խմբերը պաշտպանում են առաջնային ամինները, 1,2- և 1,3-դիոլները՝ առաջացնելով համապատասխանություն: ազոմետիններ, ցիկլային ացետալներ և կետալներ: Այդպիսին պաշտպանող խմբերօրինակ՝ մեթիլենը, էթիլիդենը, իզոպրոպիլիդենը, բենզիլիդենը և նրա անալոգները հեշտությամբ հեռացվում են թթվային հիդրոլիզով։ Ակիլային խմբերը պաշտպանում են OH, NH 2 (NHR), SH էսթերների, կարբոնատների, կարբամատների, թիոեթերների, ուրեիդների առաջացմամբ։ Այս խմբերը, օրինակ՝ ֆորմիլը, ացետիլը, բենզոյլը, պիվալոիլը, 1-ադամանտոյլը, բավականաչափ կայուն են թթվային միջավայրում և հեշտությամբ հեռացվում են հիմքերի կամ LiAlH 4 ազդեցությամբ: Ադամանտոիլ խումբը, ի տարբերություն այլ ացիլային խմբերի, դիմացկուն է մագնեզիումի և լիթիումի օրգ. կապեր. Ալկօքսիկարբոնիլ խմբերն իրենց հատկություններով նման են ացիլային խմբերին։ N-Phenylcarbamoyl խումբն ավելի դիմացկուն է ալկալային հիդրոլիզի նկատմամբ։ Սիլիլային խմբերը պաշտպանում են OH, SH, NH 2 (NHR), COOH՝ առաջացնելով սիլիլային եթերներ և սիլիլով փոխարինված ամիններ։ Տրիմեթիլ-, տրիէթիլ-, տրիիզոպրոպիլ-, թերթ-բութիլմեթիլ-, թերթ-բութիլդիֆենիլսիլիլային խմբերը (այս շարքում թթվային հիդրոլիզի պայմաններում դիմադրությունը մեծանում է) հեշտությամբ հեռացվում են ֆտորիդ անիոնի ազդեցությամբ. Թվարկված սիլիլային խմբերից վերջին երկուսը ամենամեծերից են: ունիվերսալ և նաիբ. սովորաբար օգտագործվող OH պաշտպանիչ միջոցներ: Ալկօքսին և կառուցվածքային նման խմբերը պաշտպանում են կարբոնիլային ֆունկցիան՝ ձևավորելով ացետալներ և դիթիոացետալներ, այդ թվում՝ ցիկլային։ Այդպիսին պաշտպանող խմբերՕրինակ՝ դիմեթոքսի, դիետօքսի, էթիլենդիօքսի և պրոպիլենդիօքսի խմբերը հեռացվում են թթվային հիդրոլիզով, իսկ ցիկլային։ պաշտպանող խմբերավելի կայուն են, և պրոպիլենդիօքսի խմբի հիդրոլիզի արագությունը ավելի բարձր է, քան էթիլենդիօքսի խմբինը։ Di(methylthio)-, di(benzylthio)-, ethylenedithio և propyleneditio խմբերը հիդրոլիզվում են չեզոք պայմաններում՝ Hg, Ag, Cu-ի առկայությամբ։ Ազոտ պարունակող խմբերը պաշտպանում են կարբոնիլային ֆունկցիան օքսիմների, հիդրազոնների, ազոմետինների, կարբոքսիլների՝ հիդրազիդների ձևավորմամբ; այս ածանցյալները հեռացվում են թթուների ազդեցությամբ: Լիտ.:Պաշտպանական խմբեր օրգանական քիմիայում, տրանս. անգլերենից, Մ., 1976; Greene T.W., Պաշտպանիչ խմբեր օրգանական սինթեզում, N.Y., 1981, AT. Գ.Յաշունսկի.

Ընտրեք հոդվածի վերնագրի առաջին տառը:

Պաշտպանիչ խմբերի կիրառման գաղափարը հայտնի է ընդհանուր օրգանական քիմիայում: Ահա դասական օրինակ. Անհրաժեշտ է նիտրատել անիլին և ստանալ ն-նիտրոանիլին։ Ազոտական ​​թթուն ուժեղ օքսիդացնող նյութ է, մինչդեռ անիլինը հեշտությամբ օքսիդանում է: Հետեւաբար, այն չի կարող ուղղակիորեն նիտրացվել: Հետևաբար, անիլինի ամինո խումբը նախապես պաշտպանված է. այն վերածվում է ացետատի, որը շատ ավելի դիմացկուն է օքսիդացնող նյութերի նկատմամբ, այնուհետև այն նիտրացվում է և, վերջապես, պաշտպանությունը ամինո խմբից հանվում է ալկալային հիդրոլիզով.

Այստեղ ամեն ինչ պարզ է. Անիլինը պարունակում է երկու շատ տարբեր ռեակցիաների կենտրոններ՝ ամինային խումբ և արոմատիկ միջուկ: Ուստի նրանցից մեկին ընտրողաբար պաշտպանելը խնդիր չէ։ Ռեակցիայի արտադրանքը՝ p-nitroaniline, շատ կայուն միացություն է և հեշտությամբ գոյատևում է բավականին ծանր ալկալային հիդրոլիզի պայմաններում: Հետեւաբար, պաշտպանության հեռացումը նույնպես պարզ է: Ածխաջրերի քիմիայում իրավիճակն անհամեմատ ավելի բարդ է։ Նախ, այստեղ ֆունկցիոնալ խմբերը շատ նման են, ուստի շատ դժվար է ընտրովի պաշտպանություն ներդնել, և սա է նման գործողության ամբողջ իմաստը: Այդպիսի մի քանի խմբեր կան մոլեկուլում (քիչ ասած), և բոլորը, բացի մեկից կամ երկուսից, պետք է պաշտպանված լինեն։ Հասկանալի է, որ այս հանգամանքը, ընդհանուր առմամբ, չի պարզեցնում խնդիրը։ Ի վերջո, ածխաջրերն իրենք և դրանց գրեթե բոլոր ածանցյալները բարձր ռեակտիվ միացություններ են: Դրա պատճառով վերջնական փուլերում պաշտպանությունը հեռացնելու համար հարմար գործողությունների հնարավորությունները և, հետևաբար, օգտագործվող պաշտպանիչ խմբերի տեսակները խիստ սահմանափակ են:

Պաշտպանող խմբերի հիմնական պահանջները բավականին ակնհայտ են: Նախ, նրանք պետք է թույլ տան ընտրովի կառավարում: Երկրորդ, պաշտպանությունն ինքնին պետք է բավականին կայուն լինի հիմնական ռեակցիայի պայմաններում։ Երրորդ, պաշտպանությունները պետք է թույլ տան հեռացում այնպիսի պայմաններում, որոնք ապահովում են ինչպես ածխաջրային կառուցվածքի անվտանգությունը, այնպես էլ, իհարկե, հիմնական ռեակցիայի արդյունքները, հանուն որի կառուցվել են պաշտպանիչ կառույցները: Ի վերջո, ոչ այնքան կարևոր, այլ շատ կարևոր է, որ պաշտպանիչ խմբերի ներմուծման և հեռացման ռեակցիաները տեղի ունենան բարձր ելքով. հակառակ դեպքում ամբողջ բազմաստիճան սինթեզը կապված կլինի չափազանց զգալի կորուստների հետ:

Վերոնշյալ բոլորից ամենադժվարը ընտրովի կառավարումն է։ Այստեղ չկան մշակված կանոններ, որոնց հետևելով կարելի է մեխանիկորեն ընտրել փոխակերպումների անհրաժեշտ հաջորդականությունը և պաշտպանիչ խմբերի տեսակները: Այնուամենայնիվ, կան մի շարք լավ զարգացած ռեակցիաներ, որոնք հանգեցնում են պաշտպանությունների ձևավորմանը և դրանց ռեգիոսպեցիֆիկության ապահովման մի շարք սկզբունքներ։ Այսպիսով, այժմ իրավասու սինթեզիչը կարող է կազմել իրատեսական սինթեզի պլան, որը կհանգեցնի ցանկացած մոնոսաքարիդում ցանկացած ֆունկցիոնալ խմբի ընտրովի ազատմանը: Բայց, ևս մեկ անգամ շեշտում ենք, սա պատրաստի կանոնների մեխանիկական կիրառում չէ, այլ ստեղծագործական գործընթաց, որը պահանջում է որոշակի սինթեզի առաջադրանքների մանրակրկիտ դիտարկում և մի շարք հնարավորներից օպտիմալ սխեմայի ընտրություն: Ուստի մենք չենք փորձի տալ, այսպես ասած, ֆունկցիաների ընտրովի պաշտպանության ալգորիթմ, այլ նկարագրելու ենք միայն ածխաջրերի քիմիայում այդ նպատակով օգտագործվող որոշ տարրական մեթոդներ։

Դիտարկենք D-գլյուկոզա: Ենթադրենք, մենք պետք է պաշտպանենք բոլոր հիդրօքսիլ խմբերը, բացառությամբ C-6-ի հիդրօքսիլից: Նման առաջադրանքը համեմատաբար պարզ է, քանի որ մեզ հետաքրքրող հիդրոքսիլը առաջնային է և ռեակտիվությամբ էապես տարբերվում է մոլեկուլի մյուս հիդրոքսիլներից՝ երկրորդային սպիրտից և հեմիացետալից: Այս աճող ռեակտիվությունը օգտագործվում է սինթեզի հիմնական փուլում: Գլյուկոզան մշակվում է պիրիդինում տրիֆենիլմեթիլ քլորիդով (տրիտիլ քլորիդ, ինչպես հաճախ կրճատվում է): Երբ տրիտիլ քլորիդը փոխազդում է սպիրտների հետ, առաջանում են տրիտիլ եթերներ։ Տրիտիլի խումբը շատ մեծ է, հետևաբար տարածականորեն ավելի խանգարված երկրորդական սպիրտների տրիտիլացումը դանդաղ է ընթանում, մինչդեռ առաջնային տրիտիլացումը հեշտ է։ Դրա շնորհիվ գլյուկոզայի տրիտիլացումը ընթանում է բարձր ընտրողականությամբ և հանգեցնում է տրիտիլ էսթեր 12-ի ձևավորմանը: Բոլոր մյուս հիդրոքսիլները կարող են հետագայում պաշտպանվել պիրիդինում քացախային անհիդրիդով ացետիլացմամբ: Ստացված ածանցյալ 13-ում բոլոր ֆունկցիոնալ խմբերը պաշտպանված են, բայց պաշտպանված են այլ կերպ: Տրիտիլ էսթերը կարող է ոչնչացվել թթվային հիդրոլիզով այնպիսի պայմաններում, որոնք չեն ազդում ացետատ էսթերների վրա։ Նման հիդրոլիզի արդյունքը տետրացետատ 14-ն է, որի մեջ միակ հիդրոքսիլն ազատ է՝ C-6-ում:

Ուշադրություն դարձրեք, թե որքան պարադոքսալ է այս սինթեզը. C-6-ում հիդրոքսիլը ընտրողաբար ազատելու համար մենք սկսում ենք պաշտպանել այն: Այնուամենայնիվ, վերջնական նպատակը ձեռք է բերվում շատ հաջող. Օրինակը բնորոշ է երկու առումներով. նախ՝ ածխաջրերի քիմիան՝ սելեկտիվ պաշտպանությունների ներդրման տրամաբանության առումով, լի է նման պարադոքսներով, և երկրորդ՝ սելեկտիվ տրիտիլացման կիրառումը տարածված (որը հազվադեպ է այս ոլորտում) մեթոդ է. ազատելով շաքարներում առաջնային հիդրոքսիլը:

Մոնոսախարիդների մոլեկուլի մեկ այլ տեղ, որը նույնպես ունի հատուկ հատկություններ, գլիկոզիդային կենտրոնն է: Իր ընտրովի պաշտպանության համար առավել հաճախ օգտագործվում է ստորին գլիկոզիդների սինթեզը, ամենապարզ դեպքում՝ թթվային կատալիզացված մոնոսաքարիդների սպիրտների հետ խտացման միջոցով (Fischer glycoside synthesis)։ Այս նպատակով ամենատարածված ածանցյալներն են մեթիլ գլիկոզիդները, ինչպիսիք են α-մեթիլ-D-գլյուկոպիրանոզիդը (15), α-մեթիլ-D-ռհամնոպիրանոզիդը (16) կամ β-մեթիլ-L-արաբինոպիրանոզիդը (17): Մեթիլ գլիկոզիդների ճեղքման համար անհրաժեշտ է կատարել բավականաչափ ծանր թթվային հիդրոլիզ կամ ացետոլիզ, որը միշտ չէ, որ ընդունելի է հիմնական արտադրանքի կայունության տեսանկյունից։ Այս բարդությունից խուսափելու համար օգտագործվում են բենզիլ գլիկոզիդներ (օրինակ (β-բենզիլ-D-գալակտոպիրանոզիդ (18)), որոնցում պաշտպանությունը կարող է հեռացվել հատուկ պայմաններում՝ պալադիումի կատալիզատորի վրա հիդրոգենոլիզով (տես սխեման):

Ամենամեծ դժվարությունները ծագում են, երբ անհրաժեշտ է ընտրովի պաշտպանել մոնոսաքարիդների երկրորդային հիդրոքսիլներից մի քանիսը, քանի որ այդ խմբերն ունեն ամենամոտ քիմիական հատկությունները: Ամենից հաճախ, նման սինթեզների հիմնական քայլը տարբեր ացետալների կամ կետալների ձևավորումն է: Ինչպես հայտնի է, ալդեհիդները և կետոնները թթվային կատալիզատորների առկայության դեպքում կարող են հեշտությամբ խտանալ սպիրտների հետ՝ առաջացնելով ացետալներ կամ կետալներ 19։ Եթե ռեակցիայի մեջ ներմուծվում է երկհիդրային սպիրտ՝ հիդրօքսիլ խմբերի համապատասխան դասավորվածությամբ, ապա այդպիսի ռեակցիան հանգեցնում է նմանատիպ կառուցվածի։ 20-րդ տիպի ցիկլային ածանցյալներ: Ացետալները և ke-thalis-ը տրոհվում են թթվային հիդրոլիզով համեմատաբար մեղմ պայմաններում և բարձր դիմացկուն են ալկալիների նկատմամբ, ինչը նրանց դարձնում է որպես պաշտպանիչ խմբեր բազմաթիվ տեսակի սինթեզներում:

Որպեսզի 20-րդ տիպի ցիկլային ածանցյալները բավականին հեշտությամբ ձևավորվեն, պետք է բավարարվեն սկզբնական երկհիդրային սպիրտի կառուցվածքի որոշակի պահանջներ։ Նրա երկու հիդրօքսիլ խմբերը չպետք է տեղակայված լինեն միմյանցից շատ հեռու, քանի որ հակառակ դեպքում օղակի փակման հավանականությունը կտրուկ նվազում է, և ռեակցիան նախընտրելիորեն ընթանում է միջմոլեկուլային՝ գծային օլիգոմերների ձևավորմամբ։ Բացի այդ, ցիկլային համակարգի տեսքը չպետք է առաջացնի զգալի լրացուցիչ սթրեսներ մնացած մոլեկուլում:

Այս պատճառներով, ցիկլային ացետալների կամ կետալների ձևավորման հնարավորությունը ենթակա է ամբողջ կառուցվածքի, ստերեոքիմիայի և ենթաշերտի կոնֆորմացիայի խիստ հսկողության: Արդյունքում, ռեակցիաները, որոնք տանում են դեպի այդպիսի ալկիլիդենային ածանցյալներ, ընթանում են շատ ընտրովի և ազդում են մոնոսաքարիդի կամ դրա մասնակիորեն պաշտպանված ածանցյալի ոչ բոլոր, այլ միայն հստակ սահմանված հիդրօքսիլ խմբերի վրա: Այսպիսով, ալկիլիդենային խմբերի ներմուծումը հնարավորություն է տալիս կտրուկ կոտրել սկզբնական միացությունների ֆունկցիոնալ խմբերի միապաղաղությունը և հիմք է ստեղծում ալկոհոլային հիդրոքսիլների ընտրովի պաշտպանության տարբեր մեթոդների համար:

ՊԱՇՏՊԱՆՈՒԹՅԱՆ ԽՄԲԵՐ, ժամանակավորապես ներմուծվում են մոլեկուլների մեջ օրգ. միաբանություն պահպանման համար քիմ. որոշակի ռեակցիաների p-tions. կենտրոններ։ Պաշտպանական խմբերը պետք է համապատասխանեն հետևյալին. պահանջներ՝ ա) ընտրովի պաշտպանել (արգելափակել) որոշակի գործառույթներ. խմբեր; բ) դիմացկուն լինել նախատեսված փոխակերպումների նկատմամբ. մոլեկուլները; գ) ընտրովիորեն հեռացվում է, վերականգնում է սկզբնական խումբը այն պայմաններում, երբ մոլեկուլի մնացած մասերը չեն փոխվում: Պաշտպանական խմբերը ներմուծվում են փոխարինման, հավելման, ցիկլացման և այլնի օգտագործմամբ: Հիմնականի համար: funkt. խմբեր (OH, CO, COOH, NH 2, NHR, SH) հայտնի են ավելի քան 1200 պաշտպանիչ խմբեր։ Շատ հաճախ պաշտպանիչ խմբերն օգտագործվում են պեպտիդների սինթեզներում. դրանց օգտագործման շնորհիվ իրականացվել է շատ ուրիշների ամբողջական սինթեզ։ համալիր օրգ. մոլեկուլներ, օրինակ՝ ինսուլին, տավարի ռիբոնուկլեազ։ Ստորև ներկայացված են նաիբը: ընդհանուր պաշտպանական խմբեր: Ալկիլային և կառուցվածքային համանման խմբերը պաշտպանում են OH, COOH, SH՝ առաջացնելով ռեսպ. եթերներ, եթերներ և սուլֆիդներ: Այսպիսի պաշտպանիչ խմբերի հեռացման մեթոդներ. ալիլ - իզոմերիացում դեպի վինիլային եթեր վերջինով: հիդրոլիզ;բ -մեթօքսիեթօքսիմեթիլ CH 3 OCH 2 CH 2 OCH, - բուժում Lewis-ով, ինչպիսիք են ZnBr 2, TiCl 4; մեթիլթիոմեթիլ CH 3 SCH 2 - Hg, Ag, Cu աղերի ազդեցությամբ: Արիլալկիլային խմբերը պաշտպանում են NH 2 (NHR), OH, COOH, SH՝ ձևավորելու համապատասխան: փոխարինված ամիններ, եթերներ և եթերներ, սուլֆիդներ: Նման պաշտպանիչ խմբերի օրինակներ. բենզիլը հեշտությամբ հեռացվում է հիդրոգենոլիզի պայմաններում, p-մեթօքսիբենզիլը ընտրովի հեռացվում է 2,3-դիքլոր-5,6-դիցիանո-1,4-բենզոքինոնով օքսիդացման միջոցով, տրիֆենիլմեթիլը, հիդրոգենոլիզի հետ միասին հեռացվում է: թթվային միջավայր. Հետերոցիկլիկ խմբերն օգտագործվում են OH-ը և SH-ն պաշտպանելու համար՝ խառը ացետալներ և թիոացետալներ ձևավորելու համար: Tetrahydropyranyl և tetrahydrofuryl պաշտպանիչ խմբերը դիմացկուն են մետալուրգիական ազդեցության նկատմամբ: ռեակտիվներ և հեշտությամբ հեռացվում են, երբ գործողությունների հավաքածու; տետրահիդրոթիոպիրանիլը և տետրահիդրոթիենիլը ավելի դիմացկուն են այնտեղ, սակայն դրանք հեշտությամբ հիդրոլիզվում են ներկայությամբ: Hg-ի և Ag-ի աղերը: Ալկիլիդենային և արիլալկիլիդենային խմբերը պաշտպանում են առաջնային ամինները, 1,2- և 1,3-դիոլները՝ առաջացնելով համապատասխանություն: ազոմետիններ, ցիկլային ացետալներ և կետալներ. Նման պաշտպանիչ խմբերը, օրինակ՝ մեթիլենը, էթիլիդենը, իզոպրոպիլիդենը, բենզիլիդենը և նրա անալոգները, հեշտությամբ հեռացվում են թթվային հիդրոլիզով: Ակիլային խմբերը պաշտպանում են OH, NH 2 (NHR), SH էսթերների, կարբոնատների, կարբամատների, թիոեթերների, ուրեիդների առաջացմամբ։ Այս խմբերը, օրինակ՝ ֆորմիլ, ացետիլ, բենզոյլ, պիվալոյլ, 1-ադամանտոյլ, բավականին կայուն է թթվային միջավայրում և հեշտությամբ հեռացվում է հիմքերի կամ LiAlH 4 գործողությամբ: Ադամանտոիլ խումբը, ի տարբերություն այլ ացիլային խմբերի, դիմացկուն է մագնեզիումի և լիթիումի օրգ. կապեր. Ալկօքսիկարբոնիլային խմբերը St-you-ում մոտ են ացիլին: N-Phenylcarbamoyl խումբն ավելի դիմացկուն է ալկալային հիդրոլիզի նկատմամբ։ Սիլիլային խմբերը պաշտպանում են OH, SH, NH 2 (NHR), COOH՝ առաջացնելով սիլիլային եթերներ և սիլիլով փոխարինված ամիններ։ Տրիմեթիլ-, տրիէթիլ-, տրիիզոպրոպիլ-, տերտ-բութիլմեթիլ-, տերտ-բութիլդիֆենիլսիլիլային խմբերը (այս շարքի կայունությունը մեծանում է թթվային հիդրոլիզի պայմաններում) հեշտությամբ հեռացվում են ֆտորիդ անիոնի ազդեցությամբ; Թվարկված սիլիլային խմբերից վերջին երկուսը ամենամեծերից են: ունիվերսալ և նաիբ. սովորաբար օգտագործվող OH պաշտպանիչ միջոցներ: Ալկօքսին և կառուցվածքային նման խմբերը պաշտպանում են կարբոնիլային ֆունկցիան՝ ձևավորելով ացետալներ և դիթիոացետալներ, այդ թվում՝ ցիկլային։ Նման պաշտպանիչ խմբերը, օրինակ՝ դիմեթոքսի, դիետօքսի, էթիլենդիօքսի և պրոպիլենդիօքսի խմբերը, հեռացվում են թթվային հիդրոլիզով և ցիկլային եղանակով։ պաշտպանիչ խմբերն ավելի կայուն են, և պրոպիլենդիօքսի խմբի հիդրոլիզի արագությունը ավելի բարձր է, քան էթիլենդիօքսի խմբինը: Di(methylthio)-, di(benzylthio)-, ethylenedithio- և propyleneditio խմբերը հիդրոլիզվում են չեզոք պայմաններում ներկայությամբ: աղեր Hg, Ag, Cu. Ազոտ պարունակող խմբերը պաշտպանում են կարբոնիլային ֆունկցիան օքսիմների, հիդրազոնների, ազոմետինների, կարբոքսիլների՝ հիդրազիդների ձևավորմամբ; այս ածանցյալները հեռացվում են to-t-ի գործողությամբ:
===
Օգտագործեք գրականություն հոդվածի համար «ՊԱՇՏՊԱՆԱԿԱՆ ԽՄԲԵՐ»Պաշտպանիչ խմբեր օրգանական քիմիայում, տրանս. անգլերենից, Մ., 1976; Greene T.W., Պաշտպանիչ խմբեր օրգանական սինթեզում, N.Y., 1981, V. G. Yashunsky.

Էջ «ՊԱՇՏՊԱՆԱԿԱՆ ԽՄԲԵՐ»նյութերի հիման վրա