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在有機合成中,分子往往含有多個官能團,其目標反應的選擇性顯得尤為重要。保護試劑則順利獲得保護非目標基團,以防止副反應的發生。如果保護試劑選擇不當,會對后續的合成策略產生不利影響,因此,深入分析保護基團的性質,引入和脫除條件尤為重要。
本文將對氨基保護基中的鄰苯二甲酰基系列進行簡要介紹。

鄰苯二甲酰基及其衍生物是一類常用的氨基保護基(結構見下圖,后續統稱鄰苯二甲酰基,具體保護基用其簡稱表示),在復雜有機分子尤其是多肽和糖類的合成中應用廣泛。


圖1 常見的鄰苯二甲酰保護基
鄰苯二甲酰基通常用來保護伯胺,其在常規酸性條件下、催化氫解以及NH3(l)/Na還原等體系中均能保持穩定,相較于其他酰基保護基,鄰苯二甲酰基可以實現氨基的全取代,從而在多肽合成中有效抑制消旋化。然而,其在堿性條件和強親核試劑存在下不穩定,常用水合肼來進行脫保護。

1. 鄰苯二甲酸酐法

Kurita等人在殼聚糖氨基保護時,采用鄰苯二甲酸酐在含5%水的DMF溶液中,120℃反應引入Pht保護基,收率>80%。在此條件下,氨基可以被選擇性保護,而羥基不受影響(路線2),同時Kurita等人還發現,如果在純的DMF中反應,則會得到氨基和羥基同時被保護的副產物(路線1)。
此方法通常需要在較高的溫度下進行,若分子內含有多個氨基(仲胺和伯胺共存),易發生仲胺參與的副反應,但此方法后處理較為簡單,適用于工業化生產。
2. 鄰苯二甲酸單乙酯法

Aguilar等人采用鄰苯二甲酸單乙酯在堿(如DIEA)和縮合試劑PyBOP存在下促進酰胺反應的發生,從而引入Pht保護基。
該方法操作相對繁瑣,反應時間較長,同樣不適用于多個氨基共存的情況。
3. N-乙氧羰基鄰苯二甲酰亞胺法

Jonghe等人在進行氨基保護時,采用N-乙氧羰基鄰苯二甲酰亞胺在堿性條件下引入Pht保護基。
該方法反應溫和,成本低,可以在仲胺存在的情況下選擇性保護伯胺,是現在比較主流的一種引入方法。
4. N-苯磺酰基鄰苯二甲酰亞胺法

Khalifa等人開發了一種順利獲得N-苯磺酰基鄰苯二甲酰亞胺(由鄰苯二甲酰亞胺和苯磺酰氯反應制得)高效引入Pht保護基的方法。,此方法在乙腈回流的條件下即可引入Pht,收率高,且無需額外加堿,適用于多種芳香胺和脂肪胺。

選擇合適的脫除方法至關重要,不僅脫除效率高,還能確保其他保護基不受影響。
1. 肼解法
通常情況下,Pht保護基的脫除采用肼解法,一般在水合肼的醇溶液中回流反應即可完全脫除,在此條件下,Cbz、Boc、Ts、Trt等保護基不受影響。
2. NaBH4/i-PrOH/AcOH法
此法作為肼解法的補充,在肼解效果不佳的時候,采用此條件可以很好的脫去Pht。
3. 乙二胺法
該系列中的四氯鄰苯二甲酰基(TCP)在乙二胺的存在下選擇性地脫除,而酯基和Pht則不受影響。

Pht保護基可以順利獲得暫時失活的方式保證其他反應的正常進行,再重新“復活”的策略用于特定場景。鑒于Pht在堿性和親核試劑存在下的穩定性較差,可以順利獲得與四氫吡咯反應得到更穩定的衍生物,待其他反應完成后,再在酸性條件下再生為Pht基團,繼續參與后續反應。

本文概述了氨基保護基—鄰苯二甲酰基的引入、脫除方法及其在合成策略中的拓展應用,希望能對相關工作者給予參考和思路構建。
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