Schutzgruppen in der organischen Synthesechemie Warum Schutzgruppen? → Umgehen die Inkompatibilität funktioneller Gruppen bei der Synthese komplexer organischer Strukturen. Anforderungen an effiziente Schutzgruppen: → käuflich oder leicht darstellbar → einfache und effiziente Einführung in das Molekül → Stabil ggü. einem breitem Spektrum von Reaktionsbedingungen, Aufarbeitungs- und Reinigungsmethoden (z.B. Chromatographie) → einfach und selektiv unter hochspezifischen Bedingungen abspaltbar Schutzgruppen sollen eine funktionelle Gruppe sowohl vor Zerstörung, als auch vor der unerwünschten Reaktion mit anderen funktionellen Gruppen schützen.
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Schutzgruppen in der organischen Synthesechemie
Warum Schutzgruppen?→ Umgehen die Inkompatibilität funktioneller Gruppen bei der
Synthese komplexer organischer Strukturen.
Anforderungen an effiziente Schutzgruppen:→ käuflich oder leicht darstellbar→ einfache und effiziente Einführung in das Molekül→ Stabil ggü. einem breitem Spektrum von Reaktionsbedingungen,
Aufarbeitungs- und Reinigungsmethoden (z.B. Chromatographie)→ einfach und selektiv unter hochspezifischen Bedingungen
abspaltbar
Schutzgruppen sollen eine funktionelle Gruppe sowohl vor Zerstörung, als auch vor der unerwünschten Reaktion mit anderen funktionellen Gruppen schützen.
Schutzgruppen in der organischen Synthesechemie
Orthogonalitätsprinzip:→ In einem Satz orthogonaler Schutzgruppen ist im Idealfall jede
Schutzgruppe in beliebiger Reihenfolge unter solchen Reaktionsbedingungen abspaltbar, die keine der anderen Schutzgruppen angreifen.
Schützung: X = Cl, N3, OSuBase = schwache Basen z.B. HCO3
-
O
NR2OH O
NR2O H NR2+Base
- Base⋅H
Base⋅H
- Base- CO2
Fullvalen
O O
ON
O
O
H2NR
O HO
O
N
O
O
NH
RBase
~H
FmocOSu N-Hydroxy-succinimid
tert-Butylcarbamat (Boc)
Schützung: X = OCO2tBu, N3, ONH2Base = CO3
2-,OH -, TEA
Abspaltung: sauer, z.B. CF3CO2H, HBrneutral, z.B. TMS-I
O
O NR2
O
O NR2H
- CO2NR2H
H
- H
O
NR2OH
NuNu
Externes Nu– („Scavenger“) z.B. Thiophenolat oder andere Thiolalkoholate:Wird zugesetzt, wenn Substrat nucleophile Funktionalitäten enthält (z.B. bei Trp)
O
O O
O
O
RH2N
O
O NH
RBase
~H- CO2
HO
Boc2O
Benzylcarbamat (Cbz / Z)
Schützung: X = OCO2Bn, ClBasen: CO3
2-, OH–
Abspaltung: H2, Pd/C; Na/NH3; TMS-I; stark sauer; LS
O
O
NR2
H2, Pd/C
- CO2H2N
RO
O
NR2H
O
O
NR2
Me3Si I
O
O
NR2
SiMe3I
O
O
NR2
SiMe3MeOH
- CO2- Me3SiOMe
NR2H
I
H2, Pd/C
TMS-I
Allylcarbamat (Alloc)
Schützung: X = OCO2Allyl, Clbasisch (Py) / neutral
Abspaltung: metallkatalysiert Ni(0), Pd(0)
O
O
NR2
PdL4
O
O
NR2LxPdO
O
NR2Pd
0
II Bu3SnHO
O
NR2
HPdII
Bu3Sn
OH2
HNR2
+
+
Bu3SnOH
CO2
Schützung als tertiäres Amin am Beispiel von Benzylaminen (BnNR2)
Einführung der Schutzgruppe
Abspaltung der Schutzgruppe
alternativ:Birch
+
Br
- Base⋅HBrNR2H
Base
NR2
NR2
H2
NR2 +Pd/C H
H2, Pd/C
Schützung als Amid am Beispiel von Acetamiden (AcNR2)
Einführung der Schutzgruppe
Abspaltung der Schutzgruppe
Alternativ: AcCl, TEA
Basisch:z.B. NaOBu, 120°C
- HOAc
O
O
OH
NR2+
~H O
NR2
Sauer:z.B. HClaq, reflux
AlkoholschutzgruppenAlkohole• Silylether: z.B. TMS (Trimethyl~), TBDMS (t-Butyl-dimethyl~), TES
