tosmic上氰基的机理

苯基异氰酸酯

【理化性状和用途】

无色液体, 有刺激气味. 用于鉴别醇等, 也用作有机合成中间体。

【毒性及燃爆性】

吸入本品后对呼吸道有强烈的刺激作用，可引起肺水肿，对眼和皮肤有刺激作用，可引起灼伤，口服后刺激和灼伤口腔和消化道。

【个人防护】

脱去污染的衣服, 用肥皂水及清水彻底冲洗。可能接触其蒸气时应戴防毒面具和防护手套, 工作场所禁止吸烟、进食和饮水。工作后彻底清洗衣物并单独存放。

【储存、运输及使用】

储存于阴凉、通风仓间内, 远离火种、热源, 防止阳光直射。应与氧化剂、酸类、食用化工原料分开存放。

【应急处理】

吸入后迅速脱离现场至空气新鲜处, 保持呼吸通畅, 呼吸停止者立即进行人工呼吸和心脏按压术，并就医。

泄漏后疏散泄漏污染区人员至安全区, 禁止无关人员进入污染区, 切断火源。建议应急处理人员戴自给式呼吸器, 穿一般消防防护服。在确保安全的情况下堵漏。喷水雾会减少蒸发，但不能降低泄漏物在受限空间内的易燃性。用活性炭吸附或其它惰性材料吸收，然后使用无火花工具收集运至废物处理场所处置。也可用不燃性分散剂制成乳液刷洗，经稀释的洗水放入废水系统。如大量泄漏, 利用围堤收容, 然后收集、转移、回收或无害处理后废弃，

灭火方法：泡沫、二氧化碳、干粉、砂土. 禁止使用酸碱灭火剂。

【应知应会】

苯基异氰酸酯为无色液体, 有刺激气味。

吸入本品后对呼吸道有强烈的刺激作用, 可引起肺水肿。

工作场所禁止吸烟、进食和饮水。工作后彻底清洗衣物并单独存放。

储存于阴凉、通风仓间内, 远离火种、热源, 防止阳光直射。

灭火方法：泡沫、二氧化碳、干粉、砂土. 禁止使用酸碱灭火剂。

含二茂铁基杂环化合物的合成化学研究进展

张林梅 惠新平 许鹏飞 张自义**

(兰州大学化学化工学院 兰州 730000)

自从二茂铁被合成以来，对于含有二茂铁基衍生物的研究一直呈上升势头，将其和杂环化学交叉结合形成了一个很有发展前途的研究方向。二茂铁具有较低的毒性,用它取代具有生物活性的分子中的某些芳香环可以提高整个分子的活性。无疑，以二茂铁为取代基,使之与杂环化合物结合,把两种具有生物活性的分子聚集到同一分子中实现其活性叠加,对于探索并合成一类低毒、具有广谱生物活性的新衍生物是很有意义的。同时，由于二茂铁及其衍生物在诸多领域有着广泛应用，将二茂铁基引入不同的分子中,以期得到新的具有特殊性能的化合物已成为近年来二茂铁化学研究的一个热点。基于此，本文就近年来含二茂铁基杂环化合物的合成化学研究进展进行了总结和评述。

1含二茂铁基的杂环化合物

1.1含氮原子的二茂铁基杂环化合物

1.1.1二茂铁基吡咯衍生物的合成

吡咯广泛存在于天然产物中，其经典的合成方法有Knorr合成，Paal-Knorr合成等。但以上几种经典方法的不足是不能直接制备2-, 2,5-未取代吡咯，异腈化反应就克服了这一局限性。在异腈化反应中，甲苯磺酰基甲基异氰(TOSMIC)应用最为广泛，因为它所需反应条件温和，而且甲苯磺酰基在合环后的芳化中易离去。如二茂铁基吡咯衍生物1的合成[1]，在异腈化反应中用碱脱质子后，产生的负离子和不饱和的亲电基团反应形成中间体，该中间体通过5-endo-dig过程得到目标物。

文献[2]还报道了二茂铁基酮肟FcC(CH2R)=NOH(Fc=二茂铁)和乙炔在DMSO-KOH体系中也可制得二茂铁基吡咯衍生物2，实验表明采用微波可使其产率大大提高。

1.1.2二茂铁基吡唑衍生物的合成

吡唑环是一个稳定的芳环，可以利用环化反应和环加成反应来合成，一般合成方法是通过重氮化合物和乙炔的[3+2]环加成反应或肼与1,3-双官能团化合物的缩合反应来制备。如乙酰基二茂铁或二乙酰基二茂铁与吡啶甲酸乙酯在液氨中通过Claisen缩合，先得到1,3-二酮3，然后与水合肼在乙醇中回流，可生成含二茂铁基的吡啶基吡唑衍生物4，产率50%[3]。

化合物4中N-1位的氢原子可被烷基取代，如和BrCH2COOEt可生成N-1位取代产物5。

由乙酰基二茂铁和芳香醛制得的a,b-不饱和酮FcCOCH=CHR是一个很有用的合成子，可用来合成多种杂环化合物，其在醋酸中与水合肼或在吡啶中与苯肼通过环加成反应都可生成二茂铁基吡唑衍生物6，收率颇高[4]。

与此相类似，二茂铁基丙烯醛或丙烯腈在水合肼也中可关环生成吡唑衍生物，3-氯-3-二茂铁基丙烯醛与水合肼或3-氯-3-二茂铁基丙烯腈与水合肼环化生成二茂铁基吡唑衍生物7即是一例[5]。

1.1.3 二茂铁基三唑衍生物的合成

1,2,4-三唑-5-硫醇类衍生物是具有多种药理活性的母核，在三唑类衍生物中占有十分重要的位置，其最方便的合成方法是在碱性介质中用氨基硫脲来关环。将1-二茂铁甲酰基-4-苯基(或a-萘基)-3-氨基硫脲在NaOH (5%)水溶液中回流即可得3-二茂铁基-4-苯基(或a-萘基)-1,2,4三唑-5-硫醇8[6]。

1.1.4 二茂铁基四唑类化合物的合成

四唑类化合物为一高氮杂环体系，在药物化学研究中具有重要作用, 二茂铁基四唑衍生物可由二茂铁甲醇或其a-甲基或a-苯基的衍生物与5-芳基四唑在醋酸中脱水而得，目标物2-(二茂铁基烷基)-5-芳基四唑9的收率颇高[7]。

该反应具有选择性，其选择性主要受底物的空间结构因素和烷基化试剂影响。在反应中，二茂铁卡宾和四唑N阴离子进行烷基化反应，该反应主要发生在N-2位；当5-芳基四唑和1,1'-二茂铁甲醇，1,1'-a-甲基二茂铁甲醇进行烷基化反应时，亦发生在N-2位。

1.1.5含二茂铁基的其它氮杂环衍生物的合成

嘧啶环广泛使用的合成途径是利用具有N-C-N骨架的试剂和含有C-C-C单元的试剂相结合，即双亲核基团和双亲电基团的方法。N-C-N试剂的两个氮原子作为亲核基团，而C-C-C试剂的两个末端碳原子相当于亲电基团。脲、硫脲和胍常用作N-C-N试剂，而1,3-二酮，二酯和二氰、α,b不饱和酮及酸衍生物都可作为环系的C-C-C部分。文献[8]报道FcCOCH=CHAr与硫脲在碱催化下发生加成反应，生成嘧啶类衍生物10，收率58-79%，醇钠是该反应的最佳催化剂。实验表明采用超声波可以促进该反应的选择性和提高反应速度。

苯并咪唑是一个很好的亲核试剂，含二茂铁基的溴乙烷和苯并咪唑的亲核取代反应可以顺利发生，生成含二茂铁基的苯并咪唑衍生物11。

二茂铁基甲醇或取代甲醇所含官能团化学性质活泼，与多官能团亲核试剂, 如6-硝基苯并咪唑，2-甲基-8-巯基喹啉，2-巯基噻唑，苯并三唑钠盐等以1:1摩尔比在HBF4存在下于二氯甲烷-水两相中可顺利生成化合物12，13[9]。对于苯并咪唑，苯并三唑衍生物，其3-位氮还能与过量二茂铁甲醇进行烷基化，生成四氟化硼季铵盐。

1.2 含氮原子和氧原子的二茂铁基杂环化合物

1.2.1 二茂铁基异恶唑衍生物的合成

如前所述，FcCOCH=CHR'(R'=Fc, Ph, 2-thienyl)不仅可用于合成吡唑、嘧啶环，而且它和盐酸羟胺在乙醇中，在强碱作用下能关环为异恶唑杂环14和15[10]。

含二茂铁基的异恶唑衍生物也可由FcCH=CH2, FcCOC=CH2, FcCCH与脂肪腈或芳香腈的N-氧化物通过1,3-偶极环加成反应分来合成，如二茂铁衍生物16, 17, 18的合成[11]。在这两种合成异恶唑的方法中，前一种方法FcCOCH=CHR’与盐酸羟胺缩合先得到1,2和1,4加成产物, 接着环化，生成两种异构体14和15，得到纯品的产率很低。在后一种方法中，产物的产率取决于起始原料氰基N-氧化物形成的难易，在合成中也会有局限性。基于此，Sharon E.[12]提出了另一种合成含二茂铁基异恶唑环的方法： 即在强碱作用下，二茂铁肟与芳香酯反应可生成相应的异恶唑衍生物19。

该反应过程可以理解为：含二茂铁基的肟在二异丙基氨基锂(LDA)存在下，在O-, C-位夺去质子而生成盐20， 接着碳负离子进攻芳香酯21中羰基的碳正位，脱去甲氧基，生成22，然后在酸性介质中，碳位酰化了的含二茂铁的肟环化脱水而生成目标物19。

此外，异恶唑也可用3-氯-3-二茂铁基丙烯醛或3-氯-3-二茂铁基丙烯腈与羟胺来合成[5]。

1.2.2二茂铁基恶唑啉衍生物的合成

氰基二茂铁和带有手性中心的b-氨基醇在催化量的ZnCl2存在下回流72h，经SiO2柱层析提纯，可得手性二茂铁基恶唑啉化合物23，收率15-40%。与此相类似，二茂铁甲酰氯和手性b-氨基醇作用, 先生成相应的酰氨衍生物24，其在氯化亚砜作用下合环，用K2CO3中和，可生成手性化合物(s,s)-(4,5-二苯基恶唑啉-2-基)-二茂铁25[13]。

1.3含硫杂环化合物

以3-氯-3-二茂铁基丙烯醛(或腈)为原料，与巯基乙酸(酯或酰胺)[14]，硫氰酸铵[5]反应，可直接合成含硫的杂环化合物26, 27。

近年来，把二茂铁基作为大环化合物骨架的一个组成部分，受到特别的关注。二茂铁甲醛是合成二茂铁衍生物的重要原料，其与二硫醇化合物在路易丝酸催化下，可生成含二茂铁基的硫缩醛冠醚化合物28，收率在60-90%之间[15]。

2 含二茂铁基的稠杂环化合物

2.1 二茂铁基-1,2,4-三唑[3,4-b]-1,3,4-噻二唑衍生物的合成

1,2,4-三唑[3,4-b]-1,3,4-噻二唑衍生物具有多种生物活性，如抗菌、降压、抗微生物等。其主要有两种合成方法，一种是先构筑三唑环然后再构筑噻二唑环；另一种是先构筑噻二唑环，然后再构筑均三唑环。把二茂铁基引入到该分子中的文献尚不多见，文献[16]先合成了3-取代-4-氨基-5-巯基-1,2,4-三唑，然后与二茂铁甲酸在POCl3中脱水缩合，生成了衍生物29；我们也合成了3-二茂铁基-4-氨基-5-巯基-1,2,4-三唑[17]，试图将其和芳香酸缩合，但未能取得满意的结果，这可能是由于含二茂铁基的1,2,4-三唑在缩合剂三氯氧磷中不稳定的缘故。

2.2 含二茂铁基的其它稠合杂环的合成

二茂铁基桥头氮杂环衍生物比较少见，含二茂铁基的α,b不饱和酮是合成这类化合物的常用原料，其分别与3-氨基-1,2,4-三唑(30)，2-氨基苯并咪唑(31)在绝对乙醇中加热回流，可生成7-二茂铁基-5,6-2H-5-(对甲氧基苯基)-均三唑[4,3-a]嘧啶32，2-二茂铁基-3,4-2H-4-(对甲氧基苯基)嘧啶[1,2-a]苯并咪唑33，产率分别为65%，75%[18]。

此外，奎宁环与二茂铁甲醛缩合产物34，其实可以看作取代的α,b不饱和酮，其与脲或肼通过[4+2]的环加成反应，也可生成具有较好生物活性的稠合杂环衍生物35和36[19]。

综上所述，我们可以看出，将二茂铁和杂环化学相结合，极大地丰富了杂环化学和金属有机化学的研究内容，为探索高效、低毒、广谱生物活性的新衍生物提供了一条新的途径。可以预期，随着杂环化学研究的日益深入和品种的不断增多，今后此领域的研究会更加活跃。

3 参考文献

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张林梅 女, 27岁，现在西北纺织工学院工作。 **联系人

氰基具有较强极性和吸电子性，因而它能够深入到靶标蛋白深处与活性部位的关键氨基酸残基形成氢键作用。同时，氰基是羰基、卤素等多种官能团的生物电子等排体，能够增强药物小分子与靶标蛋白的相互作用，因而被广泛应用于医药和农药的结构修饰中[1]。代表的含氰基医药品包括沙格列汀(图示1)、维拉帕米、非布索坦等农药品包括溴虫腈、氟虫氰、氟啶虫胺腈等。此外，氰基化合物在香料、功能材料等领域也具有重要的应用价值。比如柠檬腈就是一种国际新型腈类香料，4-溴-2,6-二氟苯甲腈是制备液晶材料的重要原材料。由此可见，氰基化合物因其独特的性质而被广泛应用在各个领域[2]。

图1 沙格列汀空间结构

02有机氰化反应

在分子中引入氰基，早些年主要以NaCN、KCN等碱金属盐作为氰化试剂参与反应，其毒性高，存在一定的安全隐患。随着过渡金属催化领域研究的发展，毒性较低的K4Fe(CN)6代替碱金属氰化物也逐渐被应用。这种氰化试剂常常与Pd、Ni、Cu等过渡金属催化剂结合，参与氰化反应十分高效。另外，有一些氰化试剂中氰基具有亲电活性，与电负性较大的原子或基团直接键连，其中包括氰基与卤素原子键连的BrCN、ICN，与O、S、Si原子键连的PhOCN、TsCN、TMSCN等。此外，还有一些不含氰基的氰化试剂，如TosMIC、1-甲基-对甲苯磺酰甲基异腈等，其包含磺酰基、活泼甲基和异氰基三组活性基团，在碱的作用下，C-N不饱和键既可参与亲核加成，也可在特定的反应条件下实现环加成。

2.1芳酰氯的氰化取代反应

2006年,Li Zheng团队[3]采用Agl-KI-PEG400混合催化体系,以DMF为溶剂,室温条件下,以K4[Fe(CN)6]为氰化剂，进行了酰氯的氰化取代反应,取得了较好的效果(图示2)。实验表明,在此条件下,绝大部分芳酰氯都能有效进行氰化反应，且收率较高。

图2 芳酰氯与K4[Fe(CN)6]的氰化取代反应

2.2烯醇硼化物的亲电氰化反应

Kensuke Kiyokawa团队[4]使用氰化试剂N-氰基-N-苯基-对甲苯磺酰胺(NCTS)和对甲苯磺酰氰(TsCN)实现烯醇硼化合物的高效亲电氰化(图示3)。通过该新方案制备了各种β-乙腈，且具有广泛的底物范围。

图3 烯醇硼化物的亲电氰化反应

2.3酮的有机催化立体选择硅基氰化反应

近期，Benjamin List团队[5]在Nature杂志中报导了2-丁酮的对映面分化(图示4a)及2-丁酮与酶、有机催化剂和过渡金属催化剂，以HCN或TMSCN为氰化试剂的不对称氰化反应(图示4b)。以TMSCN为氰化试剂，在IDPI的催化条件下，2-丁酮和广泛的其他酮的高度对映选择性硅基氰化反应(图示4c)。

图4 a，2-丁酮的对映面分化。b，2-丁酮与酶、有机催化剂和过渡金属催化剂的不对称氰化反应。

c，IDPI催化，2-丁酮和广泛的其他酮的高度对映选择性硅基氰化反应。

2.4醛的还原氰化反应

在合成天然产物中，利用绿色的TosMIC作为氰化试剂，使空间受阻醛很容易转化为腈。这种方法还被进一步用于在醛和酮中引入一个额外的碳原子。该方法在Jiadifenolide的对映特异性全合成中具有建设性意义，是合成天然产物的关键步骤，如Clerodane，Caribenol A 和 Caribenol B等天然产物的合成[6](图示5)。

图5 酮转化为腈。天然产物鹿茸酚、异辛背醛和加地非内酯的合成关键

2.5有机胺的电化学氰化反应

有机电化学合成作为一种绿色的合成技术，被广泛的应用在各种有机合成领域，近年来，受到越来越多科研人员的关注。PrashanthW.Menezes团队[7]近期报导了使用廉价的Ni2Si催化剂，在1M KOH溶液中(无需加入氰化试剂)，通过1.49VRHE的恒定电位，可将芳族胺或脂肪族胺直接氧化成相应的氰基化合物，产率较高(图示6)。

图6 有机胺的电化学氰化反应

03总结

氰化反应是一类非常重要的有机合成反应。从绿色化学的思路出发，用环境友好氰化试剂代替传统有毒、有害的氰化试剂，采用无溶剂、无催化和微波辐照等新方法，进一步拓宽研究的范围和深度，以便在工业生产中产生巨大的经济效益、社会效益和环境效益[8]。随着科研的不断进步，氰化反应将向高收率、经济化、绿色化学方向发展。

氨基保护方法胺类化合物对氧化和取代等反应都很敏感,为了使分子其它部位进行反应时氨基保持不变，通常需要用易于脱去的基团对氨基进行保护。例如,在肽和蛋白质的合成中常用氨基甲酸酯法保护氨基，而在生物碱及核苷酸的合成中用酰胺法保护含氮碱基。化学家们在肽的合成领域内,对已知保护基的相对优劣进行了比较并在继续寻找更有效的新保护基。除了肽的合成外,这些保护基在其它方面也有很多重要应用.下面介绍保护氨基的一些主要方法和基团。1 　形成酰胺法将胺变成取代酰胺是一个简便而应用非常广泛的氨基保护法。单酰基往往足以保护一级胺的氨基，使其在氧化、烷基化等反应中保持不变,但更完全的保护则是与二元酸形成的环状双酰化衍生物。常用的简单酰胺类化合物其稳定性大小顺序为甲酰基<乙酰基<苯甲酰基.酰胺易于从胺和酰氯或酸酐制备,并且比较稳定，传统上是通过在强酸性或碱性溶液中加热来实现保护基的脱除.由于若干基质，包括肽类、核苷酸和氨基糖，对这类脱除条件不稳定,故又研究出了一些其他脱除方法，其中有甲酰衍生物的还原法,甲酰基以及对羟苯基丙酰基衍生物的氧化法，苯酰基和对羟苯基丙酰基衍生物的电解法，卤代酰基、乙酰代乙酰基以及邻硝基、氨基、偶氮基或苄基衍生物等“辅助脱除法”，等等。为了保护氨基,已经制备了很多N2酰基衍生物,上述的简单酰胺最常用，卤代乙酰基衍生物也常用。这些化合物对于温和的酸水解反应的活性随取代程度的增加而增加:乙酰基〈 氯代乙酰基〈 二氯乙酰基〈 三氯乙酰基<三氟乙酰基。此外，在核苷酸合成的磷酸化反应中,胞嘧啶、腺嘌呤和鸟嘌呤中的氨基是分别由对甲氧苯酰基、苯酰基和异丁酰或甲基丁酰基予以保护的,这些保护基是通过氨解脱除的.另外，伯胺能以酰胺的形式加以保护，这就防止了活化的N2乙酰氨基酸经过内酯中间体发生外消旋化。111 　甲酰衍生物胺类化合物很容易进行甲酰化反应，常常仅用胺和98 %的甲酸制备。甲酸乙酸酐也是一个有用的甲酰化试剂。对于某些容易发生消旋化的氨基酸可用甲酸和N ,N′2双环己基碳二亚胺(DCC) 在0 ℃时进行甲酰化反应,也可用酯类进行氨解。

甲酰胺类是相当稳定的化合物，因此广泛应用于肽的合成。甲酰基的脱除也有很多方法,氧化或还原法脱酰反应均可被采用。N2甲酰衍生物用15 %过氧化氢水溶液处理，可以顺利地进行氧化脱解。用氢化钠在二甲氧基乙烷中回流可以代替用酸或碱水解去除酰基。112 　乙酰基及其衍生物胺类化合物的乙酰化或取代乙酰衍生物是用酰氯、酸酐进行酰化或在二环己基碳二亚胺(DCC） 或焦亚磷酸四乙基酯存在下，直接与酸综合加以制备，有时也可用酯或硫酯氨解的方法制备乙酰胺另一好的方法是用胺和乙烯酮〔15〕或异丙烯乙酸酯反应。如果用双烯酮〔17〕反应,则得到的是乙酰乙酰基衍生物。用乙酰基保护氨基比用其他保护基要多。由于它比甲酰基更稳定，因此，在进行亲电取代、硝化、卤代等反应时常选择乙酰基来保护芳香胺。乙酰胺丙二酸酯也可用于合成α2氨基酸,但在脱乙酰基时所需的酸或碱性条件，可使分子内其他部位受影响.在脱去氨基糖上的乙酰基时,也可用肼解反应代替碱性水溶液。近年来用卤代乙酰基尤其是三氟乙酰基保护N —H 键越来越得到重视,这个保护基可在温和的碱性条件下水解去掉，如用氨水、碱性离子交换树脂等,肽类上的三氯乙酰或三氟乙酰均可用硼氢化钠还原去掉。三氟乙酰基不仅用于肽的合成，而且也用于氨基糖类的保护。在甾体、苷类合成中也有一些应用三氟乙酰基的重要实例,它既可以保护甾体上的氨基，也可以保护糖上的氨基。113 　苯甲酰基及有关衍生物胺的苯甲酰化和取代苯甲酰衍生物常用酰氨Schotten — Baumann 反应制备，用焦亚磷酸四乙基酯进行混合酸酐法也可得到非常好的结果。其它都是用酸或碱水解脱除。用苯甲酰类作保护基,一般不及用甲酰、乙酰保护方便，除非是苯甲酰类对水解稳定,而其某些优越之处在于核苷酸类保护基上的应用。114 　环状酰亚胺衍生物环状酰亚胺衍生物非常稳定, 很宜用于保护一级胺和氨， 但非环状的酰亚胺已证明过分活泼而不宜用作保护基。在环状酰亚胺衍生物中， 琥珀酰胺衍生物的应用较有限， 仅用于青霉素的合成和芳香胺的硝化。现最受重视的还是邻苯二甲酰亚胺， 用邻苯二甲酰亚胺的钾盐进行烷基化以制备纯的一级胺， 是应用已久的著名的Gabriel 氏合成法， 不过, 现对此法已做了许多改进.

为了保护一级胺， 可将胺和丁二酸酐或邻苯二甲酸酐在150～200 ℃共热， 引进丁二酰基或邻苯二甲酰基， 在不太强烈的条件下形成非环的单酰胺(酰胺酸） ， 用混合的脱水剂， 如乙酰氯或亚硫酰氯处理时， 通常可转化成环状酰胺.另外, 也可将胺与酸酐在苯或甲苯中与三乙胺回流, 反应过程中生成的水用共沸蒸馏除去。21 形成氨基甲酸酯和尿素型化合物的保护法211 　氨基甲酸酯型衍生物在肽合成中， 将氨基甲酸酯用作氨基酸的保护基, 从而将外消旋化抑制到最低限度。为最大限度抑制外消旋化, 可使用非极性溶剂， 此外使用尽量少的碱和低的反应温度以及使用氨基甲酸酯保护基(R = O2烷基和O2芳基) ， 都是有效的措施.通常采用胺和氯代甲酸酯或重氮甲酸酯进行反应制备氨基甲酸酯.它们的稳定性有着很大的差异， 因此， 当需要选择性地脱去保护基时， 用此类基团对氨基进行保护很为适宜， 其中最有用的几种氨基甲酸酯有： 特丁酯（BOC) 容易通过酸性水解反应脱除苄酯(CBZ） 通过催化氢解反应脱除； 2 ， 42二氯苄酯能在氨基甲酸苄酯和特丁酯的酸催化水解条件下保持稳定22 (联苯基） 异丙酯比氨基甲酸特丁酯更容易为稀醋酸所脱除92芴甲基酯在碱存在下经由β2消除反应裂解； 异烟基酯在醋酸中用锌还原裂解； 12金刚烷基酯易被三氟乙酸裂解22苯基异丙酯对酸性水解的稳定性比氨基甲酸特丁酯稍强。但应该注意, 叠氮甲酸特丁酯由于对热和振动敏感, 故有一定的危险性, 只要有可能, 叠氮甲酸酯应避免使用.氨基甲酸酯类物质很多， 还有其取代衍生物及其它类型的氨基甲酸酯都可作为氨基的保护基, 在合成反应上， 特别是在肽的合成中应用广泛， 这里不再一一举例了.212 　尿素型化合物将胺做成尿素型化合物加以保护比将氨基做成氨基甲酸酯加以保护较为少见。在合成磺胺时， 用N , N′2二苯基尿素作为原料, 可代替苯胺的酰基衍生物。近年来常采用哌啶羰基保护组氨酸中咪唑环上的N2H 键。这个保护基的用途在于, 它可以提高含组氨酸的较大肽类的溶解度, 并对酸水解、氢解以及对合成肽类常用的其它试剂都比较稳定, 还可用N2氯甲酰哌啶在无水吡啶中于65 ℃时引进哌啶羰基， 并可经肼处理除去之。

N′2对甲苯磺酰胺羰基衍生物（R1R2NCONHSO2C6H42P2CH3） 也是尿素型衍生物, 由氨基酸与异氰酸对甲苯磺酰酯制得, 收率20 %~80 % ， 用醇类裂解(95 %EtOH 水溶液， n2PrOH 或n2BuOH , 100 ℃， 1h ， 收率95 ％） 。它对于稀碱、酸(HBr/ HOAc 或冷的CF3COOH) 以及肼都是稳定的 。3 　形成N2烷基衍生物的保护法用烷基保护氨基主要是用苄基或三苯甲基, 这些基团特别是三苯甲基的空间位阻作用对氨基可以起到很好的保护作用， 并且很容易除去。311 　苄基衍生物单和双苄基衍生物通常是用胺和苄氯在碱存在下进行制备。用选择性的催化加氢法可将双苄基变成单苄基衍生物， 一级胺的苄叉衍生物进行部分氢化反应是一个制备烷基苄基胺或芳香苄胺的常用方法。用苄胺进行亲核取代反应, 可引入一个氨基(保护形式) , 然后在反应后期去掉苄基.合成维生物H (生物素biotion) 中就是用上述类似方法制备了一个关键中间体.化学家们研究了各种取代的苄基和有关的基团在催化加氢时脱去的难易， 发现对位取代基更不容易进行氢解， 而二苯甲基、12和22萘甲基以及92芴基等均不如苄基稳定.312 　三苯甲基衍生物三苯甲基衍生物如单苄基衍生物一样， 可用三苯甲基溴化物或氯代物在碱性存在下与胺进行反应制备， 也可用催化剂加氢还原脱掉三苯甲基与苄基不同在于, 它可以在温和的酸性条件下脱去， 这方面双2 (对甲氧基苯基) 2甲基有类似情况， 单2对甲氧基代三苯甲基则对酸更不稳定。在肽的合成和青霉素的合成中用三苯甲基保护α2氨基酸是很有价值的。由于其体积大， 不仅可保护氨基， 还可对氨基的α2位基团有一定的保护作用。313 　烯丙基衍生物烯丙基胺用于保护咪唑环上的N2H 键。在K2CO3 存在下腺嘌呤和62羟基嘌呤与烯丙基溴在N , N2二甲基乙酰胺中可得92烯丙基衍生物, 而在碱性条件下， 可将保护基氧化除去。

4 　形成C = N 键保护氨基酮或醛与一级胺反应生成甲亚胺, 通称Schiff 碱。如果是芳香胺, 则有时称缩苯胺（Anil) 。由芳香醛、酮和脂肪酮形成的Schiff 碱是稳定的, 但脂肪醛与胺形成的Schiff 碱, 往往发生羟醛缩合反应而不适用于作保护基。由于芳亚甲基衍生物容易形成而且稳定, 因此是应用最广的保护方法。烷基化后可以生成不稳定的季铵盐， 由此可得到收率高的纯二级胺.α2氨基酸酯容易形成苯亚甲基衍生物, 但从游离酸形成的衍生物是不稳定的。当醛基的邻位有羟基存在时， 由于形成氢键而使衍生物更加稳定。芳香亚甲基可以在极其温和的酸性条件下进行水解脱去， 且在反应过程中不致发生消旋。可是, 由于在某些情况下偶合不成功， 致使该方法在应用中有一定的局限性.L2赖氨酸中的α2氨基可生成稳定的单苯亚甲基衍生物，利用这一现象可以制备L2赖氨酸的α2苄氧羰基氨基衍生物。5 　质子化反应和熬合反应对氨基的保护511 　质子化反应从理论上讲， 对氨基最简单的保护方法是使氨基完全质子化, 即占据氮原子上的孤电子对, 以阻止取代反应的发生, 但实际上在使氨基完全质子化所需的酸性条件下， 可以进行的合成反应很少, 所以, 这种方法仅曾用于防止氨基的氧化.然而游离胺在浓硫酸中低温（约0 ℃) 进行硝化时, 则不必先酰化, 因其质子化作用已足以保护氨基不致被氧化。氨基质子化后使芳香环的活泼性减弱, 还改变取代反应的定位效应。例如2 , 22二氨基取代苯在硫酸中硝化时得到42硝基衍生物， 但是用二氨基的双酰化物（如丁酰胺) 进行硝化时， 却主要得到32和52位硝基取代物。也可用形成季铵盐的方法来保护氨基.季铵盐通常用于氧化反应中保护叔胺.上述反应条件能够在羟基或酚基的存在下， 由伯、仲、叔胺(包括氨基酸) 形成季铵盐 。512 　螯合反应一个与质子化相似而有效的保护方法是， 利用氮原子上的孤电子对形成熬合物,例如α2和β2氨基酸可与过渡金属形成稳定的配合物。应用络氨酸铜配合物, 苯乙酰化反应只在酚基上发生, 不在氨基上发生反应.二元氨基酸也可选择地只在一个氨基上进行酰化反应。复合物用硫化氢处理很容易得到酰化物。

6 　用含磷有机物保护氨基611 　二烷基磷酰基作为氨基保护基［46] .在合成肽时， 用磷酰基作为氨基保护基， 对碱较稳定， 对酸则敏感易脱去， 可与苄氧羰基媲美。例如由O， O2二烷基2N2取代苯乙基磷酰胺3a～c 合成了N , N2二烷基磷酰基2N2取代苯乙基甘氨酸衍生物4a~e , 在Lewis 酸催化下成功地进行了Freidel2Crafts 反应得到相应的分子内环化产物苯并232氮杂环庚酮212衍生物， 并在温和条件下脱保护基。在合成苯并232氮杂环庚酮类(6a 、6b) 化合物时， 以二异丙基磷酰基作为氨基保护基, 具有易除去、不脱羰的优点, 这是磺酰基、烷氧羰基所不及的, 在一般有机合成中作为氨基保护基是大有潜力的。612 　亚磷酸二乙酯作为α2氨基酸中α2氨基的保护基［48 ］目前在多肽合成中常用的α2氨基保护基大多属于烷氧羰基型（R2O2CO2） , 如BOC、Z、PMZ 等, 这些保护基对碱稳定对酸敏感, 易于在酸性条件下脱除， 但相应的试剂在制备时需使用剧毒的光气， 这无论对实验室制备或工业生产都会带来很多不便, 因此, 需要寻找能替代它们的价廉易得、稳定且低毒的新α2氨基保护试剂.以亚磷酸二乙酯为试剂， 由引入O , O’2二乙基磷酰基(DEPP） 作为α2氨基酸的α2氨基保护基, 采用相转移催化法不仅合成了N2 (DEPP) 2α2氨基酸甲酯衍生物， 还合成了含有游离羟基的N2 (DEPP) 2α2氨基酸, 并由叠氮法制得了两种模型二肽.对一些DEPP 保护的氨基酸衍生物作了在酸、碱及水合肼中稳定性的研究， 用4 mol/ L HCL及TFA 作了脱保护基条件的试验。在各项考察的基础上， 对亚磷酸二乙酯作为α2氨基酸的α2氨基保护试剂在肽合成上应用的可行性作评价。亚磷酸二乙酯制备简单、低廉、低毒且相当稳定， 试验表明， 用它作试剂在温和条件下不仅能与α2氨基酸酯类反应生成N2DEPP 衍生物, 而且还能使α2氨基酸四烷铵盐N2DEPP 化， 然后较易得到N2DEPP2α2氨基酸.这N2DEPP2衍生物在碱中稳定， 通常在弱酸性条件下也很稳定。虽然在2mol/ L NaOH 和85 ％水合肼中观察到有微弱副反应发生， 但它不是保护基的脱除反应。用DEPP2氨基酸衍生物合成的两种模型二肽, 无论在氨基酸分析上， 还是在层析行为上都与标准二肽相同， 这说明以亚磷酸二乙酯为试剂引入DEPP 为α2氨基酸的α2氨基保护基是行之有效的， 可用于肽的合成。然而以DEPP 为α2氨基酸的α2氨基保护基虽然在试剂方面有其优越性， 但DEPP 保护基也有不可忽视的缺点 , 这项工作还有待于进一步研究。

总之， 氨基的保护方法和保护基都很多， 上面介绍的是比较重要而又实用的方法和基团。化学家们至今还在寻求有关更好的方法及更有效的保护基, 研究工作仍在继续.氨基保护在有机合成中的应用将会越来越广泛.1 　C B Reese。 Tetrahedron , 1978 ， 34 ： 31432 　V Amarnath and A D Broom。 Chem Rev ， 1977 ， 77 ： 1833 　R S Goody and R T Walker. Tetrahedron Lett , 1967 ， 2894 　C B Reese. Tetrahedron ， 1978 ， 34 : 3143～31795 　T O Thomas. Tetrahedron Letters , 1967 , 3356 　KOkawa and S Hase。 Bull Chem Soc Japan , 1963 ， 36 : 7547 　J C Sheehan and D D H Yang。 J Am Chem Soc , 1985 ， 80 : 11548 　M Waki and TMeienhofer。 J Org Chem ， 1977 ， 42 ： 20199 　F M F Chen and N L Benoiton ， Synthesis , 1979 ， 70910 　K Hofmann , E Stutz , G Spuhler ， et al。 J Amer Chem Soc , 1960 ， 82 : 372711 　T S Meek. S Minkowitz ， and M M Miller , J Org Chem ， 1959 ， 24 : 13912 　A Galat. Ind and Eng Chem ， 1944 , 36 : 19213 　GLosse and W Zonnchen. Annalen , 1960 ， 636 ： 140

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氨基保护方法

氨基保护方法

胺类化合物对氧化和取代等反应都很敏感,为了使分子其它部位进行反应时氨基保持不变，通常需要用易于脱去的基团对氨基进行保护。例如,在肽和蛋白质的合成中常用氨基甲酸酯法保护氨基，而在生物碱及核苷酸的合成中用酰胺法保护含氮碱基。化学家们在肽的合成领域内,对已知保护基的相对优劣进行了比较并在继续寻找更有效的新保护基。除了肽的合成外,这些保护基在其它方面也有很多重要应用.

下面介绍保护氨基的一些主要方法和基团。

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1 　形成酰胺法

将胺变成取代酰胺是一个简便而应用非常广泛的氨基保护法。单酰基往往足以保护一级胺的氨基，使其在氧化、烷基化等反应中保持不变,但更完全的保护则是与二元酸形成的环状双酰化衍生物。常用的简单酰胺类化合物其稳定性大小顺序为甲酰基<乙酰基<苯甲酰基.

酰胺易于从胺和酰氯或酸酐制备,并且比较稳定，传统上是通过在强酸性或碱性溶液中加热来实现保护基的脱除.由于若干基质，包括肽类、核苷酸和氨基糖，对这类脱除条件不稳定,故又研究出了一些其他脱除方法，其中有甲酰衍生物的还原法,甲酰基以及对羟苯基丙酰基衍生物的氧化法，苯酰基和对羟苯基丙酰基衍生物的电解法，卤代酰基、乙酰代乙酰基以及邻硝基、氨基、偶氮基或苄基衍生物等“辅助脱除法”，等等。

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为了保护氨基,已经制备了很多N2酰基衍生物,上述的简单酰胺最常用，卤代乙酰基衍生物也常用。这些化合物对于温和的酸水解反应的活性随取代程度的增加而增加:乙酰基〈 氯代乙酰基〈 二氯乙酰基〈 三氯乙酰基<三氟乙酰基。此外，在核苷酸合成的磷酸化反应中,胞嘧啶、腺嘌呤和鸟嘌呤中的氨基是分别由对甲氧苯酰基、苯酰基和异丁酰或甲基丁酰基予以保护的,这些保护基是通过氨解脱除的.另外，伯胺能以酰胺的形式加以保护，这就防止了活化的N2乙酰氨基酸经过内酯中间体发生外消旋化。

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111 　甲酰衍生物

胺类化合物很容易进行甲酰化反应，常常仅用胺和98 %的甲酸制备。甲酸乙酸酐也是一个有用的甲酰化试剂。对于某些容易发生消旋化的氨基酸可用甲酸和N ,N′2双环己基碳二亚胺(DCC) 在0 ℃时进行甲酰化反应,也可用酯类进行氨解。

甲酰胺类是相当稳定的化合物，因此广泛应用于肽的合成。甲酰基的脱除也有很多方法,氧化或还原法脱酰反应均可被采用。N2甲酰衍生物用15 %过氧化氢水溶液处理，可以顺利地进行氧化脱解。用氢化钠在二甲氧基乙烷中回流可以代替用酸或碱水解去除酰基。

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112 　乙酰基及其衍生物

胺类化合物的乙酰化或取代乙酰衍生物是用酰氯、酸酐进行酰化或在二环己基碳二亚胺(DCC） 或焦亚磷酸四乙基酯存在下，直接与酸综合加以制备，有时也可用酯或硫酯氨解的方法制备乙酰胺另一好的方法是用胺和乙烯酮〔15〕或异丙烯乙酸酯反应。如果用双烯酮〔17〕反应,则得到的是乙酰乙酰基衍生物。

用乙酰基保护氨基比用其他保护基要多。由于它比甲酰基更稳定，因此，在进行亲电取代、硝化、卤代等反应时常选择乙酰基来保护芳香胺。乙酰胺丙二酸酯也可用于合成α2氨基酸,但在脱乙酰基时所需的酸或碱性条件，可使分子内其他部位受影响.在脱去氨基糖上的乙酰基时,也可用肼解反应代替碱性水溶液。

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近年来用卤代乙酰基尤其是三氟乙酰基保护N —H 键越来越得到重视,这个保护基可在温和的碱性条件下水解去掉，如用氨水、碱性离子交换树脂等,肽类上的三氯乙酰或三氟乙酰均可用硼氢化钠还原去掉。三氟乙酰基不仅用于肽的合成，而且也用于氨基糖类的保护。

在甾体、苷类合成中也有一些应用三氟乙酰基的重要实例,它既可以保护甾体上的氨基，也可以保护糖上的氨基。