三甲基乙醇结构式

三甲基硅醇（TMS）是一种有机硅化合物，常用于有机合成中作为催化剂、溶剂和程序性保护基团。

三甲基硅醇是一种毒性较低的物质，在常规工业和实验室使用条件下，其主要危害是对人体呼吸系统和皮肤有一定刺激性。长期暴露于高浓度三甲基硅醇环境中可能会导致呼吸道疾病和皮肤病。

三甲基硅醇在使用时应当避免高浓度接触，使用时应当穿戴个人防护装备，避免吸入和皮肤接触。在使用完毕后应当进行彻底清洁和通风处理。

2.保护基团必须经受得起在保护阶段的各种反应条件.

3.保护基团易于除去.

化学合成中常用的保护基

碳氢键的保护

羟基的保护

氨基的保护

羰基的保护

羧基的保护

1. 碳氢键的保护

乙炔及末端炔烃中的炔氢较活泼,它可以与活泼金属`强碱`强氧化剂及有机金属化合物反应.

常用的炔氢保护基为三甲硅基.将炔烃转变为格氏试剂后同三甲基氯硅烷作用.即可引入三甲硅基.该保护基对于金属有机试剂`氧化剂很稳定.可在使用这类试剂的场合保护炔基.

2.羟基的保护

醚类

缩醛和缩酮类

酯类

羟基是一个活性基团,它能够分解格氏试剂和其他有机金属化合物,本身易被氧化,叔醇还容易脱水,并可以发生烃基化和酰基化反应.所以在进行某些反应时,若要保留烃基,就必须将它保护起来.

醇羟基常用的保护方法有3类:

2.1 转变成醚

甲醚

用生成甲醚的方法保护羟基是一个经典方法.通常使用硫酸二甲酯,在氢氧化钠或氢氧化钡存在下,在DMF或DMSO溶剂中反应得到.

优点:该保护基很容易引入,且对酸,碱,氧化剂和还原剂都很稳定.

缺点:难于脱保护,用氢卤酸回流脱保护基条件比较剧烈,常使分子遭到破坏,只有当分子中其他部位没有敏感基团时才适用.

2.1 转变成醚

叔丁醚

将醇的二氯甲烷溶液或悬浮液在 硫酸复合物存在下,在室温与过量的异丁烯作用,可得到叔丁醚.

优点:对碱及催化氢化是稳定的.

缺点:对酸敏感,其稳定性低于甲醚.由于脱保护基所用的酸性条件剧烈,当分子中存在对酸敏感的基团时不适用

2.1 转变成醚

三甲硅醚

三甲硅醚广泛用于保护糖类,甾类及其他醇羟基.通常引入三甲基硅基保护基所用的试剂有三甲基氯化硅和碱六甲基二硅氨烷.在含水醇溶液中加热回流即可除去保护基.

优点:醇的三甲硅醚对催化氢化,氧化还原反应是稳定的,该保护基可在非常温和的条件下引入和去除.

缺点:对酸和碱敏感,只能在中性条件下使用.

2.2 转变成缩醛或缩酮

2,3-二氢-4H-吡喃在酸的催化作用下,与醇类起加成反应,生成四氢吡喃醚衍生物.这是最常用的醇羟基的保护方法之一.此保护基广泛用于炔醇,甾类及核苷酸的合成中.

2.3 转变成酯

醇与酰卤,酸酐作用生成羧酸酯与氯甲酸作用生成碳酸酯.

所生成的酯在中性和酸性条件下比较稳定,因此可在硝化`氧化和形成酰氯时用成酯的方法保护羟基.保护基团可通过碱性水解除去,或在锌-铜的乙酸溶液中除去.

3.氨基的保护

伯胺和仲胺很容易被氧化,且易发生烃

基化,酰基化以及与醛酮羰基的亲核加成反

应.在合成中常采用:

(1)氨基质子化

(2)变为酰基衍生物

(3)变为烃基衍生物等方法将氨基保护起来

3.1 质子化

此方法仅用于防止氨基的氧化,因为理论上说

采用氨基质子化,即占据氮尚未共用电子对,以阻

止取代反应的放生.这是对氨基保护最简单的法.

3.2 转变为酰基衍生物

将氨基酰化转变成酰胺是保护氨常用的方法.通常伯胺酰基化已足以保护基,防止其被氧化和烃化反应的发生.常用的酰基化试剂为酰卤和酸酐.

保护基可在酸性和碱性条件下水解出去.

3.2 转变为酰基衍生物

邻苯二甲酸酐与伯胺所生成的邻苯二甲酰亚胺非常稳定,不受催化氢化碱性还原,醇解以及氯化氢,溴化氢,乙酸溶液的影响,也适用于保护伯胺.在酸性或碱性条件下水解或用肼解法脱去保护.

3.3 转变为烃基衍生物

用烃基保护氨基主要用三苯甲基或苯甲

基.

三苯甲基衍生物可用胺与溴或氯代三苯

甲烷在碱存在下制备.三苯甲基由于空间位

阻效应对氨基起到很好的保护作用,它对碱

是稳定的.

苯甲基衍生物用胺和氯化苯甲基在碱存

下制得.

4.羰基的保护

羰基具有许多反应性能,是有机化学中

最易发生反应的活性官能团之一.

保护羰基常用的方法:生成缩醛和缩酮

来降低羰基活性而保护羰基.

4.羰基的保护

保护醛酮羰基最常用的方法是通过乙二醇和2-疏基乙醇的反应,生成相应的叫做环缩醛或缩酮的产物.

5.羧基的保护

羰基通常用形成酯的方法保护.常见的有转变为甲酯,乙酯,叔丁酯,苯甲酯.

甲酯和乙酯可以用羧酸直接与甲醇或乙醇发生酯化反应制得,又可以被碱水解.

5.羧基的保护

叔丁酯可由羧酸先变为酰氯,再与叔丁醇作用,或者通过羧酸与异丁烯直接作用而得.它不能氢解,在通常条件下也不被氨解及碱催化水解.

5.羧基的保护

苯甲酯可由羧酸与苯甲基卤在碱性条件下反应而得.它除了可在强酸性或碱性条件下水解,还可以被氢解.

六甲基二硅氮烷可由三甲基一氯硅烷与氨气反应制得:

2 (CH3)3SiCl + 3 NH3 → [(CH3)3Si]2NH + 2 NH4Cl

由于六甲基二硅氮烷会在潮湿空气中缓慢水解, 该反应通常应用真空技术进行.

六甲基二硅氮烷的碱金属化合物可由六甲基二硅氮烷去质子化制得. 例如六甲基二硅氮基锂(LiHMDS)可由六甲基二硅氮烷与丁基锂反应制取:

[(CH3)3Si]2NH + BuLi → [(CH3)3Si]2NLi + C4H10

六甲基二硅氮基钠(NaHMDS)、六甲基二硅氮基钾(KHMDS)和六甲基二硅氮基锂(LiHMDS)均为非亲核碱，是没有亲核性的碱。

在光刻技术中, 六甲基二硅氮烷常被用作增加光刻胶表面附着能力的增粘剂。六甲基二硅氮烷在气态时用在加热过的底物上会得到最好的效果。