защитные группы

ЗАЩИТНЫЕ ГРУППЫ

временно вводятся в молекулы орг. соед. для сохранения при химических реакциях определенных реакц. центров. 3. г. должны отвечать след. требованиям: а) избирательно защищать (блокировать) определенные функц. группы; б) быть устойчивыми к намеченным превращ. молекулы; в) избирательно удаляться, регенерируя исходную группу в условиях, когда остальные части молекулы не изменяются. 3. г. вводят с помощью реакций замещения, присоединения, циклизации и др. Для осн. функц. групп (ОН, CO, COOH, NH₂, NHR, SH) известно более 1200 З. г. Очень часто З. г. используют в пептидных синтезах; благодаря их использованию осуществлен полный синтез мн. сложных орг. молекул, напр., инсулина, бычьей рибонуклеазы. Ниже приведены наиболее распространенные З. г. Алкильные и близкие к ним по строению группы защищают OH, COOH, SH с образованием соотв. простых эфиров, сложных эфиров и сульфидов. Способы удаления таких 3. г.: метильной — действием ВBr₃, Me₃SiI с гидроксильной или щелочным гидролизом с карбоксильной группы; аллильной — изомеризацией в виниловый эфир с послед. гидролизом; β-метоксиэтоксиметильной CH₃OCH₂CH₂OСН, — обработкой кислотами Льюиса, такими, как ZnBr₂, TiCl₄; метилтиометильной CH₃SCH₂ — действием солей Hg, Ag, Cu. Арилалкильные группы защищают NH₂ (NHR), OH, COOH, SH с образованием соотв. замещенных аминов, простых и сложных эфиров, сульфидов. Примеры таких 3. г.: бензильная — легко удаляется в условиях гидрогенолиза, n-метоксибензильная селективно снимается при окислении 2,3-дихлор-5,6-дициано-1,4-бензохиноном, трифенилметильная — наряду с гидрогенолизом удаляется в кислой среде. Гетероциклич. группы используют для защиты OH и SH с образованием смешанных ацеталей и тиоацеталей. Тетрагидропиранильная и тетрагидрофурильная 3. г. устойчивы к действию металлоорг. реагентов и легко удаляются при действии кислот; тетрагидротиопиранильная и тетрагидротиенильная устойчивее к кислотам, однако легко гидролизуются в присутствии солей Hg и Ag. Алкилиденовая и арилалкилиденовая группы защищают первичные амины, 1,2- и 1,3-диолы с образованием соотв. азометинов, циклич. ацеталей и кеталей. Такие З. г., напр., метиленовая, этилиденовая, изопропилиденовая, бензилиденовая и ее аналоги, легко удаляются при кислотном гидролизе. Ацильные группы защищают OH, NH₂ (NHR), SH с образованием сложных эфиров, карбонатов, карбаматов, тиоэфиров, уреидов. Эти группы, напр., формильная, ацетильная, бензоильная, пивалоильная, 1-адамантоильная, достаточно устойчивы в кислой среде и легко снимаются действием оснований или LiAlH₄. Адамантоильная группа, в отличие от остальных ацильных, устойчива к действию магний- и литийорг. соединений. Алкоксикарбонильные группы близки по свойствам к ацильным. N-Фенилкарбамоильная группа [PhNHC(O)] более устойчива к щелочному гидролизу. Силильные группы защищают OH, SH, NH₂ (NHR), COOH, образуя силиловые эфиры и силилзамещенные амины. Триметил-, триэтил-, триизопропил-, трет-бутилметил-, трет-бутилдифенилсилильные группы (в этом ряду увеличивается устойчивость в условиях кислотного гидролиза) легко удаляются при действии фторид-аниона; последние две из перечисленных силильных групп — одни из наиб. универсальных и наиб. часто используемых защит ОН. Алкоксильные и близкие к ним по строению группы защищают карбонильную функцию, образуя ацетали и дитиоацетали, в т. ч. циклические. Такие З. г., напр., диметокси-, диэтокси-, этилендиокси- и пропилендиоксигруппы, удаляют кислотным гидролизом, причем циклич. З. г. более устойчивы, а скорость гидролиза пропилендиоксигруппы выше, чем этилендиоксигруппы. Ди(метилтио)-, ди(бензилтио)-, этилендитио- и пропилендитиогруппы гидролизуются в нейтральных условиях в присутствии солей Hg, Ag, Cu. Азотсодержащие группы защищают карбонильную функцию с образованием оксимов, гидразонов, азометинов, карбоксильную — с образованием гидразидов; указанные производные удаляются действием кислот.

^{Лит.: Защитные группы в органической химия, пер. с англ., М., 1976; Greene T.W., Protective groups in organic synthesis, N.Y., 1981.}

_{В. Г. Яшунский}