保护试剂_去保护试剂_化学合成-默克生命科学
在多步有机合成中，保护基是指施加在反应性官能团上的一种临时化学修饰，旨在防止该官能团在分子其他部位发生转化反应时参与非预期反应。保护基必须具有化学选择性、高收率，并与底物相容；而随后的去除（脱保护）过程也必须同样高效，并保持分子其余部分完好无损。 保护基通常根据其所保护的官能团（胺、醇、炔、酮、醛、羧酸、磷酸酯、膦酸酯和硫醇）以及去除所需的条件（如酸、碱、加氢裂解或金属催化过程）进行分类。 正交保护策略——即位于不同官能团上的两个或多个保护基在完全不同的条件下独立脱去——对于复杂天然产物、肽类和药物的全合成至关重要。
保护基策略需要对整个合成路线进行周密考量，包括保护基在所有后续反应条件下的稳定性，以及目标分子在脱保护过程中的稳定性。我们的产品组合涵盖所有主要保护基类别和脱保护机制，为合成化学家提供了用于多步合成、固相肽合成（SPPS）和寡核苷酸合成的全面工具包。
Products
胺保护基
胺保护基是有机合成和固相肽合成（SPPS）中应用最广泛的保护基之一，其中脲酯类保护基（Boc、Fmoc 和 Cbz）因其高化学选择性及完全正交的脱保护条件而最为常见： Boc 通过酸（TFA 或 HCl）裂解，Fmoc 通过温和碱（哌啶）裂解，而 Cbz 则通过加氢裂解（H₂/Pd-C）裂解。 除脲基保护基外，Alloc基团通过中性Pd(0)催化脱除进一步扩展了正交性；三苯甲基（Trt）基团提供了理想的立体位阻，适用于具有极温和酸敏感性的伯胺；当不需要达到脲基保护基级别的选择性时，乙酰基或三氟乙酰基可作为替代选择。 基于磺酰胺的保护基提供了另一种选择：对甲苯磺酰基（Ts）形成高度稳定的磺酰胺，其脱除需要苛刻的还原或溶解金属条件；而对磺酰基（p-Ns）和邻磺酰基（o-Ns）则可在温和的硫醇盐条件（PhSH/K₂CO₃）下独特地裂解，使其与所有脲基保护基完全正交。 诸如 Mts、Pmc 和 Pbf 等专用磺酰基保护基专用于 SPPS 中的精氨酸胍保护，可在强酸全局脱保护条件下去除。这些保护基共同涵盖了所有主要的脱保护机制，为合成化学家提供了广泛的工具箱，可在合成路线的任何阶段对胺进行选择性脱保护。
炔基保护基
由于末端炔烃具有酸性末端质子（pKa ~25）且易发生亲核加成和氧化等副反应，因此在多步合成过程中需要对其进行保护。三烷基硅基是效率最高的炔烃保护基，其中三甲基硅基（TMS）可通过温和的氟化物（TBAF）或碱（K₂CO₃/MeOH）脱保护， 以及三异丙基硅基（TIPS）——其具有更大的空间位阻，且对氟化物具有更佳的稳定性（需使用TBAF/AcOH或HF·吡啶进行脱保护）——是使用最广泛的两种选择。
羰基（醛和酮）保护基
环状缩醛（最常见的是1,3-二氧戊环和1,3-二氧六环）是掩蔽醛和酮的标准选择，它们在酸催化下与二醇反应，并在Dean–Stark条件下形成，可通过稀酸水溶液（HCl或p-TsOH）脱保护。 其关键的合成价值在于对碱、有机金属试剂和氢化物还原剂具有卓越的稳定性，从而可以在不影响受保护羰基的情况下，对分子的其余部分进行广泛的转化。开链二甲基缩醛是醛类的一种更简单的替代方案，但其稳定性不如环状缩醛，最好仅用于在几何或空间位阻上不利于形成环状缩醛的底物。
羧基保护基
甲酯和乙酯是最简单的羧酸保护基，可通过标准费歇尔酯化法或TMS-重氮甲烷法引入，并通过水相碱性皂化（LiOH或NaOH）脱除，因此当分子其他部位需要酸或氢解条件时，它们是进行直接保护的理想选择。 叔丁酯具有酸不稳定性（TFA或HCl/二氧六环），且与甲酯完全正交，因此在肽合成中，当碱介导的皂化反应与其他官能团不相容时，它是标准的选择。 苄酯和烯丙基酯进一步扩展了工具库，为复杂的多步反应序列提供了两个额外的正交选项；苄酯可通过加氢裂解（H₂/Pd-C）去除，而烯丙基酯则可在中性 Pd(0) 条件下裂解。
羟基（醇）保护基
硅醚（TMS、TBS、TBDPS 和 TIPS）是最常用的醇保护基，均可通过氟源（TBAF 或 HF·吡啶）脱除，其稳定性按 TMS < TBS < TBDPS < TIPS 的顺序递增，从而可根据空间位阻进行选择性脱保护。 苄基（Bn）和对甲氧基苄基（PMB）醚提供了正交的替代方案，其中 Bn 通过加氢裂解脱除，PMB 则可通过加氢裂解或温和氧化脱除，这使得它们在多元醇和碳水化合物合成中尤为重要。 缩醛型基团（THP、MOM、t-Bu醚）和酯型基团（Ac、Piv）完善了这一工具库，分别涵盖了酸敏感和碱敏感的脱保护模式，并在硅基或苄基保护与合成序列不兼容时提供了选择。
磷酸酯/亚磷酸酯保护基
磷酸酯和亚磷酸酯基团在核苷酸、核酸、磷脂以及磷酸化天然产物中无处不在。与胺或醇不同，磷酸基团携带两个可电离的 P–OH 质子（pKa 约为 1 和 6）以及一个 P=O 基团，这些基团都可能干扰合成反应，因此在寡核苷酸、磷酸化肽和亚磷酸酯类药物合成中，保护处理至关重要。 2-氰乙基（CE）基团因其可通过碱敏感的β-消除反应（NH₃/H₂O）脱除，已成为现代自动化寡核苷酸合成中的主导保护基。烯丙基、苄基和叔丁基酯也被用作磷酸保护基，共同覆盖了酸、碱及氢解正交的多种选择。 经典的磷酸三酯基团（如 2-氯苯基（OClPh）和苯基（OPh））可通过氧亚胺类试剂或氨进行裂解，而二甲基（OMe）₂ 膦酸酯则通过麦肯纳反应（TMSBr，随后用 MeOH/H₂O）脱保护。 皮瓦酰氧甲基（POM）基团可作为前药策略，在体内通过酶促反应脱去。
硫醇保护基
巯基保护基在肽和蛋白质合成中必不可少，因为在链组装过程中，游离半胱氨酸对氧化、烷基化和二硫键紊乱具有很高的反应性。 三苯甲基（Trt）是 Fmoc SPPS 中最常见的选择，具有温和的酸不稳定性（稀 TFA）且易于去除；而乙酰胺甲基（Acm）基团对 TFA 和哌啶均稳定，可通过碘氧化去除，因此与 Trt 正交，是定向形成二硫键的理想选择。 S-叔丁基基团提供了第三种正交选择，可在温和的还原条件（DTT 或 TCEP）下通过硫醇交换选择性去除，当氧化或酸性去除条件与分子中存在的其他保护基不相容时，它特别有用。
相关资源
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