醛 酮 的 保 护（二）
2. S,S-Acetals
使 用 S,S-acetal 保 护 羰 基 化 合 物 有 三个 主 要 的 缺 点: 首 先, 大 多 数 硫 醇 和 二硫 醇 具 有 难 闻 的 气 味; 其 次 水 解 反 应 常 用 到 重 金 属 盐, 也 具 有 相 当 的 毒 性 和 环 境 问 题; 第 三 个 不 利因 素 是 含 硫 化 合 物 对 Pd 和 Pt 催 化 剂具 有 毒 化 作 用, 对 于 催 化 还 原 反 应 有 相 当 大 的 限 制, 这 时 候 往 往 需 要 较 大 的 催 化 剂 用 量 和 高 压 条 件. 尽管 如 此, 由 于 该 类 化 合 物 对 水 解 反 应 的 稳 定 性 和 除 去 保 护 时 使 用 的温 和 条 件, 且 高 度 专 一 性, 使 之 在 复 杂分 子 合 成 中 有 广 泛 的 应 用.
合 成 实 践 中, 由 于 二 硫 醇 的 沸 点 较 高, 而 甲 硫 醇 的 沸 点 只有 34oC, 因 此 环 状 S,S-acetal 的应 用 较 为 普 遍. 但 是, 有 一 个 性 质 必 须加 以 考 虑 到, 即 1,3-dithiane ( 环 状 ) 的 亚 甲 基 (pKa=31) 能 够 被 n-BuLi 夺 取 质 子 而 成 为 负 离 子, 且 相 当 稳 定, 能 够 进 行 各 种 碳 碳 键 的 形 成 反 应. 在 本 书 的反 合 成 部 分, 我 们 将 会 提 及 转 极 性(umpolung) 的 概 念, 将 醛 转 化 为 S,S-acetal 就 是 典 型 的 例 子.
S,S-acetal的 形 成
与 相 应 的 O,O-acetal 相 比, S,S-acetal 的 制 备 具 有许 多 相 似 之 处, Lewis 酸 和 质 子 酸 均 可 以 催 化 缩 合 反 应.1, 2
对 于 一 些 性 质 较 敏 感的 反 应, 不 能 使 用 BF3OEt2时, Zn(OTf)2 可 以 是 很 好 的 选 择:3
另 外, 与 前 者 类 似,S,S-acetals 也 可 以 通 过 TMSSCH2CH2STMS来 制 备, 反 应 中 不 会 有 水 的 生 成.4
由 于 S,S-acetals 高 度 的 热力 学 稳 定 性, 因 此 HSCH2CH2SH可 以 直 接 将 一 些 O,O-acetals 置 换 为S,S-acetals. 下 例5的一 个 优 点 是 转 化 的 同 时 将 环 状 结 构 打 开, 有 利 于 后 续 化 学 反 应 的 进行.
S,S-acetals 的 除 去
S,S-acetals 对 于 O,O-acetals 的 水 解 条 件 都 是 非 常 稳 定 的, 依次 可 以 区 分 两 者, 并 先 后 选 择 性 脱 除. 比较 常 见 的 除 去 S,S-acetals 的 条 件 都 使 用 重 金 属 盐,6 其 机 理 我 们 已 经 在 前 文 叙 述 过 了, 如 Hg(II), Ag(I), Ag(II), Cu(II) 或 Tl(III) 等.
一 种 比 较 温 和 的 条 件是 使 用 硫 烷 基 化 试 剂, 如 MeI, Me3OBF4,Et3OBF4 或 MeOSO2CF3,如 合 成 azadirachtin 时 用 到 的 方 法.7
氧 化 反 应 是 又 一 种 去保 护 方 法, 这 些 试 剂 包 括 卤 素, NCS, NBS,t-BuOCl, Chloramine-T, MCPBA, HIO4 等. 由于 可 能 的 一 些 副 反 应, 应 用 时 要 考 虑 底 物 的 具 体 情 况. Merck 公 司 合 成 FK-506 时1多 次 使 用 氧 化 方 法 除 去 S,S-acetals, 其 条 件 相 当 温 和, 尽 管 涉 及 的 底 物 相 当 复 杂.
3. O,S-acetals
1,3-Oxathianes被 认 为 是 替 代 1,3-dithiane 的好 方 法. 理 由 有 两 条, 首 先, 其 金 属 化 的 条 件 与 后 者 类 似; 其 次 前 者 的 水解 速 度 约 为 后 者 的 一 万 倍. 但 是, 它 也有 不 利 之 处, 锂 化 产 物 稳 定 性 有 限; 缺乏 对 称 性 而 引 入 新 的 立 体 化 学 问 题, 即 非 对 映 异 构 现 象. 在 类 似 的 条 件 下, O,S- 缩 醛(酮) 能 够 被 选 择 性 除 去.8,9
参考文献
1. Jones, T. K., Reamer, R. A., Desmond, R., Mills, S. G. J. Am. Chem. Soc. 1990, 112, 2998.
2. Bosch, M. P., Camps, F., Coll, J., Guerrero, A., Tatsuoka,T., Meinwald, J. J. Org. Chem. 1986, 51, 773.
3. Corey, E. J., Shimoji, K. J. Am. Chem. Soc. 1983, 105, 1662.
4. Evans, D. A., Truesdale, L. K., Grimm. K. G., Nesbitt, S. L.J. Am. Chem. Soc. 1977, 99, 5009.
5. Ireland, R. E., Daub, J. P., Mandel, G. S., Mandel, N. S. J. Org. Chem. 1983, 48, 1312.
6. Toshima, K., Tatsuta, K., Kinoshita, M. Bull. Chem. Soc. Jpn. 1988,61, 2369.
7. Ley, S. V., Maw, G. N., Trudell, M. L. Tetrahedron Lett. 1990, 31, 5521.
8. Ziegler, F. E., Fowler, K. W., Sinha, N. D. Tetrahedron Lett. 1978, 2767.
9. Corey, E. J., Bock, M. G. Tetrahedron Lett. 1975,2643.
本文节选自：现 代 有 机 合 成 化 学（选 择 性 有 机 合 成 反 应 和 复 杂 有 机 分 子 合 成设 计），吴 毓 林，姚 祝 军，P 38-44.