化学反応

ピバロイル基(Pv基)によるアルコールの保護

ピバロイル基とは?

ピバロイル基(Pv基)とは?

ベンゾイル基(Bz基)はエステル系のアルコールの保護基で、同じエステル系の保護基であるアセチル基などと比べて、酸・塩基加水分解条件に強く、脱保護にはより過激な条件が必要になります。そのため、脱保護はLAHやDIBAL等を用いた還元的な方法で行われることが多いです。

Pv基

特徴・利点

ベンゾイル基の利点や特徴は

  1. 酸性や塩基性条件に比較的耐え、還元条件で脱保護できる
  2. 立体障害のため、第一級アルコール優先的に反応する

などがあります。

反応機構

反応機構ー保護

保護反応は、アシルクロライドに対するアルコール求核アシル置換反応で進行する。

反応機構ー脱保護

塩基によるエステルの加水分解、あるいはエステルのヒドリド還元により脱保護反応が進行する。

反応条件-保護

保護条件例1

Pv基の保護例1

アルコール体(8.84 g,25.5 mmol)、ピリジン(3.1 mL,10,39 mmol)、PvCl (3.8 mL,6,31 mmol)、ジクロロメタン(51 mL)の溶液へ、4-DMAP (0.31 g,2.5 mmol)を室温で加えた。 80分間撹拌した後、ジクロロメタンと塩酸(1M)を加えた後、有機層を分離し、残りの水層をジクロロメタンで2回抽出した。合わせた有機層を硫酸ナトリウムで乾燥、ろ過、濃縮し、得られた残渣をカラムにより精製し目的物を得た(8.74 g,20.3 mmol, 79.5%)。

脱保護反応例

塩基性加水分解条件かヒドリド還元で脱保護することが多いです。塩基性加水分解ではt-BuOKやジメチルアミンなどが用いられます。ヒドリド還元はより扱いやすいDIBALが使いやすいです。

反応例1

Pv基の脱保護例1保護アルコール体(1.02 g, 3.28 mmol)のジクロロメタン(33 mL)に溶解し、−78℃で冷却した後、DIBAL溶液(1M in PhMe, 6.56 mmol)を加え、30℃で30分間撹拌した。反応後硫酸ナトリウム10水和物を加えてクエンチした後、得られた懸濁液をセライトろ過し、ジクロロメタンで洗浄した後、濾液を濃縮しカラムクロマトグラフィーで精製し、アルコール体を得た(704 mg,95%)。Ueda, Atsushi et al. JACS, 2014, 136, 5176.より引用。

反応例2

Pv基の脱保護例2

アルコール保護体(2.02 g, 7.52 mmol)のMeOH(50.0 mL)溶液に、LiOH・H2O (237 mg, 5.64 mmol)を加えた。 20時間後、Dowex-50W (7.1 g)で反応を停止させた。 15分後、樹脂ををろ過除去した。濾液を濃縮し、粗生成物をカラムで精製して目的物を得た(93%)。Mahapatra, Subham et al. JACS, 2013, 135, 10803.より引用。

注意事項ーTips

  • ピバロイル基はアセチル基と比べて外しにくい。その場合はヒドリド還元が役立つ。

参考まとめ

Wuts, Peter G. M.. Greene’s Protective Groups in Organic Synthesis fifth edition (p.310). Wiley.

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こめやん
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こめやんは理学博士です!化学の面白さと学ぶメリットを少しでも伝えるために日々頑張ります! ツイッターにて疑問点や依頼などを募集しています! 論文の和訳やレポートのチェックなどでもお気軽にお待ちしております