化学

THP基(テトラヒドロピラニル基)によるアルコールの保護

THP保護とは

THP基(テトラヒドロピラニル基)とは

THP基はアセタール系のアルコールの保護基で、塩基性条件、求核剤、還元、酸化条件に安定です。一方で、酸性条件には弱く用意に脱保護されます。アルコールがキラルな場合ジアステレオマーが生じる可能性があり、NMRが複雑になるという欠点があります。THP保護

特徴・利点

THPの利点や特徴は

  1. 酸以外の条件で安定
  2. 安価で簡単に保護できる

保護化試薬は25 mL, \1,900:TCIと安価です。弱酸性条件で容易に脱保護できる点が利点です。

THPの欠点は繰り返しになりますが

  1. キラルアルコールではジアステレオマーが生じる
  2. 酸性条件に非常に弱い

酸性で脱保護するので当然といえば当然ですが、弱酸性条件(pH4-5)くらいでも脱保護されるので気をつけたほうがよいでしょう。

反応機構

反応機構ー保護

THP保護反応機構

DHPが酸触媒により異性化した後、アルコールが攻撃し、THP保護が達成されます。

反応機構ー脱保護

THP脱保護反応機構

THP基の脱保護は酸性条件下で行われます。アルコールの酸素がプロトン化されるとTHP酸素の電子の押し出しによってアルコールが脱離します。THPの残骸は溶媒の水やアルコールの攻撃を受けて再度アセタールを形成します。

反応条件-保護

THP基の保護は保護化試薬のDHPと酸触媒を用いて行います。

保護条件例1

THP保護反応例1ジクロロメタン(2mL)にアミン(1.0 eq,0.171 mmol)を溶解し、3,4-ジヒドロピラン(1.2 eq, 0.208mmol)およびピリジニウムp−トルエンスルホネート(0.02 eq, 0.0032 mmol)を加えて5時間撹拌を続けた後、反応混合物を飽和NaHCO3水溶液で希釈し、ジクロロメタンで抽出した。 合わせた有機抽出物を塩水で洗浄し、乾燥させ(MgSO4)濃縮し、保護アミン体を得た(99%) Shao, W., et al. J. Org. Chem. 2015, 80, 12287. より引用。

保護条件

よく利用される酸触媒:PPTS、pTsOH

溶媒:ジクロロメタン、THF、ジエチルエーテル等がよく使われれます

脱保護反応例

THPの脱保護は酸を用いて行います。脱保護時はPPTSよりもpTsOHがよく用いられます。

反応例1

アミン体(1.51g, 6.74 mmol)を無水メタノール(20mL)に溶解し、p-TsOH-水和物(130mg,0.674mmol) を加えて室温で3時間撹拌した。溶液を分液漏斗に移しジクロロメタン(40 mL)で希釈し、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液(15 mL)で洗浄した。水層を追加部分のジクロロメタン(30mL)で抽出し、合わせた有機層を硫酸ナトリウムで乾燥、濾過し、濃縮した。 シリカゲルクロマトグラフィー(15%EtOAc/Hex)で精製し目的物を得た(83%) Joe, C. L., et al. JACS. 2014, 136, 8559. より引用。

注意事項ーTips

  • THP基を含む状態で酸化反応を行ったら爆発した?という報告があるみたいです。A. I. Meyers, S. Schwartzman, G. L. Olson, H-C. Cheung, Tetrahadron Lett., 1976, 2417.
  • 5,6-ジヒドロ4-メトキシ-2H-ピランを使用するとキラルアルコールを保護してもジアステレオマーは生成しないです。*1

参考まとめ

*1) Van, Boom, J. H., et al. synthesis, 1977, 42, 3722.

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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

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