羟基(-OH)是一个很常见的官能团,在有机合成的转化过程中往往起到桥梁作用。在化合物合成过程中由于合成选择的原因通常会先引入一些基团,以降低合成化合物的难度以及提高其产率。而羟基的引入或者生成是比较常见的。羟基化方法有很多,其中包括酯基(羧基、醛基)还原,有机硼化物氧化,环氧开环,醛基(酮)与格氏试剂(金属锂试剂反应),烷基卤水解,芳基卤水解,环合反应,Sandmeyer反应(重氮化),羟醛缩合反应,脱氧保护基,烯烃的双羟化反应等。那么,有时在有机合成化学中会遇到需要将某个位置上的羟基直接脱除得到想要的中间体或目标产物的情况,这时就需要借助合适的化学方法将羟基脱除。
在合成实践中,可以将醇直接还原到烷基,但多数情况下醇要转化为相应的衍生物再脱去。
直接脱除的常见方法是针对苄位的醇羟基,可通过催化氢化方法来实现,使用甲酸5%-钯/活性碳酸甲酸铵以98%高产率获得脱除产物。
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很多分子结构式上都存在容易被氢化还原掉的基团,可以采取芳基苄位羟基非氢化直接脱除方法。例如使用Et3SiH-TFA或NaBH4-TFA,Et3SiH-Et2O.BF3体系来脱除羟基。由于这种体系是酸性环境,所以如果分子中含有对酸性条件下不稳定的保护基基团Boc, TBS,叔丁酯等不可以使用这类方法。
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除了酸性条件可有效脱除羟基,针对具有酸性敏感基团分子可采用中性条件TMSCl-NaI-MeCN体系脱除芳基苄位羟基,反应条件温和,不影响其他敏感基团后处理操作方便。
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还有一种高效的方法是Barton-McCombie脱羟基反应。自从1975年被Barton和McCombie报道以来该反应已经被广泛地应用于有机合成,成为醇羟基脱氧的普适性方法。大位阻的仲醇和叔醇也可通过此方法得到脱羟基产物,但反应活性没有伯醇高,反应活性顺序:伯醇>仲醇>叔醇。
具体过程是将醇转化为相应的硫代酯类中间体,然后与有机锡氢化物反应,通过自由基断裂得到醇的脱羟基产物。该反应属于自由基链反应,包含自由基引发、转移、终止三个阶段。反应过程如下:
该反应常常使用偶氮二异丁腈(AIBN)作为引发剂。AIBN是最常用的一种偶氮类引发剂,具有分解反应比较平稳,只产生1种自由基,基本上不发生诱导分解的优势,因此常用于自由基聚合反应的动力学研究。
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Barton-McCombie脱羟基反应主要缺点在于锡的氢化物昂贵,毒性高,且难以从反应结束以后的混合物中除去。因此寻求新的绿色氢源尤为重要。
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