连结：羰基的保护（上）
对于羰基的保护基有了初步的认识以后，我们便能针对不同保护基的稳定性进行讨论。本篇文章仅讨论最常见由甲醇形成的缩酮、二醇类形成环缩酮（乙二醇、1, 3-丙二醇）及由二硫醇类形成的环缩酮（乙二硫醇、1, 3-丙二硫醇）进行讨论。（图十） 一般而言，羰基保护基对于硷性环境都有良好的抗性，只有在某些特定的酸性或氧化、还原条件之下，保护基才会产生改变。
图十、常见的羰基保护基 （作者绘製）
首先讨论由甲醇形成的缩酮保护基，其反应条件为利用少量的甲苯磺酸或盐酸作为酸性环境来源，将含羰基化合物与甲醇进行反应（图十一）。为了使反应进行完全，通常会加入分子筛除水，或是加入过量的甲醇使反应的平衡向右。
图十一、以甲醇将羰基上保护之流程（作者绘製）
由甲醇所形成的保护基的保护效果很好，只有在酸性条件下会被水解成原本的羰基，除此之外不容易受到强硷、亲核剂、亲电子剂、氧化或还原剂的作用（表一）。故其常用的去除保护基的条件即是利用甲苯磺酸作为酸性环境来源，以一般的有机溶剂（如丙酮）作为溶剂，在室温下反应即可得到去保护的产物。
表一、以甲醇作为保护基在各条件稳定性之整理（资料来源：参考资料 4）
接着考虑由二醇类化合物（乙二醇、1, 3-丙二醇）所形成保护基的状况，其反应条件为利用少量的甲苯磺酸作为酸性环境的来源，将含羰基化合物与二醇类化合物作用，以甲苯为溶剂加热并迴流，并搭配 Dean-Stark 装置将反应中所脱除的水给去除。（图十二）
图十二、以二醇类化合物将羰基上保护之流程（作者绘製）
由二醇类化合物所形成的保护基的稳定性，相较由甲醇所形成的保护基来的差，在 pH = 4 的环境下即有可能水解。此外在有 Br2 及 Cl2 或极强氧化剂的条件之下，也较不稳定（表二）。而一般用来去除保护基的条件为利用少量的甲苯磺酸作为酸性环境来源，以丙酮作为溶剂，在室温下反应即可去除保护基。
表二、以二醇类作为保护基在各条件稳定性之整理（资料来源：参考资料 4）
最后我们考虑由二硫醇类化合物（乙二硫醇、1, 3-丙二硫醇）所形成的保护基。其反应条件为在布忍斯特酸 (Br?nsted acid) 或路易士酸的催化下，将含羰基化合物与二硫醇类化合物反应，以二氯甲烷作为溶剂，其中常用的布忍斯特酸为甲苯磺酸，而常用的路易士酸为三氟化硼乙醚 (boron trifluoride etherate)。（图十三）
图十三、以二硫醇类化合物将羰基上保护之流程（作者绘製）
与二醇类所形成保护基相比，二硫醇是较好的亲核剂，因此更容易形成缩硫酮保护基，反应的过程甚至不一定要除水，而且时常是在有水的环境下进行。此外，含羰基化合物与二硫醇所形成的缩醛、缩酮化合物是有机合成中重要的中间体，其可进行下列两种反应：(1) 缩醛化合物与硷作用可去质子化而产生亲核性，而这是一般缩醛所没有的性质；(2) 在雷尼镍的催化下，缩硫酮被还原成亚甲基。（图十四）
图十四、缩硫醛常见之化学反应（作者绘製）
缩硫酮之保护基对于酸硷有较好的耐受性，然而在许多氧化剂、还原剂的条件下，其保护功能却容易失效，也因此去除缩硫酮保护基往往需要严苛的条件（强氧化剂、强还原剂、强酸、强硷）（表三）。此外而且因为其含有硫原子，会对金属催化剂产生毒化作用，使其失去效果，故往往需要较大量的催化剂。
表三、以二硫醇类作为保护基在各条件稳定性之整理（资料来源：参考资料 4）
本文仅对羰基常见的保护基作介绍，实际在有机合成所碰上的情况会远比本文探讨之例子複杂许多，而对于不同的保护基之特性有所了解之后，才能对于不同的条件选择适当的保护基，并顺利地合成出预期的目标产物。
参考文献
