Proteksi Gugus Fungsi dalam Sintesis Senyawa Organik

Proteksi Gugus Fungsi dalam Sintesis Senyawa Organik

Gugus proteksi (Gugus Pelindung)

Gugus pelindung atau gugus proteksi adalah gugus fungsi yang digunakan untuk melindungi gugus tertentu agar tidak turut bereaksi dengan pereaksi atau pelarut yang digunakan selama proses sintesis.

Reaksi kimia yang memiliki gugus fungsi lebih dari satu memerlukan reaksi yang selektif untuk menghindarkan terjadinya reaksi terhadap seluruh gugus fungsi yang ada akibat pengaruh dari pereaksi yang berlebihan. Untuk mendapatkan reaksi yang selektif terhadap gugus fungsi yang menjadi sasaran perubahan reaksi, maka gugus fungsi lain yang memiliki potensi untuk terserang diberi perlindungan. Perlindungan terhadap gugus fungsi yang diharapkan tidak mengalami perubahan tersebut dilakukan dengan cara melindungi gugus fungsi itu terlebih dahulu secara selektif agar tidak terserang oleh pereaksi yang diberikan.

Semua gugus fungsi memiliki cara tertentu melalui penggunaan pereaksi untuk melindunginya, baik gugus karbonil, hidroksil, amino, ikatan rangkap dan gugus lainnya.  Gugus pelindung dapat ditambahkan ke dalam molekul melalui modifikasi kimia pada suatu gugus fungsi untuk mencapai kemoselektivitas pada reaksi kimia selanjutnya. Gugus ini memainkan peranan penting dalam sintesis organik multitahap. Gugus pelindung contohnya adalah diol dan tiol.

                                        

Dalam banyak preparasi senyawa organik, beberapa bagian spesifik pada molekul tidak dapat bertahan pada kondisi reaksi atau pereaksi yang digunakan. Sehingga, bagian tersebut, atau gugus, harus dilindungi. Contohnya, litium aluminium hidrida sangat reaktif namun merupakan pereaksi yang sangat beguna untuk mereduksi ester menjadi alkohol.

ALKIL ETER DAN ALKOKSIALKIL

Eter tetrahidropiranil yang stabil untuk basis dan perlindungan akan dihapus oleh asam-katalis hidrolisis. Misalnya, geraniol dilindungi sebagai geraniol tetrahidropiranil eter di hadapan piridinium p-toluenesulfonate (PPTs) reagen. ¢ Ini adalah eter dibelah dengan PPTs di ethanol hangat.

                              

Gugus pelindung asam karboksilat secara umum

Asam karboksilat dilindungi sebagai esternya seperti metil ester, ters-butil ester, alil ester, ester benzil, ester fenasil dan ester alkoksialkil. Ester dibentuk oleh reaksi asam karboksilat dengan alkohol, dan reaksi dikenal sebagai esterifikasi.

                                    

Meskipun banyak metode yang berguna dan dapat diandalkan untuk esterifikasi asam karboksilat, namun perlu mengetahui proses yang lain untuk menggantikan metodologi klasik dengan alternatif yang lebih jinak, ditandai dengan penerapan umum. Dua metode baru untuk pembentukan ester dari asam karboksilat ditunjukkan dalam gambar berikut

                                     

Ester alkoksialkil dan ester silil juga mudah disiapkan dan dipecah. Sebagai contoh, 2-(trimetilsilil) ester etoksimetil biasanya dipecah dengan HF dalam asetonitril oleh ion fluor.

                                         

Metil ester dihilangkan dengan asam atau basa. Lithium hidroksida juga memecah gugus ester metil sedangkan gugus Boc tetap utuh.

                               

Apabila terdapat suatu gugus fungsional yang dapat bereaksi dua kali, maka bahan awal dan produk pertama akan berkompetisi untuk menyerang reagen. Reaksi ini akan berhasil baik apabila produk pertama kurang reaktif bila dibanding bahan awal.  Senyawa klorida asam (Ion fluoride) dapat digunakan untuk melindungi gugus amino dalam sintesis peptida. Diskoneksi ikatan ester memberikan bahan awal yang sederhana, tetapi dalam sintesis senyawa COCl2 (fosgene) dimana hanya berekasi sekali dengan PhCH2OH. Hal ini dapat berhasil karena separuh senyawa ester (Ion fluoride) kurang reaktif karena dapat mengalami konjugasi (Fotolitik).

Bila yang diinginkan bereaksi adalah gugus yang kurang reaktif dari dua gugus fungsional yang berbeda, atau apabila produk pertama dari suatu reaksi mempunyai satu gugus fungsional yang sama atau lebih reaktif dibandingkan bahan awal, maka gugus yang lebih reaktif harus dilindungi dengan gugus pelindung. Asam amino (Asam / basa) merupakan konstituen protein, mempunyai dua gugus fungsi yaitu -COOH dan gugus -NH2 , dimana gugus -NH2 lebih reaktif dibandingkan gugus -COOH. Apabila menginginkan gugus -COOH yang bereaksi maka gugus -NH2 harus dilindungi.  Senyawa (Ion fluoride) dapat digunakan sebagai gugus pelindung untuk gugus -NH2 .

Perlu dicatat bahwa senyawa (Ion fluoride) dapat bereaksi dua kali dengan gugus amino, tetapi produk pertama (Elektrolisis) kurang reaktif karena lebih terkonjugasi dibanding senyawa (Ion fluoride). Dalam sintesis senyawa tiol, RSH, dengan reaksi alkilasi langsung terhadap H2S merupakan reaksi yang tidak baik, hal ini disebabkan karena produk yang terbentuk mempunyai reaktivitas yang relatif sama dengan bahan awal, sehingga reaksi akan berlanjut dan menghasilkan senyawa sulfida, RSH.  Untuk membuat senyawa tiol dapat digunakan senyawa tiourea (Eliminasi reduktif) sebagai aktivitas H2S yang terlindungi, garam tiouronium (β-eliminasi) tidak mampu bereaksi lebih lanjut dan susah terhidrolisis menjadi tiol.

Permasalahan:

1. Bagaimana caranya agar tidak terjadinya pereaksi yang berlebihan?

2. Apa yang terjadi jika gugus fungsional dapat bereaksi dua kali?

3. mengapa Dalam sintesis senyawa tiol, RSH, dengan reaksi alkilasi langsung terhadap H2S merupakan reaksi yang tidak baik?