Kimia Organik Sintesis

Gugus Pelindung

Sintesis dari molekul organik adalah aspek yang paling penting dari kimia organik. Ada dua bidang utama penelitian di bidang sintesis organik, yaitu sintesis total (total sythesis) dan metodologi (metodhology). Sebuah sintesis total adalah sintesis kimia lengkap senyawa kimia organik yang komplek dari molekul yang simpel (sederhana), yang tersedia secara komersial atau perkusor alami. Penelitian metodologi biasanya melibatkan tiga tahapan utama, yaitu penemuan (Discovery), optimasi dan study lingkungan (optimization and study of scope) dan keterbatasan (Limitations). Beberapa kelompok peneliti dapat melakukan sintesis total untuk menampilkan metodologi baru dan dengan demikian menunjukkan aplikasinya untuk sintesis kompleks senyawa lainnya.

Gugus pelindung adalah suatu gugus fungsional yang digunakan untuk melindungi gugus tertentu supaya tidak turut bereaksi dengan pereaksi atau pelarut selama proses sintesis kimia berlangsung. Gugus pelindung harus memenuhi sejumlah persyaratan, antara lain :

a.   Mudah untuk direaksikan, tanpa generasi pusat stereogenik baru, dan mudah untuk dihilangkan;

b.  Memiliki minimal fungsi tambahan untuk menghindari tempat lanjut reaksi;

c.   Membentuk turunan kristal dengan reaksi yang tinggi sehingga hasil yang dapat dengan mudah dipisahkan dari produk samping;

d.  Tidak mengganggu reaksi yang dilakukan sebelum dihilangkan;

e.   Dapat dibelah dalam berbagai kondisi termasuk solvolisis dasar, asam, logam berat, ion fluorida, eliminasi reduktif, eliminasi, hidrogenolisis, oksidasi, reduksi melarutkan logam, substitusi nukleofilik, transisi katalis logam, cahaya dan enzim;

f.    Harus tetap melekat sepanjang sintesis dan mungkin dihapus setelah selesai sintesis.

Ketika reaksi kimia yang akan dilakukan secara selektif pada satu situs reaksi dalam multifungsi senyawa organik (molekul organik mengandung dua atau lebih dari dua reaktif kelompok) dan kami ingin reaksi pada satu tempat yang reaktif, maka tempat reaktif lain harus sementara diblokir atau diprotek. Langkah ini disebut deproteksi. Perlindungan dan deproteksi gugus fungsional telah mendapat perhatian dalam beberapa tahun terakhir bukan hanya karena kepentingan fundamentalnya, tetapi juga karena peran nya dalam multi-langkah sintesis.

Untuk memilih spesifik c gugus pelindung, ahli kimia harus mempertimbangkan secara detail semua aktan ulang, kondisi reaksi, dan fungsi yang terlibat dalam skema sintetis yang diusulkan. Pertama ia harus mengevaluasi semua gugus fungsional dalam reaktan untuk menentukan orang-orang yang akan menjadi tidak stabil dengan kondisi reaksi yang diinginkan dan membutuhkan perlindungan. Kimiawan maka harus memeriksa reaktivitas dari gugus pelindung mungkin, tercantum dalam Charts Reaktivitas, untuk menentukan kompatibilitas gugus dan reaksi kondisi pelindung.

Berikut adalah jenis-jenis gugus pelindung pada berbagai gugus fungsi :

Gugus Alkohol

•   Asetil (Ac) – dihilangkan dengan asam atau basa (lihat gugus asetoksi).

•   Benzoil (Bz) – dihilangkan dengan asam atau basa, lebih stabil dibanding gugus Ac.

•   Eter metiltiometil – dihilangkan dengan asam.

•   Pivaloil (Piv) – dihilangkan dengan asam, basa atau agen pereduksi. Secara umum lebih stabil dibanding gugus pelindung asil lainnya.

•   Tetrahidropiranil (THP) – dihilangkan dengan asam.

•   Tetrahidrofuran (THF) - dihilangkan dengan asam.

•   Tritil (trifenilmetil, Tr) – dihilangkan dengan asam and hidrogenolisis.

Gugus Asam Karboksilat

a.    Alkil ester

Formation: Fischer esterification (RCOOH + R’OH + H+)

o    Acid chloride + ROH, pyridine

o    t-Butyl esters: Isobutylene & acid

o    Methyl esters: Diazomethane

Cleavage: LiOH, THF, H2O

·         Enzyme hydrolysis

·         t-Butyl esters are cleaved with aq. acid

·         Bu

·         2SnO, PhH, reflux

b.    9-Fluorenylmethyl esters (Fm):

Gugus Amina

Untuk Melindungi gugus amina dapat dilakukan dengan menggunakan :

• Gugus Karbobenziloksi (Cbz) – dihilangkan dengan hidrogenolisis
• Gugus Asetil (Ac) umum digunakan dalam sintesis oligonukleotida untuk proteksi N4 dalam basa nukleat sitosin dan N6 dalam basa nukleat adenin dan dihilangkan dengan perlakuan dengan basa, lebih sering, dengan amonia berair atau gas atau metilamina. Ac terlalu stabil untuk langsung dihilangkan dari amida alifatik.
• Gugus Benzoil (Bz) umum digunakan dalam sintesis oligonukleotida untuk proteksi N4 dalam basa nukleat sitosin dan N6 dalam basa nukleat adenin dan dihilangkan dengan perlakuan dengan basa, lebih sering, dengan amonia berair atau gas atau metilamina. Bz terlalu stabil untuk langsung dihilangkan dari amida alifatik.
• Gugus Benzil (Bn) – dihilangkan dengan hidrogenolisis
• Dll
  

Gugus Aldehid Dan Keton

Keton dan aldehid biasanya dilindungi senyawa siklik atau nonsiklik dari ketal dan acetal.

Sumber :

Amandatie. Buku pegangan mahasiswa kimia organik sintesis. FMIPA.UNY.

https://id.wikipedia.org/wiki/Gugus_pelindung

wuts peter. 2006.Protective Groups In Organic Synthesis.citation.

H-423 Course on Organic Synthesis; Course Instructor: Krishna P. Kaliappan