Gugus Pelindung dalam Sintesis Organik

GUGUS PELINDUNG

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. Penyusunan molekul organik kompleks menuntut tersedianya berbagai gugus untuk memungkinkan kelangsungan hidup kelompok fungsional reaktif selama berbagai operasi sintesis, akhirnya mengakibatkan produksi selektif dari molekul target. Misalnya, dalam konversi etil 5-okso-hexanoat (1.76) menjadi 6-hidroksi-2-hexanon (1.77), diperlukan untuk memblokir gugus keton pertama dan kemudian gugus ester berkurang dengan LiAlH4. Gugus keton dilindungi sebagai asetal karena gugus asetal tidak bereaksi dengan reduktor LiAlH4. Pada tahap akhir gugus asetal dihilangkan dengan pnambahan asam. Keseluruhan skema transformasi ini diberikan dalam Skema 1.17.

Gugus pelindung harus memenuhi sejumlah persyaratan, antara lain :

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

·               Memiliki minimal fungsi tambahan untuk menghindari tempat lanjut reaksi;

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

·               Tidak mengganggu reaksi yang dilakukan sebelum dihilangkan;

·           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;

·               Harus tetap melekat sepanjang sintesis dan mungkin dihapus setelah selesai sintesis;

     I.          Kelompok Hidroksi

Kelompok hidroksil harus dilindungi selama oksidasi, asilasi, halogenasi, dehidrasi dan reaksi lain yang rentan. Gugus hidroksil dilindungi dengan membentuk eter alkil nya, eter alkoksialkil, eter silil dan ester. Namun, eter lebih disukai atas ester karena stabilitas nya dalam asam asetat dan kondisi dasar.

a)    Alkil eter dan alkoksialkil

Alkil eter umumnya disiapkan dengan penambahan asam-katalis dari alkohol ke alkena atau Sintesis eter Williamson (Skema 1,18).

Eter tetrahidropiranil yang stabil untuk basis dan perlindungan akan dihapus oleh asam-katalis hidrolisis. Misalnya, geraniol (1.60) dilindungi sebagai geraniol tetrahidropiranil eter (1.80) di hadapan piridinium p-toluenesulfonate (PPTs) reagen. Ini adalah eter dibelah dengan PPTs di ethanol 39 hangat (Skema 1.19).

Namun, pembentukan THP eter memperkenalkan sebuah pusat stereogenik baru. Pengenalan eter THP ke molekul kiral sehingga menghasilkan pembentukan diastereoisomer. Fenol dilindungi sebagai metil ethers 40, 41, ters-butil eter, eter alil dan benzil eter.

Aril eter Propargylic (juga ester) yang dibelah oleh benzil trietil ammonium tetra tiomolibdat dalam asetonitril di kamar dengan temperatur 52. Ester alil tidak dibelah di bawah kondisi ini. Electroreduction di hadapan Ni-bipiridin kompleks seperti katalis lain metode untuk mempengaruhi deproteksi dari propargil ethers53. 

Eter alkoksialkil berikut biasanya terbentuk dari senyawa hidroksi:

Sebuah eter 2-methoxyethoxymethyl (Memor) biasanya disiapkan dalam kondisi non-asam dalam larutan metilen klorida atau di bawah kondisi dasar. Kelompok MEM eter dapat dihapus dalam hasil yang sangat baik dengan asam trifluoroasetat (TFA) dalam diklorometan (1:1). Kelompok MEM juga dapat dihilangkan dengan pengobatan dengan seng bromida (ZnBr2), titanium klorida (TiCl4) atau bromocatechol borana. Ketika diol MEM-dilindungi diperlakukan dengan seng bromida (ZnBr2) dalam etil asetat, 1,3-dioksan terbentuk dan mekanisme Reaksi ini diberikan dalam Skema 1,23.

Methoxymethyl (MOM) kelompok merupakan salah satu yang terbaik untuk melindungi kelompok alkohol dan fenol54. Eter dapat dibuat dengan memperlakukan baik alkohol atau fenol dengan MOMCl (methoxymethyl klorida) or MOMOAc (methoxymethyl asetat) (Skema 1,24). Hal ini stabil untuk berbagai reagen yang umum digunakan, seperti basis yang kuat, pereaksi Grignard, alkyl lithiums dan litium aluminium hidrida Asam-katalis hidrolisis menghilangkan kelompok MOM.

The methylthiomethyl eter (MTMOR): Tersier gugus hidroksil, yang rentan terhadap asam-katalis dehidrasi, dapat dengan mudah dilindungi sebagai MTM eter dan sembuh dalam kondisi baik menghasilkan. MTM eter dari gugus hidroksil dapat dibentuk baik oleh Williamson khas sintesis eter atau reaksi dengan dimetilsulfoksida (DMSO) dan anhidrida asetat (Ac2O). Dalam kasus terakhir, reaksi berlangsung dengan Pummerer rearrangement56-58 (Skema 1,25).

Mekanisme penataan ulang Pummerer diberikan dalam Skema 1,26. 

Methylthiomethyl (MTM) kelompok dihapus oleh asam atau dapat dibelah dengan pengobatan ringan dengan perak berair atau garam merkuri (netral merkuri klorida) yang kebanyakan eter yang stabil, sebagai hasilnya, deproteksi selektif molekul polifungsional menjadi mungkin menggunakan MTM eter untuk gugus hidroksi.

b)    Eter silil

Perlindungan gugus hidroksil melalui pembentukan eter silil telah banyak digunakan dalam sintesis organik. Eter silil tahan terhadap oksidasi, sudah baik termal stabilitas, viskositas rendah dan mudah diperoleh dari senyawa awal nya. Banyak metode yang dapat digunakan untuk sintesis eter trialkilsilil (Skema 1,27). Alkohol bereaksi cepat dengan trialkilsilil klorida (R3SiCl) untuk memberikan trialkilsilil ethers59 (ROSiR3) dengan adanya basis amina seperti trietilamina, piridin, imidazole atau 2,6-lutidine (Tabel 1.2). Tidak seperti 3-alkil halida, klorida trialkilsilil (R3SiCl) menjalani substitusi nukleofilik dengan mekanisme yang mirip dengan SN2 tersebut. Anion enolat yang diperoleh dari alkohol bereaksi dengan klorida trialkilsilil (R3SiCl), menghasilkan eter trialkilsilil (R3SiOR) oleh substitusi pada oksigen. Kekuatan luar biasa dari Si-O obligasi dikombinasi lagi C-Si panjang ikatan (Crowding kurang sterik) berfungsi untuk menstabilkan transisi seperti yang ditunjukkan dalam Skema 1,28.

c)     Ester

Asilasi alkohol merupakan reaksi penting bagi ahli kimia organik sintetik, itu secara historis digunakan untuk derivatisasi dan karakterisasi alkohol. Asilasi biasanya dilakukan dengan menggunakan asil klorida atau anhidrida yang sesuai di hadapan dari dasar seperti trietilamina atau piridin (Skema 1,29). Laju reaksi cepat dapat dicapai dengan menambahkan 4 -(dimethylamino) piridin (DMAP) sebagai co-katalis.

Dengan kondisi tersebut, substrat dasar-sensitif dapat mengalami dekomposisi. Untuk menghindari Kelemahan ini, protik dan Lewis asam dapat dimanfaatkan, seperti asam p-toluenasulfonat, seng klorida, kobalt klorida atau triflat skandium.

Asetat, chloroacetate, benzoat, p-metoksi benzoat, benzil karbonat (Cbz), tertbutyl karbonat (Boc) dan 9 -(Fluorenylmethyl) karbonat (Fmoc) biasanya disiapkan untuk melindungi gugus hidroksil (Tabel 1.3).

Berikut adalah tabel mekanisme reaksi dalam sintesis organik :

Daftar Pustaka :

E. J. Corey and C. U. Kim, J. Am. Chem. Soc., 94, 7586 (1972); E. J. Corey and C. U. Kim, J.

Org. Chem., 38, 1233 (1973)

thx to : MUHAMAD GHADAFI (113234019)