Proteksi Gugus Pelindung Alkohol dan Amina

Proteksi Gugus Pelindung Alkohol dan Amina

PROTEKSI GUGUS ALKOHOL

Dalam sintesis organic kemoselektivitas menjadi masalah yang sering kali kita jumpai. Hal ini dapat dilihat jika pada molekul yang akan direaksikan mengandung dua gugus fungsi yang reaktif padahal kita hanya menginginkan salah satu dari kedua gugus yang bereaksi. Salah satu cara mengatasinya dengan menggunakan gugus pelindung.  Gugus pelindung adalah gugus fungsi yang digunakan untuk melinddungi gugus tersebut sehingga tidak bereaksi dengan pereaksi atau pelarut selama proses sintesis.

Syarat gugus pelindung yang baik yaitu sebagai berikut:

1. Mudah dimasukkan dan mudah dihilangkan
2. Resisten terhadap reagen yang akan menyerang gugus fungsional  yang tidak terlindungi
3. Stabil dan hanya bereaksi dengan pereaksi khusus untuk mengembalikan gugus fungsi aslinya
4. Gugus pelindung seharusnya tidak mengganggu reaksi yang dilakukan sebelum dihapus

Berbagai macam gugus pelindung bisa digunakan dalam sintesis organic salah satunya gugus pelindung untuk alcohol. Alkohol adalah  senyawa organik apa pun yang memiliki gugus hidroksil (-OH) yang terikat pada atom karbon, dengan rumus umum ROH. Dalam mensintesis ataupun memodifikasi suatu senyawa organik yang memiliki gugus fungsi alkohol, sedangkan yang ingin dimodifikasi adalah gugus fungsi yang bukan alkohol maka dapat terlebih dahulu dilindungi gugus fungsi alkohol tersebut. adapun gugus pelindung yang dapat melindungi gugus fungsi alkohol baik dalam suatu alkil ataupun aril dapat dilihat pada tabel dibawah ini:

Gugus	Gugus  Pelindung	Penambahan	Penghilangan	Ketahanan  GP	GP  reaktif terhadap
Alkohol (ROH)	Eter  (ROCH2Ph)	PhCH2Br/basa	H2/katalis, atau HBr	Basa/oksidasi, elektrofil	HX nukleofil
	Asetal (THP)	DHP	H+/ H2O	Basa	asam
	MEM	ROCH2O(CH2)OMe	ZnBr2	Basa	asam
	Ester (RCOOR’)	R’COCl /piridin	NH3, MeOH	Basa/oksidasi, elektrofil	nukleofil
Fenol (Ar-OH)	Eter (ArOMe)	Me2SO4 K2CO3	HI, HBr atau BBr3	Basa, elektrofil lemah	Serangan elektrofil ke cincin
	Asetal (ArOCH2OMe)	MeOCH3Cl / basa	HOAc, H2O	Basa, elektrofil lemah	Serangan elektrofil ke cincin

Untuk dapat lebih memahami bagaimana gugus fungsi alkohol dapat dilindungi oleh salah satu gugus pelindung pada tabel diatas maka saya beri contoh bagaimana mekanisme reaksi gugus pelindung melindungi gugus fungsi alkohol yang dapat dilihat contoh reaksinya dibawah ini :

Dalam sintesis organik, gugus 2-tetrahidropiranil gigunakan sebagai gugus pelindung untuk alkohol. Reaksi alkohol dengan dihidropiran membentuk tetrahidropiranil eter, melindungi alkohol dari berbagai macam reaksi. Alkohol tersebut kemudian dapat dikembalikan dengan hidrolisis asam dengan pembentukan 5-hidroksipentanal.

Proteksi gugus alcohol dengan eter

Proteksi  gugus alcohol dengan asetal

Gugus pelindung Amina

Amina merupakan senyawa organik dan gugus fungsional yang isinya terdiri dari senyawa nitrogen atom dengan pasangan sendiri. Amino merupakan derivatif amoniak. Biasanya dipanggil amida dan memiliki berbagai kimia yang berbeda. Yang termasuk amino ialah asam amino, amino biogenik, trimetilamina, dan anilina.

Perlindungan Nitrogen terus menarik banyak perhatian dalam berbagai bidang kimia, seperti peptida, nukleosida, polimer dan sintesis ligan. Tetapi, dalam beberapa tahun terakhir, sejumlah gugus pelindung nitrogen telah digunakan sebagai pembantu kiral. Dengan demikian, desain baru, lebih ringan dan metodenya lebih efektif untuk perlindungan nitrogen masih aktif dalam topik sintesis kimia.

Gugus pelindung Imida dan amida: Kelompok ftalimida telah berhasil digunakan untuk melindungi gugus amino. Pembelahan dari N-alkilftalimida (1,81) mudah dilakukan dengan hidrazin, dalam larutan panas atau dalam dingin untuk waktu yang lama untuk memberikan 1,82 dan amina. Basa-katalis hidrolisis N-alkilftalimida 1.81 juga memberikan yang sesuai amina (Skema 1,32).

Reaksi-reaksi transformasi kitosan pada N atau N dan O umumnya dilangsungkan tanpa melakukan proteksi (perlindungan) terhadap gugus OH primer maupun pada OH skunder.Reaksi N-asilasi kitosan dilakukan dengan mereaksikan asam karboksilat dengan kitosan. Pemanasan larutan kitosan dalam asam formiat 100 % pada suhu 90 C dengan penambahan sedikit demi sedikit piridin, akan menghasilkan N- formilkitosan, serta N-Asetil dalam asam asetat 20%. Pereaksi yang sangat banyak digunakan untuk N-asilasi kitosan adalah asil anhidrida, baik dalam kondisi homogen dan heterogen. (Kaban, 2007). Mekanisme reaksi gugus pelindung asetil pada kitosan :

Reaksi N,O-asilasi kitosan, pemanasan selama delapan jam pasa suhu 60 C campuran kitosan dengan asil klorida dengan katalis piridin kering dalam pelarut kloroform, menyebabkan semua gugus fungsi dari kitosan mengalami alkilasi. Hasil reaksi berupa O,O-alkilasi dan N,N-alkilasi, dihidrolisis selama 20 jam menggunakan larutan NaOH 1 molar suhu 60 C mampu memutuskan ikatan ester dan menghasikan senyawa amida dari kitosan dalam bentuk N,N-asil kitosan. Perbandingan volume piridin dan klorofor m yang digunakan mempengaruhi derajat substitusi asilasi dari kitosan.(Chun, et al., 2005). Mekanisme reaksi sintesis asil kitosan adalah sebagai berikut :

Gugus pelindung lain yang sering digunakan sebagai gugus pelindung amina adalah t-butiloksikarbonil (t-Boc). Gugus ini mudah dideproteksi dengan menggunakan asam trifluoro asetat (TFA), suatu kondisi yang lebih lembut dibandingkan dengan kondisi deproteksi Cbz. Ketersediaan dua gugus pelindung ini memberikan kemudahan strategi sintesis peptida yang mengandung lisin. Gugus α-amino dapat diproteksi dengan t-Boc, sementara amino rantai samping diproteksi dengan Cbz. Selama sintesis, α-amino dapat dideproteksi dengan TFA, tanpa mempengaruhi rantai samping yang diproteksi Cbz. Selain Cbz dan t-Boc, gugus pelindung amina lainnya yang sering digunakan adalah 9-florenilmetoksikarbonil (Fmoc), yang diperkenalkan oleh Carpino. Misalnya, gugus pelindung uretan seperti benziloksikarbonil (Cbz), tertbutoxycarbonyl (Boc) dan (fluorenylmethoxy) karbonil (Fmoc) mudah diperkenalkan sebagai berikut yang ditunjukkan dalam Skema dibawah ini :

Gugus amino juga dapat dilindungi dengan membentuk sulfonil nya [seperti arilsulfonil atau 2 (trimetilsilil) etil sulfonil], sulfenil dan turunannya silil. 2-atau 4-nitrofenilsulfonamida turunan dari asam amino yang berguna untuk substrat mono-N-alkilasi hanya menggunakan karbonat cesium (Cs2CO3) sebagai basis. Misalnya seperti berikut ini :

 

Referensi:

Warren, Stuart. 1981. Sintesis Organik Pendekatan Diskoneksi. Yogyakarta: Gadjah Mada University Press.

R. A. Earl L. B. Townsend (1990). "Methyl 4-Hydroxy-2-butynoate". Org. Synth.; Coll. Vol.7: 334.