Selasa, 13 Oktober 2020

DEPROTEKSI GUGUS PELINDUNG DALAM SINTESIS ORGANIK


Didalam sintesis organik terdapat suatu istilah yaitu, Deproteksi. Deproteksi merupakan suatu keadaan dimana adanya penghilangan (reduksi) suatu gugus pelindung sehingga berubah menjadi suatu gugus fungsi awal. Apabila molekul mengandung beberapa gugus fungsional yang mirip, mungkin perlu dilindungi dengan cara yang berbeda, sehingga mereka juga dapat dihilangkan dengan kondisi yang berbeda-beda.    

Adanya penghilangan gugus pelindung dapat terjadi karena beberapa hal, yaitu sebagai berikut :

Solvolisis dasar penguraian oleh pelarut (contoh : Hidrolisis, Alkoholisis)

Hidrogenolisis

Logam berat

Ion fluoride

Fotolitik

Asam / basa

Elektrolisis

Eliminasi reduktif

β – eliminasi

Oksidasi

Substitusi nukleofilik

Katalisis logam transisi

Enzim


1. Misalnya untuk gugus keton (karbonil) digunakan gugus pelindung dengan dasar Reaksi antara aldehid dan keton akan menghasilkan asetal dan Reaksi antara alcohol dan keton akan menghasilkan ketal.

 

Mekanisme reaksinya yaitu :

Tahap 1

Tahap pertama merupakan  reaksi penambahan gugus pelindung (proteksi) terhadap gugus keton dengan menggunakan reagen etanadiol (OHCH2CH2OH) dan menggunakan pelarut TsOH (p-Toluenesulfonic acid monohydrate) dan benzen yang berfungsi untuk mendeaktifasi gugus karbonil (C=O) pada ester (alkil alkanoat) sehingga gugus pelindung tidak melindungi gugus karbonil pada ester tapi melindungi gugus keton.

Pada tahap ini, terbentuk gugus pelindung berupa ketal yang tahan dengan penambahan reduktor dan dengan mudah dilepaskan (deproteksi) menggunakan asam dan kalor. 

Pada mekanisme diatas, O dari etanadiol yang bermuatan negative menyerang karbonil yang bermuatan positif sehingga ikatan O lepas dan O menjadi bermuatan negatif, yang selanjutnya O bermuatan negatif tersebut akan mengikat H pada OH. Tahapan selanjutnya adalah proses reaksi dehidrasi (penghilangan molekul air) sehingga terbentuk gugus ketal.

Tahap 2

Tahap selanjutnya adalah terjadi reaksi reduksi oleh LiAlH4 menjadi senyawa alkohol.

Tahap 3

Pada tahap ini adalah tahap terakhir adalah reaksi deproteksi, yaitu penghilangan gugus pelindung ketal sehingga dihasilkan gugus fungsi awalnya yaitu keton dengan menggunakan H3O+ (suatu air yang diasamkan).

Pada tahap ini, OH dari air yang bermuatan negative menyerang H yang berada di sebelah atom O sehingga ikatan O disebelahnya menjadi rangkap dan ikatan O satu lagi akan lepas dan menjadi bermuatan negatif, dan selanjutnya O yang negatif tersebut akan mengikat H dari air, sehingga etanadiol  lepas dan terbentuk gugus keton seperti semula.

2. Mekanisme Proteksi dan Deproteksi Gugus Alkohol

          Reaksi gugus alkohol (RO-H) dengan tert-butil dimetil silil klorida dan imidazol.

  Mekanisme Proteksi Alkohol

      Alkohol direaksikan untuk melindungi bagian silil pada tert-butil dimetil silil klorida. Pada senyawa tert-butil silil dimetil klorida (TBDMS-Cl), atom -Cl akan bereaksi dengan atom hidrogen (-H) pada gugus R-OH. Dimana Oksigen pada R-O memiliki pasangan elektron bebas yang akan berikatan langsung dengan silil. Reaksi ini disebut reaksi substitusi. Dari reaksi substitusi tersebut, terbentuklah ikatan oksigen (R-O) dalam senyawa tert-butil dimetil silil klorida (TBDMS-Cl). Namun, senyawa yang terbentuk tersebut masih bersifat perantara. Oksigen berikatan dengan silil dan hidrogen berikatan dengan oksigen sehingga oksigen bermuatan positif. Sedangkan Cl- masih berada diluar. Dengan kehadiran imidazol, akan menarik atom hidrogen keluar sehingga akan membentuk ikatan antara TBDMS-Cl dengan gugus R-O. Imidazol akan mengikat anion  Cl- dan atom hidrogen (H+) membentuk HCl yang menjadi produk sampingan. 


    Mekanisme Deproteksi Alkohol

      Dari reaksi diatas, setelah terbentuk ikatan TBDMS-O-R dengan atom oksigen beserta alkilnya (R-O), gugus alkohol (R-O) akan dihilangkan (mengalami deproteksi).

  Dalam mekanisme deproteksi ini gugus alkohol menggunakan asam fluorida (H-F) sebagai deprotektor.Lalu, TBDMS-O-R yang berikatan dengan atom oksigen berserta alkilnya (R-O), atom fluorida (-F) pada H-F akan berikatan langsung pada bagian silil dari TBDMS-O-R sehingga membentuk TBDMS-F serta ion H+ yang ditinggalkan -F dari H-F (asam fluorida). Atom oksigen pada R-O lebih elektronegatif sehingga Si akan menarik elektron ke oksigen Sehingga didapatkan kondisi R-O- (disebut ion alkanolat) dan ikatan silil dengan atom fluorida yang muatannya telah netral. R-O- yang bermuatan negatif akan berikatan dengan atom hidrogen (H+) sehingga akan terbentuk kembali gugus alkohol (RO-H). 


Video terkait :

https://youtu.be/2HymGUQLIis


PERMASALAHAN :

1. Didalam blog saya terdapat reaksi gugus alkohol (RO-H) yang direaksikan dengan tert-butil dimetil silil klorida dan imidazol. Dimana pada reaksi tersebut untuk mendeproteksi gugus alkohol digunakan asam fluorida (H-F). Nah, bagaimana yang terjadi apabila suatu gugus alkohol dideproteksi dengan asam lainnya ?

Tidak ada komentar:

Posting Komentar

SENYAWA TURUNAN STEROID

Steroid merupakan kelompok senyawa yang penting dengan struktur dasar sterana jenuh dengan 17 atom karbon dan 4 cincin. Senyawa yang termasu...