GUGUS-GUGUS PELINDUNG SINTESIS SENYAWA ORGANIK

Gugus pelindung merupakan suatu gugus fungsional yang digunakan untuk melindungi gugus tertentu agar tidak turut bereaksi dengan pereaksi atau pelarut selama proses sintesis kimia sedang berlangsung.  Gugus pelindung  ditambahkan ke dalam molekul melalui modifikasi kimia pada suatu gugus fungsi  untuk mencapai kemoselektivitas pada reaksi kimia selanjutnya. Gugus ini memiliki peranan yang  penting dalam sintesis organik multitahap. Dalam banyak preparasi senyawa organik, beberapa bagian spesifik pada molekul tidak dapat bertahan pada kondisi reaksi atau pereaksi yang digunakan. Sehingga, bagian atau gugus tersebut harus dilindungi.

Misalnya pada litium aluminium hidrida sangat reaktif yang merupakan pereaksi yang sangat beguna untuk mereduksi ester menjadi alkohol. Pereaksi tersebut akan mudah sekali bereaksi dengan gugus karbonil, tanpa dapat menseleksi  yang mana gugus karbonil yang seharusnya dapat  direduksi. Ketika reduksi ester dibutuhkan namun terdapat gugus karbonil lainnya dalam molekul target tersebut, penyerangan hidrida pada gugus karbonil tersebut harus dicegah. Misalnya, karbonil diubah ke dalam gugus asetal, yang tidak bereaksi dengan hidrida. Asetal tersebut kemudian disebut sebagai gugus pelindung karbonil. Setelah tahapan yang memerlukan hidrida telah  selesai dilakukan, asetal tersebut dihilangkan (direaksikan dengan asam berair), mengembalikannya ke gugus karbonil semula. Tahapan ini disebut sebagai deproteksi.

Gugus pelindung  mempunyai persyaratan untuk bisa bereaksi dalam reaksi kimia, yaitu sebagai berikut :

1. Gugus pelindung yang digunakan harus lebih reaktif

2. Gugus pelindung yang dipakai harus dengan mudah bereaksi dengan molekul target.

3. Kondisi reaksi dalam memasukkan gugus pelindung harus stabil.

4. Dapat dimasukkan pada kondisi reaksi ringan

5. Gugus pelindung harus dapat dengan mudah dihilangkan tanpa mengganggu reaksi akhirnya

 

Berikut beberapa Gugus pelindung yang umum digunakan, antara lain :

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 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
                                    

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

 

Namun, pembentukan THP eter merupakan  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 (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 dengan metode untuk mempengaruhi deproteksi dari propargil ethers53.

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. Alkohol bereaksi cepat dengan trialkilsilil klorida (R3SiCl) untuk memberikan trialkilsilil ethers59 (ROSiR3) dengan adanya basis amina seperti trietilamina, piridin, imidazole atau 2,6-lutidine. 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.

                                         

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. 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.

Berikut ini tabel mekanisme reaksi dalam sintesis organik :

 

 Video terkait :

https://youtu.be/O96B5Cc5PLg

PERMASALAHAN :

1. Gugus pelindung memiliki beberapa persyaratan tertentu untuk dapat bereaksi dalam reaksi kimia. Salah satunya yaitu Kondisi reaksi dalam memasukkan gugus pelindung harus stabil. Nah, Bagaimana yang terjadi apabila kondisi reaksi saat memasukkan gugus pelindung tidak stabil ?