DEPROTEKSI GUGUS PELINDUNG DALAM SINTESIS ORGANIK

 Gugus pelindung adalah gugus fungsi yang digunakan untuk melindungi gugus tertentu supaya tidak turut bereaksi dengan pereaksi atau pelarut selama proses sintesis. Deproteksi adalah penghilangan atau reduksi gugus pelindung menjadi gugus fungsi awal yang dilindungi.

            Pemilihan gugus pelindung :

1.      Mudah dimasukan dan dihilangkan.

2.      Tahan terhadap reagen yang akan menyerang gugus fungsional yang tidak terlindungi.

3.      Stabil dan hanya bereaksi dengan pereaksi khusus untuk mengenbalikan gugus fungsi aslinya.

4.      Gugus pelindung seharusnya tidak mengganggu reaksi yang dilakukan sebelum dihapus.

Dalam mendapatkan reaksi yang selektif terhadap gugus fungsi yang menjadi sasaran perubahan reaksi, maka gugus fungsi lain yang memiliki potensi untuk terserang diberi perlindungan. Perlindungan terhadap gugus fungsi yang diharapkan tidak mengalami perubahan tersebut dilakukan dengan cara melindungi gugus fungsi itu terlebih dahulu secara selektif agar tidak terserang oleh pereaksi yang diberikan. Semua gugus fungsi memiliki cara tertentu melalui penggunaan pereaksi untuk melindunginya, baik gugus karbonil, hidroksil, amino, ikatan rangkap dan gugus lainnya (Greene, 1991).

Gugus amino mempunyai pereaksi tertentu untuk melindunginya misalnya dengan AcOC6H4-p-NO2, pH 11. Perlindungan gugus amina dengan AcOC6H4-p-NO2 akan membentuk –NHAc.

Sebagai contoh :

Pereaksi lain yang digunakan untuk melindungi gugus amino adalah asetaldehida, ionCu(II), dan asam perklorat. Pereaksi yang menggunakan R2NCOCH2Cl dengan contoh reaksi sebagai berikut:

Deproteksi terhadap gugus amino dapat dilakukan antara lain dengan menggunakan asetat anhidrida, K2CO3, Hog kidney asilasi dan bromokatekolboran.

Gugus pelindung amina secara umum

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.

Pada sebuah penelitian, kemajuan paling penting dalam bidang sintesis peptida dilakukan oleh Bergmann dan Zervas pada 1932. Mereka memperkenalkan benziloksikarbonil sebagai gugus pelindung pada amina, sering disingkat sebagai Cbz atau notasi satu huruf, Z (berasal dari nama Zervas). Asam amino yang dilindungi dalam bentuk benzoiloksikarbonil merupakan suatu ester karbamat yang memiliki atom nitrogen yang tidak bersifat nukleofilik dan tidak reaktif dalam pembentukan ikatan peptida. Hal yang terpenting lainnya adalah gugus pelindung ini mudah dideproteksi dengan HF cair, namun tidak mempengaruhi ikatan peptida yang ada dalam struktur.

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.

Struktur Cbz-glisin (kiri), t-Boc-glisin (tengah) dan Fmoc-glisin (kanan)

Misalnya, gugus pelindung uretan seperti benziloksikarbonil (Cbz), tertbutoxycarbonyl (Boc) dan (fluorenylmethoxy) karbonil (Fmoc) mudah diperkenalkan sebagai berikut yang ditunjukkan dalam Skema dibawah ini :

Reaksi penggunaan gugus pelindung pada kitosan karena kitosan memiliki 2 gugus fungsi reaktif yang berbeda. Gugus amino kitosan lebih reaktif dibandingkan gugus hidroksil, sehingga untuk menghasilkan asilasi-O kitosan perlu dilakukan proteksi atau proteksi terhadap gugus amino tersebut. Gugus amino dapat dilindungi dengan membentuk turunan sulfonilnya [seperti arilsulfonil atau 2 (trimetilsilil) etil sulfonil], sulfenil dan sililnya. Turunan 2-atau 4-nitrofenilsulfonamida dari asam amino yang berguna untuk substrat teralkilasi mono-N yang hanya menggunakan cesium karbonat (Cs 2 CO 3) sebagai basa. Gugus sulfonamida dapat dihilangkan dalam 1,89 oleh kalium fenil tiolat (PhSH dan K 2 CO 3) dalam asetonitril untuk menghasilkan ester α-amino teralkilasi N dan reaksi terjadi tanpa raseminasi.

Basa shiff dapat digunakan sebagai gugus pelindung pada reaksi O-asilasi.

Contoh gugus pelindung untuk NH2 yaitu:

Dimana dengan menggunakan katalis asam sulfat (2 M) ditambahkan campuran suspensi kitosan dan asam alkanoat pada suhu kamar. Campuran dipanaskan pada suhu 800 C selama 4 jam disertai pengadukan. Asam sulfat yang ditambahkan akan membentuk ion hidrogen sulfit sebagai agen ionik NH3 +, yang kemudian berfungsi melindungi (sebagai gugus pelindung) N-kitosan. Kemudian pada suhu kamar tambahkan natrium hidrokarbonat sampai pH 7 (netral). Dan Anda dapat melindungi gugus amino dengan reaksi Shiff:

Basa Schiff dapat digunakan sebagai gugus pelindung pada gugus amina (NH2), yang dilakukan dengan melarutkan kitosan asetat dalam 90% asam format yang mengandung anhidrida asetat, dengan asumsi protonasi akan mencegah asilasi-N. Kemudian direaksikan dengan asilklorida dalam karbon triklorida dan piridin kering.

Basa Shiff merupakan turunan kitosan yang pembahasannya tidak seluas N-asil kitosan atau kitosan eter karena kestabilan basa Shiff yang rendah menyebabkan basa Shiff mudah mengalami hidrolisis asam dan telah digunakan sebagai perlindungan terhadap gugus amina. Turunan basa shiff dapat diperoleh dari reaksi film kitosan dengan aldehida alifatik, tidak hanya linier tetapi juga asetaldehida menjadi dekanal bercabang dan aldehida aromatik.

PERMASALAHAN :

1. Gugus pelindung yang sering digunakan sebagai gugus pelindung amina adalah t-butiloksikarbonil (t-Boc). Gugus ini mudah dideproteksi dengan menggunakan asam trifluoro asetat (TFA), bagaimanakah yang terjadi dari hasil deproteksi tersebut?