MANIPULASI GUGUS FUNGSI
B. Protecting groups
Protection of Alcohols (Pelindung Alkohol)
Gugus pelindung merupakan gugus fungsi yang digunakan untuk melindungi gugus tertentu supaya tidak turut bereaksi. Gugus pelindung atau gugus proteksi adalah suatu gugus fungsional yang digunakan untuk melindungi gugus tertentu supaya tidak turut bereaksi dengan pereaksi atau pelarut selama proses sintesis kimia berlangsung. Gugus pelindung tersebut ditambahkan ke dalam molekul melalui modifikasi kimia pada suatu gugus fungsi untuk mencapai kemoselektivitas pada reaksi kimia selanjutnya. Gugus ini memainkan peranan penting dalam sintesis organik multitahap. Gugus pelindung sendiri misalkan diol dan tiol.
Metode perlindungan gugus alkohol yang umum digunakan adalah mereaksikan alkohol dengan klorotrialkilsilana (Cl-SiR3) untuk menghasilkan trialkilsilil eter (R′-O-SiR3). Dalam reaksi dengan klorotrialkilsilana, digunakan basa seperti trietilamina, untuk membantu membentuk anion alkoksida dari alkohol dan untuk menghilangkan produk samping HCl dari reaksi.
Dalam banyak preparasi senyawa organik, beberapa bagian spesifik pada molekul tidak dapat bertahan pada kondisi reaksi atau pereaksi yang digunakan. Sehingga, bagian tersebut, atau gugus, harus dilindungi. Contohnya, litium aluminium hidrida sangat reaktif namun merupakan pereaksi yang sangat beguna untuk mereduksi ester menjadi alkohol. Pereaksi tersebut akan mudah sekali bereaksi dengan gugus karbonil, tanpa dapat menseleksi mana gugus karbonil yang seharusnya direduksi. Ketika reduksi ester dibutuhkan namun terdapat gugus karbonil lainnya dalam molekul target, penyerangan hidrida pada gugus karbonil tersebut harus dicegah. Misalnya, karbonil tersebut diubah ke dalam gugus asetal, yang tidak bereaksi dengan hidrida. Asetal tersebut kemudian disebut sebagai gugus pelindung bagi karbonil. Setelah tahapan yang memerlukan hidrida selesai dilakukan, asetal tersebut dihilangkan (direaksikan dengan asam berair), mengembalikannya ke gugus karbonil semula. Tahapan ini disebut sebagai deproteksi.
Gugus pelindung umum digunakan dalam pekerjaan laboratorium skala kecil dan pengembangan awal dalam proses produksi industri karena penggunaannya akan menambah tahapan reaksi dan biaya material pada proses tersebut. Namun, ketersediaan unit dasar pembangun kiral yang murah mampu menanggulangi tambahan biaya tersebut (misalnya asam sikimat untuk oseltamivir). Selain itu, ada juga deproteksi yang merupakan penghilangan atau reduksi gugus pelindung menjadi gugus fungsi awal yang dilindungi.
Hal-hal yang harus diperhatikan dalam memilih gugus pelindung yang akan digunakan adalah sebagai berikut:
1. Mudah dimasukkan dan mudah pula untuk di hilangkan (dipisahkan);
2. Tahan terhadap reagen yang digunakan untuk menyerang gugus fungsional yang lebih tidak terlindungi;
3. Bersifat stabil dan hanya bereaksi dengan pereaksi tertentu dalam mengembalikan gugus fungsi aslinya;
4. Tidak mengganggu proses atau jalannya reaksi sebelum di hilangkan.
Berikut adalah contoh dari gugs pelindung.
Contoh reaksi gugus pelindung yaitu, Asam amini merupakan konstituen protein, mempunyai dua gugus fungsi yaitu COOH dan gugus NH2, dimana gugus NH2 lebih reaktif dibandingkan gugus COOH. Apabila menginginkan gugus COOH yang bereaksi maka gugus NH2 harus dilindungi. Senyawa dapat digunakan sebagai gugus pelindung untuk gugus NH2. Perlu dicatat bahwa senyawa dapat berekasi dua kali dengan gugus amino, tetapi produk pertama kurang reaktif karena lebih terkonjugasi dibanding senyawa.
Gugus pelindung yang sering digunakan adalah :
1. Gugus pelindung alkohol
Proteksi gugus alkohol dapat dilakukan dengan menggunakan
Asetil (Ac) – dihilangkan dengan asam atau basa (lihat gugus asetoksi).
Benzoil (Bz) – dihilangkan dengan asam atau basa, lebih stabil dibanding gugus Ac.
Benzil (Bn) – dihilangkan dengan hidrogenolisis. Gugus Bn digunakan secara luas dalam kimia gula dan nukleosida.
Eter β-metoksietoksimetil (MEM) – dihilangkan dengan asam.
Dimetoksitritil, [bis-(4-metoksifenil)fenilmetil] (DMT) – dihilangkan dengan asam lemah. Gugus DMT digunakan secara luas dalam proteksi gugus 5'-hidroksi dalam nukleosida, umumnya dalam sintesis oligonukleotida.
Eter metoksimetil (MOM) – dihilangkan dengan asam.
2. Gugus pelindung amina
BOC glisin. Gugus tert-butiloksikarbonil ditandai dengan warna biru. Proteksi gugus amina dapat dilakukan dengan menggunakan.
Gugus Karbobenziloksi (Cbz) – dihilangkan dengan hidrogenolisis
Gugus Karbonil p-metoksibenzil (Moz atau MeOZ) – dihilangkan dengan hidrogenolisis, lebih labil dibanding Cbz
Gugus tert-butiloksikarbonil (BOC) (umum digunakan dalam sintesis peptida fase padat) – dihilangkan dengan asam kuat pekat (seperti HCl atau CF3COOH), atau dengan pemanasan hingga >80 °C.[3]
Gugus 9-Fluorenilmetiloksikarbonil (FMOC) (umum digunakan dalam sintesis peptida fase padat) – dihilangkan dengan basa, seperti piperidin[4]
Gugus Asetil (Ac) umum digunakan dalam sintesis oligonukleotida untuk proteksi N4 dalam basa nukleat sitosin dan N6 dalam basa nukleat adenin dan dihilangkan dengan perlakuan dengan basa, lebih sering, dengan amonia berair atau gas atau metilamina.
3. Gugus pelindung karbonil
Proteksi gugus karbonil dapat dilakukan dengan menggunakan:
Asetal dan Ketal – dihilangkan dengan asam. Secara normal, pembelahan asetal asiklik lebih mudah dilakukan dibanding asetal siklik.
Asilal – dihilangkan dengan asam Lewis.
Ditian – dihilangkan dengan garam logam atau agen pengoksidasi.
4. Gugus pelindung asam karboksilat
Proteksi asam karboksilat dapat dilakukan dengan menggunakan.
Ester metil – dihilangkan dengan asam atau basa.
Ester benzil – dihilangkan dengan dehidrogenolisis.
Ester tert-butil – dihilangkan dengan asam, basa atau beberapa reduktan.
Ester fenol 2,6-disubstitusi (contohnya 2,6-dimetilfenol, 2,6-diisopropilfenol, 2,6-di-tert-butilfenol) – dihilangkan pada suhu kamar dengan metanolisis berkatalis-DBU di bawah kondisi bertekanan tinggi.
5. Gugus pelindung fosfat
Proteksi gugus fosfat dapat dilakukan dengan menggunakan.
2-sianoetil – dihilangkan dengan basa sedang. Gugus ini digunakan secara luas dalam sintesis oligonukleotida.
Metil (Me) – dihilangkan dengan nukleofil kuat seperti tiofenol/TEA.
6. Gugus pelindung alkuna termina
Alkohol propargil dalam reaksi Favorskii,
Gugus silil, khususnya pada proteksi asetilena.
Permasalahan:
1. Bagaimana peranan gugus pelindung dalam sintesis organik multitahap ?
2. Bagaimana kita dapat membedakan antara gugus pelindung tiol dan diol ? Dan bagaimana contoh gugus ini dalam kehidupan sehari-hari?
3. Bagaimana proses atau cara penambahan molekul terhadap gugus pelindung
Baiklag saya akan mencoba menjawab yang permasalahan nomor 3 yaitu
BalasHapusGugus pelindung ditambahkan ke dalam molekul dengan modifikasi kimia pada suatu gugus fungsi untuk mencapai kemoselektivitas pada reaksi kimia selanjutnya. Gugus ini berperan penting dalam sintesis organik multitahap.
Dalam beberapa preparasi senyawa organik, ada bagian spesifik pada molekul yang tak dapat bertahan pada kondisi reaksi ataupun pereaksi yang digunakan. Oleh karena itu, bagian tersebut, harus dilindungi dengan suatu gugus yang disebut gugus pelindung. Contoh gugus pelindung adalah, litium aluminium hidrida yang bersifat sangat reaktif namun merupakan sangat beguna untuk mereduksi ester menjadi alkohol. Pereaksi tersebut akan mudah sekali bereaksi dengan gugus karbonil, tanpa dapat menseleksi mana gugus karbonil yang seharusnya direduksi. Pada saat reduksi ester dibutuhkan tetapi ada gugus karbonil lainnya dalam molekul target tersebut, maka penyerangan hidrida pada gugus karbonil tersebut harus dicegah. Misalnya, pada karbonil tersebut harus diubah ke dalam gugus yang tidak bereaksi dengan hidrida yaitu gugus asetal. Asetal disini berperan sebagai gugus pelindung bagi karbonil. Setelah tahapan yang memerlukan hidrida selesai dilakukan, asetal dihilangkan (direaksikan dengan asam berair), mengembalikannya ke gugus karbonil semula. Tahapan ini disebut sebagai deproteksi.
Saya akan mencoba menjawab permasalahan dua.
BalasHapusgugus diol dan tiol ini digunakan tergantung dari gugus fungsi yang digunakan, msalnya untuk diol digunakan untuk gugus fungsi keton.
Aplikasi Industri
Meskipun penggunaan gugus pelindung tidak disukai dalam sintesis industri, mereka masih digunakan dalam konteks industri, misalnya:
· Oseltamivir (Tamiflu, obat antivirus) disintesis oleh Roche
· Sukralosa (pemanis)
Saya akan menjawab permasalahan yang ke 2.
BalasHapusGugus pelindung tersebut ditambahkan ke dalam molekul melalui modifikasi kimia pada suatu gugus fungsi untuk mencapai kemoselektivitas pada reaksi kimia selanjutnya. Gugus ini memainkan peranan penting dalam sintesis organik multitahap. Gugus pelindung sendiri misalkan diol dan tiol.
cara membedakan gugus pelindung tiol dan diol yaitu dapat dilihat dari bnyaknya gugus OH yang terikat. tiol memiliki 3 gugus OH sedangkan diol memiliki 2 gugus OH
BalasHapusSaya akan mencoba menjawab permasalahan no 2
BalasHapusGugus pelindung ditambahkan ke dalam molekul dengan modifikasi kimia pada suatu gugus fungsi untuk mencapai kemoselektivitas pada reaksi kimia selanjutnya. Gugus ini berperan penting dalam sintesis organik multitahap.
sata akan menjawab permasalahan pertama, perannya jelas sangat penti di reaksi sintesis organik multi tahap, menurut saya, hal itu karena gugus pelindung akan melindungi gugus tertentu supaya tidak turut bereaksi sehingga reaksi multi tahap akan berjalan dengan baik dan proses sintesis akan lebih fokus dan tidak akan ada zat penganggu.
BalasHapusNomor 1. Menurut saya sangat penting karena dia fungsi nya melindungi, tentu kalau tidak ada gugus proteksi peran pelindung nya hilang
BalasHapusSaya akan menjawab permasalahan yang ke 2.
BalasHapusGugus pelindung tersebut ditambahkan ke dalam molekul melalui modifikasi kimia pada suatu gugus fungsi untuk mencapai kemoselektivitas pada reaksi kimia selanjutnya. Gugus ini memainkan peranan penting dalam sintesis organik multitahap. Gugus pelindung sendiri misalkan diol dan tiol.
Saya akan mencoba menjawab permasalahan Anda yg ke-2:
BalasHapusgugus diol dan tiol adalah gugus pelindung ini dapat dipakai untuk melindungi gugus keton saat proses sintesis agar tidak bereaksi menjadi lebih lanjut. Adapun perbedaan dari gugus tiol dan diol ini adalah:
1. adanya atom Sulfur yang berikatan dengan atom hidrogen Sebagai analog sulfur dari gugus alkohol (-OH), gugus ini dirujuk baik sebagai gugus tiol ataupun gugus sulfhidril.
2. gugus pelindung diol biasa digunakan untuk melindungi gugus fungsi alkohol dengan atom penyusun yaitu Oksigen dan Hidrogen pada rantai ujungnya.
No 3
BalasHapusDalam beberapa preparasi senyawa organik, ada bagian spesifik pada molekul yang tak dapat bertahan pada kondisi reaksi ataupun pereaksi yang digunakan. Oleh karena itu, bagian tersebut, harus dilindungi dengan suatu gugus yang disebut gugus pelindung. Contoh gugus pelindung adalah, litium aluminium hidrida yang bersifat sangat reaktif namun merupakan sangat beguna untuk mereduksi ester menjadi alkohol
Saya akan menjawab permasalahan no 3.
BalasHapusGugus ini berperan penting dalam sintesis organik multitahap. Dalam beberapa preparasi senyawa organik, ada bagian spesifik pada molekul yang tak dapat bertahan pada kondisi reaksi ataupun pereaksi yang digunakan. Oleh karena itu, bagian tersebut, harus dilindungi dengan suatu gugus yang disebut gugus pelindung. Contoh gugus pelindung adalah, litium aluminium hidrida yang bersifat sangat reaktif namun merupakan sangat beguna untuk mereduksi ester menjadi alkohol. Pereaksi tersebut akan mudah sekali bereaksi dengan gugus karbonil, tanpa dapat menseleksi mana gugus karbonil yang seharusnya direduksi. Pada saat reduksi ester dibutuhkan tetapi ada gugus karbonil lainnya dalam molekul target tersebut, maka penyerangan hidrida pada gugus karbonil tersebut harus dicegah. Misalnya, pada karbonil tersebut harus diubah ke dalam gugus yang tidak bereaksi dengan hidrida yaitu gugus asetal. Asetal disini berperan sebagai gugus pelindung bagi karbonil. Setelah tahapan yang memerlukan hidrida selesai dilakukan, asetal dihilangkan (direaksikan dengan asam berair), mengembalikannya ke gugus karbonil semula.
No 2 Adapun perbedaan dari gugus tiol dan diol ini adalah:
BalasHapus1. adanya atom Sulfur yang berikatan dengan atom hidrogen Sebagai analog sulfur dari gugus alkohol (-OH), gugus ini dirujuk baik sebagai gugus tiol ataupun gugus sulfhidril.
2. gugus pelindung diol biasa digunakan untuk melindungi gugus fungsi alkohol dengan atom penyusun yaitu Oksigen dan Hidrogen pada rantai ujungnya.
Saya jwb no 3 Pada saat reduksi ester dibutuhkan tetapi ada gugus karbonil lainnya dalam molekul target tersebut, maka penyerangan hidrida pada gugus karbonil tersebut harus dicegah. Misalnya, pada karbonil tersebut harus diubah ke dalam gugus yang tidak bereaksi dengan hidrida yaitu gugus asetal. Asetal disini berperan sebagai gugus pelindung bagi karbonil. Setelah tahapan yang memerlukan hidrida selesai dilakukan, asetal dihilangkan (direaksikan dengan asam berair), mengembalikannya ke gugus karbonil semula. Tahapan ini disebut sebagai deproteksi.
BalasHapusjawaban no 1
BalasHapusGugus pelindung umum digunakan dalam pekerjaan laboratorium skala kecil dan pengembangan awal dalam proses produksi industri karena penggunaannya akan menambah tahapan reaksi dan biaya material pada proses tersebut. Namun, ketersediaan unit dasar pembangun kiral yang murah mampu menanggulangi tambahan biaya tersebut (misalnya asam sikimat untuk oseltamivir). Selain itu, ada juga deproteksi yang merupakan penghilangan atau reduksi gugus pelindung menjadi gugus fungsi awal yang dilindungi.
Hal-hal yang harus diperhatikan dalam memilih gugus pelindung yang akan digunakan adalah sebagai berikut:
1. Mudah dimasukkan dan mudah pula untuk di hilangkan (dipisahkan);
2. Tahan terhadap reagen yang digunakan untuk menyerang gugus fungsional yang lebih tidak terlindungi;
3. Bersifat stabil dan hanya bereaksi dengan pereaksi tertentu dalam mengembalikan gugus fungsi aslinya;
4. Tidak mengganggu proses atau jalannya reaksi sebelum di hilangkan.