MANIPULASI GUGUS FUNGI

A.  Gugus Pelindung

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.

Gugus Metoksi Metil (MOM) adalah salah satu gugus yang baik untuk melindungi kelompok alcohol dan fenol. MOM eter dapat dibuat dari alkohol atau fenol dengan MOMCl (Metoksi Metil Clorida) atau MOMOAc (Metoksi Metil Asetat).

Hal ini stabil untuk berbagai reagen yang umum digunakan, seperti basis yang kuat, pereaksi Grignard, alkyl lithiums dan litium aluminium hidrida Asam-katalis hidrolisis menghilangkan kelompok MOM. Bromocatechol borana atau LiBF4 (lithium fluoroborate) dalam asetonitril (CH3CN) dan air juga telah digunakan untuk deproteksi kelompok MOM.

B.  Oksidasi dan Reduksi Protokol

Aldehid dan keton sama-sama mempunyai gugus karbonil (C=O). Dengan demikian, sifat fisika dan kimia keduanya hampir sama. Aldehid dan keton dapat dikenai reaksi reduksi maupun oksidasi, dan menghasilkan senyawa organik golongan lain.

Reaksi oksidasi terhadap aldehid menggunakan reagen oksidator yang bervariasi akan menghasilkan asam karboksilat. Oksidator yang paling umum digunakan untuk aldehid adalah kalium dikromat. Aldehid juga dapat teroksidasi menjadi asam karboksilat oleh oksigen bebas di udara.

Senyawa golongan keton sukar dioksidasi menggunakan oksidator apapun, termasuk kalium dikromat dan oksigen molekuler. Aldehida mudah dioksidasi sedangkan keton tidak bisa dioksidasi

Aldehida direduksi menghasilkan alkohol primer, sedangkan keton menghasilkan alkohol sekunder.

Reduksi ikatan rangkap C=O lebih sulit direduksi daripada ikatan rangkap C=C. Dengan demikian, jika suatu senyawa mengandung gugus C=O dan C=C dikenai reaksi reduksi, maka C=C akan tereduksi terlebih dahulu.

 

Syarat gugus pelindung

1. reagen gugus pelindung harus bereaksi selektive.

2.gugus pelindung tidak mengalami deprotonasi

3. gugus pelindung harus secara selektor harus dengan reagen deproteksi, dan tidak merusak hasil reaksi( meenganggu kestabilan gugus fungsi yang baru terbentuk ).

4. gugus pelindung tidak mempunyai gugus fungsi yang lain.

Beberapa gugus pelindung yang tersedia untuk semua gugus fungsi ditampilkan pada tabel 1.

Tabel 1. Gugus-gugus pelindung

                       

1. gugus pelindung amina

Amina adalah senyawa organik dan gugus fungsi yang mengandung nitrogen basa dengan pasangan elektron bebas. 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.

NH termasuk reaktif karena adanya perbedaan keelektronegatifan N-H sehingga harus dilindungi, jika tidak dilindungi gugus H tersebut akan mudah lepas.

Tabel 2. Gugus pelindung Amina

 Dalam reaksi kemo selektif, Gugus pelindung yang dapat bereaksi dengan gugus fungsi amina dan memproteksi suatu amina baik itu amina primer,skunder dan tersier, jenis gugus pelindung, penambahan, penghilangan, ketahan gugus pelindung serta reaktif terhadap elektrofil atau nukleofil

 apabila tingkat kebasaan suatu amina, tingkat kebasaan suatu amina mempengaruhi untuk masuknya suatu gugus pelindung, sebagai persoalan misalkan suatu amina primer mengikat gugus phenil, hal ini mengakibatkan sifat kebasaan amina menurun karena terjadinya delokalisasi elektron oleh karena itu gugus pelindung seperti Benzyl tidak selektif jika digunakan akibat terjadinya delokalisasi elektron tersebut, maka dibutuhkan gugus pelindung yang lebih selektif dalam memproteksi gugus amina tersebut, gugus pelindung tersebut ialah gugus asetil yang mengakibatkan amina membentuk amida.

Amina primer dan sekunder mudah mengalami oksidasi, sehingga harus dilakukan reaksi metilasi , dimana reaksi metilasi biasa dilakukan dengan grignard.

Pada reaksi diatas BnBr sebagai gugus pelindung untuk amina primer Et₃N sebagai katalis Basa , MeCN sebagai pelarut (asetonitril). Dan pada amina sekunder gugus pelindung yang digunakan adalah BnCl, NaH sebagai katalis basa, dan THF sebagai pelarut . karena pada amina sekunder memiliki sifat yang lebih nonpolar dan amina primer memiliki sifat yang lebih reaktif,maka katalis yang digunakan juga berbeda.

Contoh reaksi gugus pelindung amina

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.

REFERENSI

Budimarwati .2012. Diktat Kuliah Kimia Organik Sintesis. Yogyakarta: FMIPA UNY.

https://www.ilmukimia.org/2013/03/reaksi-reduksi-oksidasi-aldehida-dan-keton.html

http://googlechem.blogspot.co.id/2016/04/sintesis-organik-gugus-pelindung_3.html

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

Warren, Stuart,1983, Periptaan Sintesis Organik, Yogyakarta : Gadjah Mada:University Press.

 

Permasalahan :
1. Jika gugus pelindung yang di pilih tidak sesuai dengan syarat gugus pelindung, tepatnya apa yang akan terjadi ? apakah masih bisa melindungi gugus tertentu ? atau menyebabkan percobaan gagalan ?
2. Mengapa tingkat kebasaan suatu amina mempengaruhi untuk masuknya suatu gugus pelindung ?
3. Apakah katalis gugus pelindung untuk amina harus basa ? Bgaimana jika katalisnya bersifat asam ?