GUGUS PELINDUNG
Dalam kimia organic
sintesis ini akan dibahas bagaimana tahap-tahap mensintesis suatu senyawa
organic. Dimana yang dibahas yaitu bagaimana mekanisme reaksi pembentukan
senyawa-senyawa dan juga reagen-reagen yang digunakan dalam sintesis senyawa
tersebut. Mengapa perlu dilakukan sintesis?? Hal ini dikarenakan metabolit
sekunder dalam makhluk hidup relative rendah sedangkan kebutuhan akan
senyawa-senyawa organic semakin meningkat di berbagai bidang. Oleh karena itu
para ahli berinisiatif untuk menciptakan atau mensintesis senyawa yang mirip
atau bahkan sama fungsinya di laboratorium (in
vitro). Para ahli selalu melakukan inovasi baru untuk mendapatkan senyawa
organic secara maksimal dengan cara yang lebih efisien melalui sintesis.
Dalam
sintesis masalah kemoselektivitas seringkali ditemukan. Misalkan, molekul yang
akan direaksikan mengandung dua gugus fungsi yang reaktif padahal kita hanya
menginginkan salah satu dari kedua gugus fungsi tersebut yang bereaksi. Salah satu cara untuk mengatasi permasalahan ini adalah
dengan menggunakan gugus pelindung. Caranya yaitu gugus pelindung akan
melindungi sementara gugus fungsi yang reaktif tadi dengan cara mengubahnya
menjadi gugus fungsi baru yang tidak akan mengganggu transformasi yang
diinginkan (Hardjono dan harno, 2009).
Apa sih gugus pelindung ??
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.
Bagaimana memilih
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 mengembalikan gugus fungsi aslinya.
4. Gugus pelindung seharusnya tidak mengganggu
reaksi yang dilakukan sebelum dihapus.
1.
Reagen yang digunakan
harus bereaksi secara selektif, dengan energy konformasi yang kecil supaya
dapat menghasilkan rendemen yang besar, sehingga zat yang terlindungi
terlindungi secara stabil selama proses perlindungan.
2.
Gugus pelindung harus
bisa dihilangkan oleh reagen deproteksi agar tidak merusak hasil reaksi.
Deproteksi adalah penghilangan atau reduksi gugus pelindung
menjadi gugus fungsi awal yang dilindungi. Penghilangan gugus pelindung dapat
terjadi karena:
o
Solvolisis dasar
Penguraian oleh pelarut
o
contoh: Hidrolisis,
Alkoholisis
o
Hidrogenolisis
o
Logam berat
o
Ion fluoride
o
Fotolitik
o
Asam / basa
o
Elektrolisis
o
Eliminasi reduktif
o
β – eliminasi
o
Oksidasi
o
Substitusi
nukleofilik
o
Katalisis logam
transisi
o
Enzim
3.
Tidak mempunyai gugus
fungsi yang lain.
Berikut beberapa macam gugus pelindung yang tersedia
untuk semua gugus fungsional ditampilkan pada tabel dibawah ini :
|
Gugus
|
Gugus pelindung (GP)
|
Penambahan
|
Penghilangan
|
Ketahanan GP
|
GP
reaktif terhadap
|
|
Amina
|
Amida
|
|
|
|
|
|
RNH2
|
RNHCOR’
|
R’OCCl
|
|
elektrofil
|
|
|
|
Uretan
|
|
|
|
|
|
|
RNHCO.OR’
|
R’OCOCl
|
H2
/katalis
atau
HBr
|
elektrofil
|
Basa,
nukleofil
|
|
|
RNHCOOBu-t
|
t-BuOCOCl
|
H+
|
elektrofil
|
Basa,
nukleofil
|
|
|
flalimida
|
Anhidrida
ftalat
|
NH2NH2
|
elektrofil
|
Basa,
nukleofil
|
|
Tiol
|
|
|
|
|
|
|
RSH
|
AcSR
|
AcCl
/ basa
|
|
elektrofil
|
oksidasi
|
|
Gugus
|
Gugus pelindung (GP)
|
Penambahan
|
Penghilangan
|
Ketahanan GP
|
GP
reaktif terhadap
|
|
Aldehid
|
Asetal
|
|
|
|
|
|
RCHO
|
RCH(OR’)2
|
R’OH,
H+
|
H+/
H2O
|
Nukleofil,
basa, reduktor
|
Elektrofil,
oksidator
|
|
Keton
|
Asetal
(ketal)
|
|
|
|
|
|
RCOR
|
R2C(OR’)2
|
R’OH,
H+
|
H+/
H2O
|
Nukleofil,
basa, reduktor
|
Elektrofil,
oksidator
|
|
Asam
|
Ester
|
|
|
|
|
|
RCO2H
|
RCO2Me
|
CH2N2
|
H2/katalis
Pd/C
|
Basa lemah, elektrofil
|
Basa kuat, nukleofil, reduktor
|
|
|
RCO2Et
|
EtOH/H+
|
|
Basa lemah, elektrofil
|
Basa kuat, nukleofil, reduktor
|
|
|
RCO2CH2Ph
|
PhCH2OH/H+
|
H2/katalis,
atau
HBr
|
Basa lemah, elektrofil
|
Basa kuat, nukleofil, reduktor
|
|
|
RCO2Bu-t
|
H+/t-BuOH
|
H+
|
Basa lemah, elektrofil
|
Basa kuat, nukleofil, reduktor
|
|
|
RCO2CH2CCl3
|
Cl3CCH2OH
|
Zn.MeOH
|
Basa lemah, elektrofil
|
Basa kuat, nukleofil, reduktor
|
|
|
RCO2
--
|
basa
|
asam
|
nukleofil
|
elektrofil
|
|
Alkohol
|
Eter
|
|
|
|
|
|
ROH
|
ROCH2Ph
|
PhCH2Br
/ basa
|
H2/katalis,
atau
HBr
|
Basa/oksidasi, elektrofil
|
HX nukleofil
|
|
|
Asetal
|
|
|
|
|
|
|
THP
|
DHP
|
H+/
H2O
|
Basa
|
asam
|
|
|
MEM
|
ROCH2O(CH2)OMe
|
ZnBr2
|
Basa
|
asam
|
|
|
Ester
|
|
|
|
|
|
|
RCO2R’
|
R’COCl
/piridin
|
NH3,
MeOH
|
Basa/oksidasi, elektrofil
|
nukleofil
|
|
Fenol
|
eter
|
|
|
|
|
|
ArOH
|
ArOMe
|
Me2SO4
K2CO3
|
HI, HBr
atau BBr3
|
Basa, elektrofil lemah
|
Serangan elektrofil ke cincin
|
|
|
Asetal
|
|
|
|
|
|
|
ArOCH2OMe
|
MeOCH3Cl
/ basa
|
HOAc, H2O
|
Basa, elektrofil lemah
|
Serangan elektrofil ke cincin
|
1.
Sintesis
alkohol dari ketoester
Senyawa ketoester
(1) mengandung dua gugus karbonil yang berbeda kereaktifannya. Gugus karbonil
keton kereaktifannya lebih tinggi dibandingkan karbonil ester, karenanya jika
senyawa tersebut direduksi akan menghasilkan alkohol (2) bukan alkohol (3). Untuk mereduksi ester menjadi alkohol, lazimnya
digunakan LiAlH4 dan NaBH4 sebagai reduktor. Namun produk yang dihasilkan masih dominan kearah alkohol
(2) karena faktor kereaktifan. Agar alkohol yang dihasilkan adalah alkohol (3),
gugus karbonil keton harus dilindungi dulu (misalnya diubah menjadi asetal).
Dalam sintesis (3), asetal mudah dibuat dan mudah
dihilangkan, keduanya dengan hasil yang baik, tahan reagen seperti basa,
nukleofil, dan agen pereduksi seperti LiAlH4.
2.
Metil
ester dihilangkan dengan basa
Contohnya
: LiOH dapat memecah gugus metil ester sedangkan gugus Boc (t-Butoxycarbonyl)
tetap utuh.
Gugus
MEM (Metoksi Etoksi Metil) dapat selektif dihilangkan dengan trimetilsilil
iodida dalam asetonitril tanpa mempengaruhi metil eter atau gugus ester.
Gugus Metoksi Metil
(MOM) adalah salah satu gugus yang baik untuk melindungi kelompok alkohol dan
fenol.
MOM eter dapat dibuat
dari alkohol atau fenol dengan MOMCl (metoksi metil klorida) atau MOMOAc
(metoksi metil asetat)
DAFTAR PUSTAKA
Sastrohamidjojo,
H dan D. Pranowo.2009. Sintesis Kimia Organik. Jakarta : Erlangga.
Warren, Stuart. 1981.
Sintesis Organik Pendekatan Diskoneksi. Yogyakarta: Gadjah Mada
University Press
Warren, Stuart. 1983.
Periptaan Sintesis Organik. Yogyakarta: Gadjah Mada University Press
Halo mba Nur, mau tanya dong pemakaian gugus pelindung ini memberikan dampak tertentu gak buat proses sintesis? Mohon dijawab ya
BalasHapusiya berpengaruh, jika gugus pelindung yg digunakan tidak sesuai dengan gugus fungsi yg ingin diproteksi dalam suatu senyawa, bisa saja gugus pelindung yg digunakan lebih memproteksi gugus fungsi yg kurang reaktif, sehingga dapat menggangu jalannya reaksi dn merubah struktur suatu senyawa
HapusTerimakasih penjelasannya, sya ingin bertanya bgaimana kah kriteria pelarut yang baik digunakan dalam melakukan sintesis ? Terimakasih
BalasHapuspelarut yang baik, yg digunakan dalam sintesis adalah pelarut yang mudah didapat dan dapat bereaksi dengan senyawa material start yang digunakan dalam sintesis, selain itu pelarut yg digunakan juga hrus sesuai dgn senyawa target apa yg kita inginkan
HapusSemoga bermanfaat :)
bagaimana cara Penghilangan gugus pelindung yang terjadi karena Ion fluoride,Fotolitik dan Elektrolisis?
BalasHapusSaya akan mencoba menjawab pertanyaan saudari cynthia,fotolitik itu sendiri artinya melisis senyawa kimia dengan bantuan sinar atau foton, nah,kalo elektroforesis itu seperti yang kita tau merupakan penguraian suatu elektrolit oleh arus listrik. Pada sel elektrolisis. Reaksi kimia akan terjadi jika arus listrik dialirkan melalui larutan elektrolit, yaitu energi listrik (arus listrik) diubah menjadi energi kimia (reaksi redoks).ion fluoride itu proses penghilangannya menggunakan fluoride dalam bentuk ion
HapusSemoga terjawab yaa :)
bagaimana cara Penghilangan gugus pelindung yang terjadi karena Ion fluoride,Fotolitik dan Elektrolisis?
BalasHapusSaya akan mencoba menjawab pertanyaan saudari cynthia,fotolitik itu sendiri artinya melisis senyawa kimia dengan bantuan sinar atau foton, nah,kalo elektroforesis itu seperti yang kita tau merupakan penguraian suatu elektrolit oleh arus listrik. Pada sel elektrolisis. Reaksi kimia akan terjadi jika arus listrik dialirkan melalui larutan elektrolit, yaitu energi listrik (arus listrik) diubah menjadi energi kimia (reaksi redoks).ion fluoride itu proses penghilangannya menggunakan fluoride dalam bentuk ion
HapusSemoga terjawab yaa :)
Apa penyebabnya pada reaksi gugus pelindung metil eter itu susah untuk dihilangkan kecuali untuk fenol tolong jelaskan
BalasHapussaya akan mencoba menjawab, apa sih penyebab gugus pelindung metil eter susah untuk dihilangkan kecuali dengan fenol. Sebenarnya tidak hanya fenol yang dapat menghilangkan metik ester,karena metil eter dapat dihilangkan dengan asam, fenol itu sendiri adalah senyawa asam,makanya lebih mudah penghilangannya kalo pakau fenol,selain itu bisa juga digunakan pereaksi lain seperti HI pekat, trimetilsilil iodida, dan asam lewis. Semoga bermanfaat :)
Hapusbagaimana melindungi salah satu gugus dari beberapa gugus yang sama?
BalasHapusuntuk gugus yang sama atau mirip perlindungannya itu didasarkan pada selektivitas gugus pelindungnya bagaimana ia bereaksi dengan suatu gugus fungsi.lihat lagi kereaktifan,letak atau posisi gugusnya dan juga efek induksinya, semoga bermanfaat :)
Hapusbagaimana melindungi salah satu gugus dari beberapa gugus yang sama?
BalasHapusuntuk gugus yang sama atau mirip perlindungannya itu didasarkan pada selektivitas gugus pelindungnya bagaimana ia bereaksi dengan suatu gugus fungsi.lihat lagi kereaktifan,letak atau posisi gugusnya dan juga efek induksinya, semoga bermanfaat :)
Hapusjelaskan suatu contoh lain reaksi gugus pelindung pada amina
BalasHapusProteksi 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 p-metoksifenil (PMP) – dihilangkan dengan amonium serium(IV) nitrat (CAN) dan lai-lain.untuk reaksinya mohon maaf tidak saya tampilkan, bisa dilihat dari literatur, semoga bermanfaat :)
HapusMenurut saudari, bagaimana penghilangan gugus pelindung yang dapat terjadi karena beta-eliminasi?
BalasHapusSebelumnya ada baiknya kita mengetahui dulu apa sih beta eliminasi itu, nah β eliminasi itu adalah terjadinya reaksi eliminasi pada sebuah reaksi kimia dimana atom atau grup yang hilang adalah dari atom yang berdekatan atau terletak disebelahnya langsung atau sering disebut pada posisi β ,dan terbentuk ikatan π , jadi proses penghilangannya itu dengan eliminasi atom yang berdekatan pada posisi beta lalu kemudian membentuk ikatan π
HapusBerikan contoh penghilangan gugus pelindung dengan enzim?
BalasHapusMohon maaf saya belum menemukan literatur tentang penghilangan gugus pelindung dengan enzim ini, tetapi menurut saya mekanismenya sama seperti kinerja enzim pada umumnya yaotu enzim berikatan dengan substrat yang sesuai, artinya yang bisa dihilangkan dengan enzim adalah gugus pelindung yang sesuai atau bisa dijadikan sebagai substrat, sehingga nanti antara substrat(gugus pelindung) dan enzim saling berikatan dan terlpeas dari produk
Hapuskira-kira kerja dari gugus pelindung dipengaruhi oleh faktor-faktor tertentu gak? Mohon dijawab ya
BalasHapusTentu saja, yang mempengaruhinya yaitu kereaktifan senyawanya, terus juga reagen apa yang digunakan bagaimana kondisi reaksi yang berlangsung misalkan pHnya, suhu dan keadaan lainnya
Hapusbagaimana reaksi enzim bisa dikatakan sebagai gugus pelindung?
BalasHapuskira-kira mengapa Gugus pelindung dpt breaksi krna fotolitik ?
BalasHapusMungkin pertanyaan rani adalah kenapa gugus pelindung bisa dideproteksi secara fotolitik, nah seperti yang saja jelaskan pada pertanyaan saudari cynthia, bahwa fotolitik disini adalah proses pelisisan senyawa kimia dengan bantuan sinar atau foton, tentu saja bisa terjadi karena dengan adanya penyinaran ini gugus pelindung akan terlisis ataupun terjadi pemecahan dari hasil reaksinya makanya bisa mendeproteksi si gugus pelindung tersebut.
Hapusbagaimana jika gugus pelindung dalam suatu reaksi sintesis tidak bisa dihilangkan oleh reagen deproteksi?
BalasHapusMenurut saya jika gugus pelindung tidak bisa dihilangkanoleh reagen deproteksi artinya akan terjadi kerusakan pada hasil reaksi kita, jadi dapat dikatakan bahwa gugus pelindung tersebut belum memenuhi syarat sebagai gugus pelindung yang baik, dimana syarat-syarat tersebut sudah saya jelaskan pada materi diatas, semoga bermanfaat ya ;)
Hapusbagaimana mengetahui bahwa suatu gugus fungsi itu adalah gugus pelindung ?
BalasHapus