Gugus Pelindung dalam Sintesis Organik
Reaksi kimia memiliki gugus
fungsi lebih dari satu reaksi dan memerlukan reaksi selektif untuk
menghindarkan terjadinya reaksi terhadap seluruh gugus fungsi yang ada akibat
pengaruh pereaksi yang berlebihan. 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 tersebut 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.
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. 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.
Sering kali reaksi yang diinginkan
muncul dan disertai dengan reaksi pada bagian lain dari molekul, yang ditandai
dengan munculnya gugus fungsional baru. Kelompok fungsional ini biasanya
adalah situs yang paling reaktif dalam molekul, dan sulit untuk melindungi satu
kelompok fungsional lain dari reaksi terjadi. Oleh karena itu setiap
sintesis yang diusulkan harus dievaluasi setiap langkahnya untuk mengetahui
kemungkinan reaksi samping yang dapat muncul, hal ini karena bisa saja dapat
menurunkan atau memodifikasi struktur dengan cara yang tidak
diinginkan. Untuk melakukan hal ini dibutuhkan pemahaman tentang bagaimana
variasi dalam struktur dapat mempengaruhi reaktivitas kimia. Pemahaman
tersebut juga didukung melalui pengetahuan tentang mekanisme reaksi dan
stereokimia.
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 (PG) adalah suatu
kerangka kerja molekul yang diperkenalkan ke gugus fungsional tertentu (FG)
dalam molekul poli-fungsional untuk memblokir reaktivitas di bawah kondisi
reaksi yang diperlukan untuk membuat modifikasi tempat lain dalam molekul.
Gugus
pelindung memiliki persyaratan tertentu 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 akhir.
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 akhir.
Berikut
gugus fungsi yang paling reaktif (menyebabkan masalah reaktivitas) dan paling sering
digunakan dalam reaksi. yaitu :
Gugus fungsional yang biasa ditemui dalam sintesis organik, reaktif
terhadap reagen nukleofilik atau elektrofilik yang selektif dan hal
ini memerlukan deaktivasi
oleh masking dengan gugus pelindung.
Berikut
gugus pelindung yang sering dipakai dalam sintesis organik,yaitu :
Salah satu contohnya adalah alkohol, untuk gugus alkohol adalah gugus eter sebagai gugus pelindung. Eter
adalah gugus yang paling reaktif. Eter
melindungi gugus alkohol dapat
dikelompokkan dalam kategori berikut:
a. Gugus pelindung silil eter
b. Gugus pelindung asetal
perlindungan ini menggantikan proton asam pada alkohol bagian eter yang tidak aktif.
Berikut contoh dari mekanisme reaksi untul kategori a (gugus pelindung silil eter) :
Contoh mekanisme reaksi, berdasarkan reaksi umum diatas :
DAFTAR PUSTAKA
Greene, Theodora W.
1991. Protective Groups in Organic
Synthesis. Jhon Wiley and Sons. New York
https://id.wikipedia.org/wiki/Gugus_pelindung (diakses 12 April 2017).
https://profiles.uonbi.ac.ke/andakala/files/sch_504_protecting_groups_in_organic_synthesis.pdf (diakses 12 April 2017).
Warren, Stuart. 1983. Peciptaan
Sintesis Organik. Yogyakarta : Gadjah Mada University Press.
Halo mba Defia, mau tanya dong dikatakan bahwa gugus pelindung dapat dimasukkan pada kondisi reaksi ringan. Maksud dari reaksi ringan itu apa sih? Mohon dijawab ya
BalasHapusTerimakasih atas pertanyaannya, maksud dari reaksi ringan disini adalah reaksi yang dimana gugus pelindung dan gugus fungsional dapat dengan mudah bereaksi satu sama lain
Hapusbisakah anda menjelaskan tentang maksud deaktivasi oleh masking?
BalasHapusTerima kasih atas pertanyaannya, maksud dari deaktivasi oleh masking disini yaitu reaksi tersebut di deaktivasi menggunakan gugus pelindung yang akan melindungi gugus tertentu supaya tidak turut bereaksi dengan pereaksi atau pelarut selama proses sintesis kimia berlangsung
HapusDeaktivasi disini maksudnya adalah deproteksi yaitu penghilangan atau reduksi gugus pelindung menjadi gugus fungsi awal yang dilindungi, sehingga gugus tersebut tidak turut bereaksi dengan pereaksi atau pelarut pada reaksi
HapusBaiklah disini saya ingin bertanya , berikan contoh dari gugus pelidung amina sekunder .
BalasHapusTerima kasih
Terima kasih atas pertanyaannya. Salah satu contoh gugus pelindung untuk amina sekunder yaitu gugus karbamat(uretan). Gugus ini merupakan gugus pelindung asam amino paling baik. Karbamat ini dibuat dari amina
Hapuspertanyaan saya, bagaimana cara melindungi molekul yang mengandung beberapa gugus fungsional yang mirip, serta berikan contoh. terimakasih.
BalasHapusselamat malam, saya ingin bertanya bagaimana caranya apabila kita ingin menlindungi gugus fungsi yang spesifik. misalnya ada 1,2-hidroksi toluen, bagaimana jika kita hanya ingin melindungi gugus OH pada posisi metanya tanpa melindungi gugus hidroksi pada posisi ortonya? mohon penjelasannya. terima kasih
BalasHapusSelamat malam, terima kasih atas pertanyaan saudara juanda untuk gugus spesifik pada senyawa 1,2 dihidroksi toluena atau 1 metil 2,3 dihidroksi benzena. Pada senyawa benzena, memiliki karakteristik yang istimewa yaitu pengaruh orto, meta dan para. Untuk melindungi gugus hidroksi pada posisi meta terhadap metil, dapat digunakan gugus pelindung yang memiliki pengaruh meta, sehingga gugus pelindung tersebut akan melindungi gugus hidroksi pada posisi meta terhadap metil pada benzena.
HapusMau nanya ni, bagaimana cara kita dapat menentukan suatu gugus pelindung dapat digunakan dalam suatu reaksi sintesis? Apakah ada spesifikasi khusus dari gugus pelindung dari suatu reaksi?
BalasHapusTerima kasih atas pertanyaannya, untuk menentukan gugus pelindung dalam suatu reaksi maka kita harus melihat dan menganalisis gugus fungsi apa yang terdapat pada reaksi tersebut. Karena salah satu syarat dari gugus pelindung adalah dapat bereaksi dengan senyawa pereaksi yang berfungsi untuk mereduksi (deproteksi) gugus fungsi yang ada pada senyawa tersebut. Tentu saja ada spesifikasi khusus dalam menentukan gugus pelindung pada suatu reaksi. Seperti yang saya paparkan pada tabel diatas ada kolom ketahana gugus pelindung dan gugus pelindung ini dapat reaktif dengan senyawa yang bagaimana. Contohnya seperti gugus pelindung untuk senyawa aldehid adalah asetal. Nah gugus asetal ini rekatif terhadap senyawa elektrofil dan bersifat oksidator
HapusSaya ingin bertanya, apa yang akan terjadi jika kondisi reaksi saat memasukkan gugus pelindung tidak stabi?
BalasHapusjika seperti itu, gugus lain yang memiliki sifat yang sama yang seharusnya tidak bereaksi akan ikut bereaksi juga. karena ketidak stabilan reaksi tersebut.
Hapussaya ingin bertanya, gugus pelindung setelah hasil sintesis akan dihilangkan. bagaimana cara menghilangkan gugus pelindung tersebut?
BalasHapusTerima kasih atas pertanyaannya, pada awal reaksi sintesis gugus pelindung akan mereduksi atau menghilangkan gugus fungsi pada suatu senyawa yang ingin direaksikan. Nah, pada tahap reaksi sintesis, senyawa yang sudah dihilangkan gugus fungsinya menjadi gugus pelindung akan disintesis untuk mendapatkan molekul target yang diinginkan, pada tahapnya senyawa ini akan direaksikan dengan reagen-reagen tertentu untuk mendapatkan molekul target tersebut. Mungkin itu jawaban yang dapat saya berikan
HapusBisa tidak suatu reaksi itu rusak/terganggu dengan adanya gugus pelindung? bagaimana mengatasinya?
BalasHapuska seperti itu, gugus lain yang memiliki sifat yang sama yang seharusnya tidak bereaksi akan ikut bereaksi juga. karena ketidak stabilan reaksi tersebut.
HapusSaya ingin bertanya, dari penjelasan diatas dijelaskan bahwa gugus alkohol dilindungi dengan silil ester, apakah kita bisa menggunakan ester yang lain? Mengapa kebanyakan rekasinya menggunakan silil ester?
BalasHapusiya, karena senyawa tersebut merupakan gugus pelindung yang stabil
HapusSayan ingin bertanya Mengapa gugus pelindung dapat dihilangkan dengan menggunakan asam/basa?
BalasHapusbagaimana mekanisme reaksi untuk menghilangkan gugus pelindung? apakah akan berpengaruh pada sifat senyawanya? mohon penjelasannya
BalasHapusmengapa pada senyawa yang mengandung gugus yang sama dan diproteksi, tetapi hanya 1 gugus yg bereaksi dengan reagen atau terputus dari senyawa nya ?
BalasHapusApa perbedaan proteksi dan deproteksi ?
BalasHapusMohon penjelasan terkait syarat gugus pelindung yaitu "dapat dimasukkan pada kondisi reaksi ringan" reaksi ringan yang dimaksud bagaimana ?
BalasHapusmaksud dari reaksi ringan disini adalah reaksi yang dimana gugus pelindung dan gugus fungsional dapat dengan mudah bereaksi satu sama lain
Hapuskenapa setiap gugus fungsi memiliki gugus pelindung beda beda ?
BalasHapusApakah gugus pelindung dapat terbaca pada FTIR?
BalasHapusIya, tentu saja akan terbaca. Pada penelitian untuk membuktikan apakah gugus pelindung tersebut benar adanya dalam suatu molekul tertentu
Hapusapakah gugus pelindung hanya dapat melingdungi gugus fungsi?
BalasHapusiya, menurut sepemahaman saya seperti itu, karena itulah tugas dari gugus pelindung
Hapusapakah pada semua senyawa kimia yang dilakukan sintesis total harus memiliki gugus pelindung?
BalasHapusTergantung dari jenis reaksi dan struktur dari prekursornya apakah stabil atau tidak, dan tergantung dari kondisi reaksi
Hapusgugus pelindung jenis apa yang baik untuk melindungi.?
BalasHapus