Beskyttelsesgruppe

I kemi, en beskyttende gruppe er en kemisk enhed til et molekyle, der indføres ved kemisk modifikation af en funktionel gruppe, for at opnå kemoselektivitet i en efterfølgende kemisk reaktion. Beskyttelsesgrupperne spiller en vigtig rolle i organisk syntese i flere trin.

I mange præparater af reaktive organiske forbindelser, kunne bestemte dele af molekyler ikke overleve de nødvendige reagenser eller kemiske miljøer. Så disse parter eller grupper skal beskyttes. For eksempel lithiumaluminiumhydrid er en meget kraftfuld reduktionsmiddel nyttige på grund af deres evne til at reducere estere til alkoholer. Altid vil reagere med carbonylgrupper, og det kan ikke undgås på nogen måde. Når reduktionen af ​​en ester eksisterer endnu i molekylet ester carbonylgruppen er ikke påkrævet, må forhindres hydrid ioner angribe carbonylgruppe. Dette kan gøres for eksempel ved at omdanne carbonylgruppen til en acetal, som ikke reagerer med hydrider. Følgelig er acetalgruppen kaldet carbonylbeskyttelsesgruppe. Efter trin, der involverer reduktion med hydrider er fuldstændig, acetalgruppen fjernet, regenerering af oprindelige carbonyl. Dette trin afbeskyttelse denoma.

De beskyttende grupper er mest almindeligt anvendt i laboratoriearbejde og indledende udvikling mindre, snarere end industrielle produktionsprocesser, fordi dets anvendelse tilføjer ekstra skridt og materielle omkostninger til processen. Men tilgængeligheden af ​​en chiral byggesten kan disse yderligere omkostninger. Selv er behov for yderligere syntese trin til beskyttelse og afbeskyttelse tendens reaktionerne til at være mere ren, kommer med højere udbytter og kræver mindre optimering beskyttende grupper uden dem.

Almindelige beskyttelsesgrupper

Alkohol beskyttelsesgrupper

  • Acetyl - fjernet ved syre eller base.
  • p-methoxyethoxymethyl ether - fjernet ved syre.
  • Metoximetiléter - fjernet ved syre.
  • p-Metoxibenciléter - fjernet ved syre, hydrogenolyse eller oxidation.
  • Metiltiometiléter - fjernet ved syre.
  • Pivaloyl - fjernet ved syre, base eller reduktionsmidler. Det er stærkere end andre beskyttende acylgrupper.
  • Tetrahydropyran - fjernet ved syre.
  • Silylether, tert-butyldimethylsilyl og triisopropylsilyl - fjernet ved syre eller fluoridion som NaF, såsom TBAF eller.
  • Methylethere - Åbningen er for TMSI i DCM eller MeCN eller chloroform, anden metode er at åbne methyletherne med BBr3 i DCM
  • Ethoxyethyl ethers - Åbningen er trivielt med enklere ethere, for eksempel med 1 N saltsyre

Aminbeskyttelsesgrupper

  • Acetyl - fjernet ved syre eller base.
  • Carbobenzyloxy - fjernes ved hydrogenolyse
  • p-metoxibencilcarbonilo - fjernes ved hydrogenolyse, mere labilt end Cbz
  • tert-butyloxycarbonyl, almindelig i peptidsyntese fastfase - Fjernet koncentreret stærk syre
  • 9-fluorenylmethyloxycarbonyl, almindelig i peptidsyntese fastfase - fjernet ved baser, såsom piperidin
  • Benzyl - fjernes ved hydrogenolyse
  • p-methoxybenzyl - fjernes ved hydrogenolyse, mere labilt end benzyl
  • 3,4-dimethoxybenzyl - fjernes ved hydrogenolyse, mere labilt end p-methoxybenzyl
  • p-methoxyphenyl - fjernet ved ceriammoniumnitrat
  • Tosyl - Slået af koncentreret syre og stærke reduktionsmidler
  • Andre sulfonamider - fjernes ved samariumiodid, tributyltinhydrid

Carbonyl beskyttelsesgrupper

  • Acetaler og ketaler - fjernet ved syre. Normalt åbningen af ​​acykliske acetaler er lettere end cykliske acetaler.
  • Acylals - fjernet ved Lewis-syrer.
  • Dithianes - fjernes ved metalsalte eller oxidationsmidler.

Carboxylsyrebeskyttelsesgrupper

  • Methylestere - fjernet ved syrer eller baser.
  • Benzylestere - fjernes ved hydrogenolyse.
  • Tert-butylestere - fjernet ved syrer, baser og nogle reducerende.
  • Silylestere - fjernet ved syrer, baser og organometalliske reagenser.

Diverse

  • Terminale alkyner kan beskyttes som propargylalkohol i Favorskii reaktionen.

Ortogonale beskyttelse

Orthogonal beskyttelse er en strategi, der tillader multiple afbeskyttelse af beskyttelsesgrupper en ad gangen, med en dedikeret sæt reaktionsbetingelser, uden at påvirke den anden. Det blev indført på området peptidsyntese af Robert Bruce Merrifield i 1977. Som proof of concept, den ortogonale afbeskyttelse påvist i en fotokemisk trimetilsilidiazometano transesterificering under anvendelse af den kinetiske isotopeffekt:

På grund af denne virkning, er kvanteudbyttet for afbeskyttelse af estergruppen reduceres og højre forbliver intakt. Betydeligt, ved at placere deuteriumatomer støder op til estergruppen til venstre eller ændre bølgelængden til 254 nm, er den anden monoareno opnået.