Deproteksi gugus fungsi

1.      Deproteksi gugus fungsi Silyl ethers

Cara  selektif yang dapat digunakan untuk deproteksi eter TBS alilik, benzilik, homoalilik dan aril primer menggunakan DMSO berair pada 90 C (Skema 9). Keseluruhan gugus terproteksi TBS lainnya serta fungsi eter THP, metilendioksi, eter benzil, metil eter, dan aldehida tetap tidak terpengaruh. Juga benzil TBS eter dapat dideproteksi secara selektif dengan adanya aril TBS eter.

Langkah terakhir dari sintesis membutuhkan penghilangan tiga eter TBS, salah satunya untuk melindungi posisi anomerik di 29 (Skema 10). Deproteksi anomerik dengan memakai TBAF dipersulit oleh penataan ulang Lobry de Bruyn–Alberda van Eckenstein dan degradasi katalis basa lainnya dan metode yang agak asam (misalnya PPTS dalam MeOH pada 55 C) tidak memberikan hasil walaupun waktu reaksi yang diperpanjang. Namun buffer TBAF dengan AcOH memberikan target yang diinginkan 30 dalam hasil 83%. Masalah yang berhubungan dengan kebasaan fluoride digaris bawahi oleh contoh terbaru lainnya yang diambil dari sintesis Boger dari sistem cincin CD dan DE vankomisin.14 Upaya penghilangan gugus TBS dari 31 disertai dengan retroaldolisasi dari subunit -hidroksifenilalanin yang dihasilkan untuk menghasilkan 33 dalam hasil 61%. Sekali lagi, buffer campuran reaksi dengan AcOH menekan reaksi samping yang tidak diinginkan dan memberikan produk terlindungi yang diinginkan 32 dalam 60% hasil

Deproteksi dapat dilakukan secara baik dengan fotolisis menggunakan lampu merkuri bertekanan sedang (lampu Hanovia dan sumur celup Pyrex)

2.      Deproteksi gugus fungsi Alkil eter

deproteksi membutuhkan keadaan yang cukup keras (pemanasan pada 185 °C selama 12 jam) yang dapat menyebabkan dekomposisi molekul yang lebih sensitif. Dalam kasus dimetoksibenzena (misalnya 42) mono-O-demetilasi selektif dapat dicapai (Skema 16). LDA—tetapi bukan natrium bis(trimetilsilil)amida—juga dapat secara selektif menghilangkan proteksi benzil eter seperti 43 dengan adanya gugus metoksi.

Hal yang sama pada, alil eter juga dipecah dengan prosedur, deproteksi selektif gugus benzil dimungkinkan (Skema 18). Gugus dimetilfenilsililoksi (tetapi bukan difenil-tert-butilsililoksi) juga dapat dihilangkan dengan metode ini.

3.      Deproteksi gugus diol

Tahap penutupan dari sintesis Hui memerlukan deproteksi simultan dari benzilidena asetal dan isopropilidena asetal (Skema 52) menggunakan DDQ dalam refluks asetonitril berair. Langkah terakhir, hidrogenolisis dari tiga fungsi benzil eter pada 124 menghasilkan tricolorin A (125).

Perlindungan simultan dan selektif dari dua kelompok hidroksi ekuator dalam metil dihidrokuinat (140, Skema 59) sebagai butana-2,3-diasetal adalah fitur strategis utama dalam sintesis inhibitor 3-dehidrokuinat sintase.Kemudian dalam sintesis, deproteksi zat antara 142 memerlukan tiga langkah: (a) hidrolisis eter TMS dan butana-2,3-diasetal dengan asam trifluoroasetat; (b) pembelahan isopropil fosfonat dengan TMSBr; dan (c) hidrolisis metil ester dengan NaOH encer.

4.      Deproteksi oksim,amina dan azina

Terdapat dua mekanisme berbeda yang dilaporkan untuk deproteksi oksim yang dikatalisis Cu, imina, dan azina. Sementara deoksimasi oksidatif diusulkan untuk reaksi yang dipromosikan Cu(I),dalam kasus Cu(II) itu hanya koordinasi dengan nitrogen yang meningkatkan polaritas dari C=N dan menyebabkan serangan nukleofilik oleh air. Dalam sistem katalitik saat ini ada campuran Cu(0) dan Cu(I). Untuk menguji kemungkinan deoksimasi oksidatif, sebuah percobaan adalah dengan melakukannya di bawah atmosfer yang sangat inert. Diamati bahwa reaksinya sama efektif di bawah atmosfer inert juga. Dalam situasi ini, koordinasi Cu(0)/Cu(I) dengan nitrogen C=N adalah mekanisme yang sangat mungkin untuk deproteksi oksim, imina, dan azina. Mekanisme alternatif juga dimungkinkan untuk oksim saja. Ini dimulai dengan oksidasi penyisipan Cu(0) dalam oksim untuk menghasilkan zat antara A (Skema 1). Setelah,  serangan nukleofilik air memotong C=N melalui perantara B melepaskan karbonil.

sumber: https://pubs.rsc.org/en/content/getauthorversionpdf/c4ra08803d 

serta jurnal

video: https://youtu.be/qfVSmVprFz8 

permasalahan:

1. Kenapa dalam deproteksi gugus alkil eter membutuhkan keadaan yang cukup keras yaitu dengan pemanasan pada 185°C selama 12 jam?

2. Kenapa Pada deproteki gugus fungsi silyl ether Deproteksi dapat dilakukan secara baik dengan fotolisis menggunakan lampu merkuri bertekanan sedang?

3. Pada deproteksi yang terakhir, yang digunakan adalah oksim, amina dan azina yang mungkin kurang umum digunakan seperti alcohol, amina, dll. Hal apa yang dapat menyebabkan oksim, amina dan azina digunakan pada deproteksi yang terakhir?

 

Proteksi gugus fungsi dala sintesis senyawa organic.

1.      Proteksi gugus fungsi senyawa karbonil.

Proteksi Gugus fungsi  dapat  meyembunyikan gugus fungsi tertentu jika suatu reaksi tersebut  tidak boleh dilakukan. Perlindungan tersebut dirasa perlu dilakukan karena ditakutkan akan mengganggu yang lain reaksi. Contoh: reduksi keto-ester 1 menjadi alkohol 2 dengan sebuah reagen nukleofilik seperti NaBH4 yang hanya menyerang keton yang lebih elektrofilik. Dalam urutan untuk membuat alkohol 3 dengan reduksi ester, penting untuk melindungi keton sebagai asetal 4 yang memungkinkan reduksi ester dengan LiAIH4 . yang lebih nukleofilik

contoh lain,pada  metil ester asam 3-oksosikloheksanakarboksilat akan mengalami reduksi dengan litium aluminium hidrida (LiAlH4) menjadi 3-hidroksimetilsikloheksanol. Jika ingin melakukan pengurangan selektif, maka peran perlindungan dan deproteksi datang.

2.      Proteksi gugus alcohol

Metil eter dan amida sederhana lebih mudah untuk  disintesis dan cukup tahan terhadap berbagai reagen. Dari reaksi di bawah, reaksi berlangsung untuk mengubah R1 di 13 menjadi R2 di 16. Tetapi proteksi gugus fungsi tidak terlalu membantu karena kondisi ekstrim diperlukan untuk menghilangkannya. Ini dapat digunakan ketika molekul cukup stabil pada saat  kondisi deproteksi

Tumit Achilles dapat digunakan untuk gugus fungsi eter dalam penggunaan gugus tetrahidropiril (THP kelompok). Ini dapat mengganti eter menjadi asetal. Senyawa yang akan digunakan untuk mendapatkan  turunan THP adalah dihydropyran, DHP 24. Protonasi 24 akan menghasilkan senyawa dengan muatan positif pada oksigen 25. Ini selanjutnya direaksikan dengan alkohol (ROH) untuk menghasilkan asetal 26 pada reaksi dibawah . sebuah senyawa 2-methoxytetrahydropyran (ketika R = CH3) dikenal sebagai 'turunan THP'. Untuk deprotesi alkohol dari gugus pelindung, hidrolisis hanya membutuhkan yang lemah asam berair.

Terdapat  cara lain untuk membuat eter lebih mudah dihilangkan adalah dengan menggantinya menjadi bentuk benzilik sebagai diberikan pada reaksi dibawah. Alkohol dapat dilindungi sebagai eter benzilik dan mudah dideproteksi menjadi memberikan produk yang diinginkan. contohnya, pada  alkohol 27 pada reaksi dengan benzil klorida dalam kehadiran basa seperti natrium hidrida (NaH) memberikan alkohol yang diproteksi sebagai eter benzilik 28.  Sehingga  dapat melakukan reaksi apa pun pada kelompok alkohol yang dilindungi tersebut  dan deproteksi akan dilakukan oleh hidrogenasi sederhana dengan adanya katalis

 

Metode populer lainnya untuk melindungi gugus alkohol adalah dengan mengubahnya menjadi trimetilsilil eter. Ini dapat dilakukan dengan mengolah alkohol dengan klorotrimetilsilane dan amina tersier.

3.      Proteksi gugus amina

Amina merupakan senyawa yang ada sebagai R-NH2. Dan lebih lanjut dapat dikelompokkan sebagai amina primer, amina sekunder dan amina tersier berdasarkan jumlah substitusi pada atom nitrogen. Secara keseluruhan kasus, nitrogen mempunyai pasangan elektron yang tidak dipakai secara bersama yang mengakibatkan masalah dalam penggabungan. Dalam hal Ini maka dibutuhkan proteksi paa gugus amina ini. terutama dilindungi sebagai amida dan karbamat.

Pengubahan amina menjadi amida dapat menurunkan aktivitas gugus amino. Amina (17) dapat mudah diganti menjadi bentuk amida (18) yang menyesuaikan dengan menggunakan asetil klorida seperti yang ditunjukkan pada reaksi dibawah ini. Amida yang terbentuk atau dapat dikatakan amina terproteksi tersebut mengalami reaksi yang diinginkan untuk mendapatkan pengubahan ke 19.

Contoh lain adalah pada brominasi anilin. Pada brominasi anilin (21) 2,4,6- turunan tribromo (22) akan terbentuk, hasilnya kuantitatif, tetapi kita ingin mono produk brominasi dan untuk itu brominasi yang berlebihan perlu dihentikan. Untuk mengatasi brominasi berlebih, perlindungan gugus NH2- sangat penting. Asetilasi anilin mengganti anilin menjadi asetilanilin (23). Amida 23 pada brominasi hanya memberikan dalam para posisi (gugus N-asetil lebih besar dari NH2) dan hidrolisis tidak menghancurkan cincin benzena seperti reaksi di bawah ini:

Kelompok proteksi lainnya termasuk karbamat. Ini juga merupakan ikatan amida tetapi dengan beberapa ikatan lainnya fungsi dari terikat tersebut memungkinkan  untuk dihapus dalam kondisi reaksi ringan di dibandingkan dengan kelompok amida sederhana. cotohnya, reaksi amina primer dengan tersierbutil kloroformat membentuk karbamat dalam kondisi basa seperti pda reaksi dibawah.

Amina yang terproteksi dapat mengalami reaksi apa pun dan selanjutnya dideproteksi untuk memberikan yang diinginkan produk

Sumber: http://epgp.inflibnet.ac.in/epgpdata/uploads/epgp_content/S000005CH/P000669/M026482/ET/1515666955CHE_P14_M9_etext.pdf

Video:

https://youtu.be/rIFYvh_8P8c 

permasalahan:

1. Gugus yang bagaimana yang dapat dijadikan proteksi gugus fungsi?

2.  Proteksi gugus fungsi ini apakah dapat digunakan dalam kehidupan sehari-hari?

3. Sebelumnya disebutkan penggunaan gugus tetrahidropiril, kapan kita bisa menggunakan gugus tetrahidropiril tersebut?

 

Rancangan sintesis aspirin dan asam sinamat

A.      Sintesis aspirin

Aspirin merupakan salah satu panggilan lain dari asam asetilsalisilat. Untuk menyiapkan aspirin, asam salisilat direaksikan dengan asam asetat berlebih anhidrida. Sebagian kecil asam yang kuat akan dipakai  sebagai katalis yang mana katalis tersebut berfungsi untuk mempercepat reaksi tersebut. Pada percobaan yang dilakukan, asam fosfat akan dipakai sebagai katalis. Kelebihan asam asetat akan dipadamkan dengan adanya penambahan air. Produk aspirin tidak terlalu larut dalam air sehingga produk aspirin akan mengendap bila ditambahkan air. Reaksi sintesis aspirin adalah :

Karena asam asetat sangat larut dalam air, asam asetat mudah dipisahkan dari produk aspirin. Aspirin diisolasi dalam langkah ini adalah "produk mentah". Sebuah "produk murni" dapat diperoleh melalui rekristalisasi produk mentah dalam etanol panas. Dalam percobaan ini, produk kasar akan menjadi produk yang diinginkan. Persentase hasil produk mentah akan ditentukan untuk reaksi ini. Kemurnian produk juga akan dianalisis. Produk akan dianalisis dengan tiga metode berbeda: peleburan titik, titrasi, dan uji spektroskopi

Cincin yang ditunjukkan pada asam salisilat dan molekul Aspirin merupakan cincin heksagonal yang berasal dari senyawa karbon, dengan mempunyai ikatan tunggal dan rangkap yang berselang-seling seperti yang ditunjukkan oleh garis ganda. Ada atom Hidrogen yang terikat pada beberapa molekul karbon tersebut.

tetapi, mekanisme reaksinya lebih rumit dari ini.  banyak langkah perantara terjadi di antara langkah awal dan akhir. Ini dapat dilihat pada Gambar dibawah, dimana pada reaksi tersebut menunjukkan mekanisme reaksi dengan adanya H3PO4, katalis:

 

Selain dengan melakukan sintesis aspirin seperti diatas, aspirin juga dapat dihasilkan dengan  menggunakan bahan yaitu: Fenol (C₆H ₅ –OH), Natrium Hidroksida (NaOH), Karbon Dioksida (CO₂ ), Asetat Anhidrida (CH ₃ COOCOCH ₃ ), Hidrogen (H) dengan reaksinya sebagai berikut:

  

pada awal penemuannya, asam salisilat ini dapat digunakan untuk meredakan nyeri, sakit tetapi malah menimbulkan efek samping bagi yang memakannya yaitu berupa iritasi pada tenggorokan dn juga pada perut hingga ditemukan formula yang tepat

B.     Sintesis asam sinamat

Asam sinamat termasuk dalam kelompok asam karboksilat aromatik dengan C6-C3 struktur.  Sintesis asam sinamat dalam hal ini  didasarkan pada reaksi Perkin antara benzaldehida dan asam asetat anhidrida menggunakan natrium asetat anhidrat yang memiliki fungsi sebagai katalis terjadi reaksi Perkin melalui kondensasi aldol antara benzaldehida dan anhidrida asetat dalam adanya garam natrium asetat yang berfungsi sebagai katalis  untuk mempercepat jalannya reaksinya.

 

Kondensasi terjadi antar gugus karbonil dari benzaldehida dan gugus metil teraktivasi dari anhidrida asetat. Aktivasi gugus metil sebagai nukleofilik dilakukan dengan penambahan katalis dasar.

 

Faktor-faktor yang mempengaruhi kecilnya hasil yang didapatkan karena penggunaan natrium anhidrat katalis asetat. Aldehid dengan adanya  basa akan menghasilkan produk samping yang tidak diinginkan. Dari dalam sintesis asam sinamat ini, penggunaan anhidrat natrium asetat sebagai katalis dapat disimpulkan menjadi kurang efektif. Untuk penelitian selanjutnya adalah lebih baik menggunakan katalis garam asetat lain, untuk contoh kalium asetat

berikut link video saya: https://youtu.be/VntLI1JD0yI 

permasalahan:

1.      Dalam menganalisis aspirin dapat digunakan tiga metode berbeda: peleburan titik, titrasi, dan uji spektroskopi. Kemudian apa yang menjadi hal mendasar dalam penggunaan matode tersebut?

2.   Aspirin merupakan salah satu obat yang dapat mengrangai rasa sakit dan nyeri, tapi kenpa pada awal penemuannya salisilat ini malah menyebabkan iritasi pada tenggorokan dan perut bagi yang meminumnya?

3.  Berdasarkan penjelasan diatas, dapat terlihat bahwa terdapat penggunaan katalis yang beragam, katalis apa saja yang dapat digunakan dalam pembentukan aspirin ini?

 

Control kinetika dan termodinamika dalam sintesis senyawa organic

Kinetika sendiri dapat kita maksudkan dengan ilmu yang mengajarkan mengenai cepat atau lambatnya suatu reaksi terjadi beserta dengan langkah yang terjadi sedangkan untuk termodinamika sendiri didalam kimia dapat kita maksudkan dengan keterkaitan antar panas dan kerja dengan suatu reaksi kimia dengan pergantian keadaan dalam batas hukum dari termodinamika.

Pada Kinetika kimia dipelajari ketergantungan laju reaksi melanjutkan dalam suatu sistem pada konsentrasi komponen kemudian, juga pada pengaruh lain sebagai: suhu, medan listrik, radiasi, dll. Kemudian, beralih ke mekanisme molekuler dan rezim khusus, seperti reaksi berantai, polimerisasi dan degradasi polimer, api, pembakaran, ledakan, osilasi, reaksi sinar atom dan molekul, dll

kontrol kinetik terjadi karena perbandingan produk pada reaksi dipengaruhi oleh laju pembentukan produk

Pada reaksi E2 tersebut tidak dapat kembali seperti semula. Produk dari alkena  tidak pada keseimbangan yang mengakibatkan stabilitas relatif mereka tidak dapat mengendalikan keseluruhan produk yang didapatkan.  Sedangkan, dilaju reaksi relatif dapat mengendalikan keseluruhan produk yang didapatkan. Reaksi ini di sebut kontrol kinetik .

Sedangkan pada reaksi E1,  produk alkena berada dalam kesetimbangan (melalui karbo kation ), yang megakibatkan stabilitas relatifnya (bukan laju reaksi ) dapat mengendalikan keseluruhan produk yang dihasilkan. Reaksi ini di sebut  kontrol termodinamika

Jika dua atau lebih reaksi yang tidak bisa kendali ke keadaan semula dari reaktan yang sama, bersaing di keadaan tertentu maka dapat disebut  kontro kinetic. hasil utamanya merupakan produk yang terbentuk lebih cepat, yang disebut produk kinetik. Keadaan yang menentukan bahwa sistem ada dalam kontrol kinetik disebut kondisi kinetik.

k ₁ , k ₂ merupakan konstanta dari laju

Jika k ₁ > k ₂ , kedua reaksi mempunyai reaktan yang sama, laju pembentukan R > laju pembentukan S, [R] > [S]

dengan R = produk utama, S = produk minor

Dua produk diisolasi:

Pada pemutusan ikatan rangkap elektrofilik, diena berikatan sehingga terdapat gabungan hasil kinetik dan hasil termodinamika yang perbandingannya ditentukan oleh kondisi reaksi. Reaksi yang hasil akhirnya lebih banyak hasil termodinamika berada di bawah kontrol termodinamika, dan reaksi yang hasilnya lebih banyak hasil kinetik berada di bawah kontrol kinetik.

Pada diagram profil energi dibawa,  terlihat bahwa bahan awal A  dapat bereaksi menghasilkan baik  B  (ke kiri) atau  C (ke kanan). terbentuknya produk B menghentikan permasalahan dengan energi aktivasi yang lebih rendah , yang mana akan terbentuk lebih cepat dengan mengabaikan efek konstan pra-eksponensial. Diagram profil energi untuk A → B (kiri) dan A → C (kanan). Sumbu horizontal merupkan koordinat reaksi, dan sumbu vertikal mewakili energi Gibbs. Zat antara karbokation terdelokalisasi (A) adalah bentuk terprotonasi dari 1,3-butadiena (langkah pertama dari reaksi 1,3-butadiena dengan HBr).

Jika kita membiarkan suhu cukup rendah , molekul B yang tidak membentuk lebih cepat, maka tidak akan memiliki energi yang cukup untuk melakukan penghalangan terhadap aktivasi terbalik (yaitu,  B → A ) untuk pembaruan pada  A . Reaksi maju A ⟶ B  dan  A ⟶ C pada keadaan  seperti itu, tidak dapat diganti . Sejak pembentukan  B  yang lebih cepat, maka akan mengusai, dan produk utama yang dihasilkan adalah  B yang  disebut dengn kontrol kinetik dan B adalah produk kinetik .

Dengan suhu tinggi,  B masih akan menjadi hasil yang terbentuk lebih cepat yang menandakan reaksi dapat kembali ke semula yang berarti molekul B  dapat kembali ke  A . hal itu disebabkan karena sistem tidak lagi dihentikan oleh suhu, sistem akan memperkecil energi bebas Gibbsnya, yang merupakan ciri dari termodinamika untuk kesetimbangan kimia. Yang menandakan molekul yang paling stabil secara termodinamika, C akan lebih dominan terbentuk. 2 Reaksi disebut berada di bawah kontrol termodinamika dan C adalah produk termodinamika .

salah satu contoh yang diambil dimana pada percobaan tersebut terjadi 2 percobaann denan alcohol asam asam karboksilat yang berbeda, dimana percobaan pertama yaitu dengan menggunakan alkoholnya itu etanol serta asam karboksilatnya yaitu berupa asam etanoat, sedangkan pada percobaan kedua itu dengan menggunakan alcohol yaitu methanol sedangkan asam karboksilat yaitu asam salisilatn dimana didapatkan percobaan pertama lebih cepat mengalami peanasan dengan waktu 1 menit 42 detik. Dari contoh itu berkaitan dengan control kinetika dan control termodinamika , dimana kinetika dan termodinamika berkaitn dengan suhu, jika suhu yang didapatkan tinggi maka cepatnya energy dari reaksi pembentukan ester akan bagus, karena energy dari pembentukan ester tersebut bagus, maka control dari termodinamikanya juga bagus hal itu dikarenakan termodinamika berkaitan dengan suhu, jika suhunya naik maka akan stabil suatu reaksi tersebut. Atau dapat dilihat pada video kelompok kami: https://youtu.be/1GsCgmiJv1E  

permasalahan:

1.      Apakah pada hasil reaksi pada  termodinamika dan kinetika seperti diagram yang disajikan pada blog tersebut salalu berbeda?

2.      Zat apa yang dapat menggantikan asam sulfat sebagai katalis?

3.      Apa yang menyebabkan percobaan pertama dan kedua memiliki perbedaan waktu yang cukup jauh pada saat pemanasan?