Em química orgânica, chamamos de grupo protetor (ou grupo protetor ) um grupo funcional introduzido na molécula a partir de uma função química para mascarar toda ou parte de sua reatividade. O objetivo da introdução de um grupo protetor é melhorar a seletividade das seguintes reações.
Durante uma síntese em várias etapas, é comum se deparar com problemas de quimiosseletividade quando vários grupos funcionais podem reagir durante a mesma reação. Neste caso, tenta-se transformar um ou mais grupos funcionais em outros grupos que serão inertes nas condições de reação escolhidas. Esta etapa é chamada de proteção. Uma vez que a reação foi realizada na presença dos grupos de proteção, estes últimos são novamente transformados para retornar aos grupos funcionais de partida; é “desproteção”.
Um grupo funcional deve atender a 7 critérios para ser considerado um bom grupo protetor, evitando assim sua destruição ou inibindo sua reatividade durante uma reação química:
Durante a síntese orgânica , vários grupos de proteção podem estar presentes simultaneamente em um substrato. A estratégia de síntese escolhida exigirá a desproteção seletiva e sucessiva das várias funções. Portanto, é importante ser capaz de remover um grupo protetor sem modificar os outros grupos presentes no substrato. Os diferentes grupos de proteção são classificados em “conjuntos ortogonais”, que são conjuntos ideais que agrupam grupos sensíveis às mesmas condições de desproteção.
Philip Kocienski distingue 13 conjuntos ortogonais de grupos de proteção, dependendo se eles são clivados por:
As aminas têm três reatividades podem ser protegidas. Eles são nucleofílicos , básicos e, para aminas primárias e secundárias, relativamente ácidos . As aminas podem ser protegidas na forma de imidas , amidas , carbamatos , iminas , enaminas , sulfonil , N - sulfenil , N - alquil ou derivados de N - silil e mais de 350 grupos de proteção de amina.
Muitas estratégias para a proteção do álcool foram desenvolvidas. Esse conhecimento é particularmente importante quando se trabalha na série de açúcares . Observe que o grupo tosil (Ts-) não é um grupo protetor para álcoois , mas um grupo que permite sua substituição nucleofílica ao criar um grupo de saída melhor ( pK A ( ácido paratoluenossulfônico / tosilato) <0) .
Protegido em | GP para R-OH | Sobrenome | Molécula | Reagente |
Resistente a
A = ácido, Ox = oxidante, Nu = Nucleófilo |
Proteção | Notas |
Éter | Eu- | Metilo- | Me2SO4 / NaOH
MeX / base (tBuOK) |
A, Ox, Nu (vermelho, RM, B) | BBr3 | Desproteção difícil de RO-Me muito estável | |
Bn- | Benzil- | PhCH2Cl / Pyr (base) | A, Ox, Nu (vermelho, RM, B) | H2 / Pd-C ou Na, NH3 liq | Às vezes difícil de dividir
Reação de vidoeiro |
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Tr- | Tritil- | Ph3CCl / pyr (base) | Ox, Nu (H-, RM, B) | HCOOH; H2O (ácido) | Pesados ⇒ álcoois primários seletivos
Carbânion estável |
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PMB- | p- metoxibenzil | PMB-Cl / base | Ox, Nu (vermelho, RM, B) | DDQ | Reação radical (monoeletrônica) | ||
Ether Silyl | TMS- | Trimetilsilil | TMS-Cl + base de nitrogênio nucleofílico
(Et3N, imidazol) |
Ox não ácido não básico | Ácido (H +, H2O)
Íons de fluoreto de base (K2CO3, MeOH) HF ou TBAF |
Amina mais nucleofílica que álcool + melhor GP inicial do que Cl
Si pode ser pentavalente + volume (Si-C: 189pm, CC: 153pm) Catálise Nucleofílica Frágil SI-O: 530 kJ.mol-1 CO: 340kJ.mol-1 SI-X bom Si-F 810 kJ.mol- 1 CF: 450 kJ.mol-1 |
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TBDMS-
TBDPS- |
terc- butildimetilsilil
terc- butildifenilsilil |
Ácido forte ou fluorado | Menos frágil porque mais lotado
Não ortogonal (escolha de preço?) |
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PONTAS- | triisopropilsilil | Ácido forte ou fluorado | |||||
Acetal | THP- | Tetraidropirano | DHP + ácido (APTS) | Ox, Nu (vermelho, RM, B) | Acetal: BF3 (ácido de Lewis)
ou ácido de Brönsted (H2SO4) |
Forma um carbono assimétrico (sinais complexificados)
Muito usado porque é barato e fácil de usar |
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MAMÃE-
MESMO- |
Éter metoximetílico
(2-metoxietoxi) metil éter |
MOM-CL + base | Ox, Nu (vermelho, RM, B) | Ácido concentrado (acetal) (HCl) | Acetal = razoavelmente estável | ||
Éster | Ac- | Acetato | Ac2O / Pyr (DMAP) ou AcCl | Ácido, boi | K2CO3, MeOH ou KOH, THF | ||
Piv- ou Pv- | pivaloyl | PivCl / Et 3 N | ? | K2CO3, MeOH ou KOH, THF | |||
Diols
(Acetal cíclico) |
1,3 dioxolano | 1,2 diol ⇒ cetona | Ox, Nu (vermelho, RM, B) | Ácido de Lewis, HCl, etc.
Ácido |
Condições de proteção seletiva
Possibilidade de transacetalização (subproduto de metanol → coluna de destilação) |
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1,3 dioxano | 1,3 diol ⇒ aldeído | Ox, Nu (vermelho, RM, B) |
Esta função é protegida principalmente pela adição de um diol (mais frequentemente etano-1,2-diol ) que torna possível formar uma função cetal (> C (OR) 2 ). Para realizar a reação oposta, basta adicionar água em um meio ácido para recuperar a função cetônica .
Os alcinos podem reagir por sua ligação tripla ou, no caso de alcinos terminais, como um ácido de Bronsted .
A proteção da ligação tripla pode ser realizada formando um complexo entre o alcino e o dicobalto octacarbonil . O alcino é regenerado pela oxidação do complexo.
A proteção da acidez de alcinos terminais é convencionalmente realizada por desprotonação seguida por reação com cloreto de trimetilsilano para formar um trimetilsilil terminal. A desprotecção é realizada por hidrólise ( carbonato de potássio e metanol) ou por adição de iões fluoreto , por exemplo com TBAF .
Outros grupos trialquilsilil podem ser usados, tais como trietilsilil (TES), terc- butildimetilsilil (TBDMS) ou benzildimetilsilil (BDMS). Quando o grupo de proteção é suficientemente volumoso, a ligação tripla do alcino pode ser protegida da hidrogenação catalítica seletivamente sobre os alcenos.
A proteção de um alcino terminal também pode ser realizada por um hidroxialquil, a desprotecção pode ser realizada por refluxo em uma solução de hidróxido de sódio de benzeno .