Minggu, 10 April 2016
Gugus Pelindung Amina
Gugus
pelindung amina secara umum
Amina merupakan senyawa organik dan gugus fungsional yang
isinya terdiri dari senyawa nitrogen atom dengan pasangan sendiri. Amino
merupakan derivatif amoniak. Biasanya dipanggil amida dan memiliki berbagai
kimia yang berbeda. Yang termasuk amino ialah asam amino, amino biogenik,
trimetilamina, dan anilina.Yang berbau dari amoniak, ialah ikan tua, air
kencing, rotting daging, dan mani merupakan semua terdiri dari zat amino.
Perlindungan Nitrogen terus menarik banyak perhatian dalam
berbagai bidang kimia, seperti peptida, nukleosida, polimer dan sintesis ligan.
Tetapi, dalam beberapa tahun terakhir, sejumlah gugus pelindung nitrogen telah
digunakan sebagai pembantu kiral. Dengan demikian, desain baru, lebih ringan
dan metodenya lebih efektif untuk perlindungan nitrogen masih aktif dalam topik
sintesis kimia.
Gugus pelindung Imida dan amida: Kelompok ftalimida telah
berhasil digunakan untuk melindungi gugus amino. Pembelahan dari
N-alkilftalimida (1,81) mudah dilakukan dengan hidrazin, dalam larutan panas
atau dalam dingin untuk waktu yang lama untuk memberikan 1,82 dan amina.
Basa-katalis hidrolisis N-alkilftalimida 1.81 juga memberikan yang sesuai amina.
Penambahan, penghilangan, ketahan gugus
pelindung serta reaktif terhadap elektrofil atau nukleofil dapat dilihat pada
tabel dibawah ini :
|
Gugus
|
|
Gugus pelindung (GP)
|
|
Penambahan
|
|
Penghilangan
|
Ketahanan GP
|
GP reaktif terhadap
|
|
Amina
|
|
Amida
|
|
|
||||
|
RNH2
|
|
RNHCOR’
|
|
R’OCCl
|
|
OH-- /H2O
|
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
|
Selain tabel diatas gugus amina dapat juga diproteksi dengan
gugus pelindung benzyl (Bn), gugus pelindung benzyl dapat direaksikan dengan
suatu amina primer dengan cara mereaksikan suatu metil-phenil dalam pelarut
NaOEt dengan Et3N sebagai katalis.
Yang menjadi Ironi ialah apabila tingkat kebasaan suatu amina, tingkat
kebasaan suatu amina mempengaruhi untuk masuknya suatu gugus pelindung, sebagai
persoalan misalkan suatu amina primer mengikat gugus phenil, hal ini mengakibatkan
sifat kebasaan amina menurun karena terjadinya delokalisasi elektron oleh
karena itu gugus pelindung seperti Benzyl tidak selektif jika digunakan akibat
terjadinya delokalisasi elektron tersebut, maka dibutuhkan gugus pelindung yang
lebih selektif dalam memproteksi gugus amina tersebut, gugus pelindung tersebut
ialah gugus asetil yang mengakibatkan amina membentuk amida hal ini dapat
terlihat pada tabel diatas.
Sebagai contoh reaksi diatas dapat
digambarkan sebagai berikut :
R-NH2 + Me-Ph ==>
R-N(Me-Ph)2
Ar-NH2 + CH3-Ph
==> tidak dapat bereaksi
Oleh
karena itu dibutuhkannya proteksi yang lebih selektif, dikarenakan Ar-NH2
mengalami delokalisasi elektron, proteksi yang lebih selektif tersebut yaitu
suatu gugus Asetil. Reaksi dapat digambarkan sebagai berikut:
Ar-NH2 +
EtCOCl ==> Ar-NH-EtCl
Gugus pelindung amida atau imida dapat dilihat pada gambar
dibawah ini :
Sedangkan gugus pelindung uretan dapat dilihat dibawah ini :
Pada
sebuah penelitian, kemajuan paling penting dalam bidang sintesis peptida dilakukan
oleh Bergmann dan Zervas pada 1932. Mereka memperkenalkan benziloksikarbonil sebagai gugus pelindung pada amina, sering
disingkat sebagai Cbz atau notasi
satu huruf, Z (berasal dari nama Zervas). Asam amino yang dilindungi dalam
bentuk benzoiloksikarbonil merupakan suatu ester
karbamat yang memiliki atom nitrogen yang tidak bersifat nukleofilik dan tidak
reaktif dalam pembentukan ikatan peptida. Hal yang terpenting lainnya adalah
gugus pelindung ini mudah dideproteksi dengan HF cair, namun tidak mempengaruhi
ikatan peptida yang ada dalam struktur.
Apabila diinginkan yang berekasi adalah
gugus yang kurang reaktif dari dua gugus fungsional yang berbeda, atau apabila
produk pertama dari suatu reaksi mempunyai satu gugus fungsional yang sama atau
lebih reaktif dibandingkan bahan awal, maka gugus yang lebih reaktif harus
dilindungi dengan gugus pelindung. Asam Amina merupakan konstituen protein,
mempunyai dua gugus fungsi yaitu COOH dan gugus NH2, dimana gugus NH2
lebih reaktif dibandingkan gugus COOH.
Penggolongan amina
dapat dilihat pada tabel dibawah ini:
|
Amina primer
|
Amina sekunder
|
Amina tersier
|
|
R-NH2
|
R-NH-R
|
R3-N
|
Apabila menginginkan gugus COOH yang bereaksi maka gugus NH2
harus dilindungi. Senyawa (4) dapat digunakan sebagai gugus pelindung untuk
gugus NH2. Perlu dicatat bahwa senyawa (4) dapat berekasi dua kali dengan gugus
amino, tetapi produk pertama (7) kurang reaktif karena lebih terkonjugasi
dibanding senyawa (4).
Dalam sintesis senyawa tiol, RSH, dengan
reaksi alkilasi langsung terhadap H2S merupakan reaksi yang tidak baik, hal ini
disebabkan karena produk yang terbentuk mempunyai reaktivitas yang relatif sama
dengan bahan awal, sehingga reaksi akan berlanjut dan menghasilkan senyawa
sulfida, RSH.
Untuk membuat senyawa tiol dapat digunakan
senyawa tiourea (8) sebagai aktivitas H2S yang terlindungi, garam tiouronium
(9) tidak mampu bereaksi lebih lanjut dan musah terhidrolisi menjadi tiol.
Senyawa Kaptodiamina (10), suatu senyawa
sedatif dan trankulaser, dapat dipakai sebagai ilustrasi untuk menerangkan
peristiwa sintesis senyawa tiol (11).
Senyawa tiol (11) dapat dibuat dengan
metode tiourea dari halida (13), dan senyawa ini jelas dapat diperoleh dari
produk Friedel-Crafts (14). Diskoneksi selanjutnya akan diperoleh senyawa
benzena tiol sebagai bahan awal, senyawa benzena tiol ini tersedia.
Contoh
lain :
Gugus pelindung lain yang sering digunakan sebagai gugus
pelindung amina adalah t-butiloksikarbonil
(t-Boc). Gugus ini mudah dideproteksi dengan menggunakan asam trifluoro
asetat (TFA), suatu kondisi yang lebih lembut dibandingkan dengan kondisi
deproteksi Cbz. Ketersediaan dua gugus pelindung ini memberikan kemudahan
strategi sintesis peptida yang mengandung lisin. Gugus α-amino dapat diproteksi
dengan t-Boc, sementara amino rantai samping diproteksi dengan Cbz. Selama
sintesis, α-amino dapat dideproteksi dengan TFA, tanpa mempengaruhi rantai
samping yang diproteksi Cbz. Selain Cbz dan t-Boc, gugus pelindung amina
lainnya yang sering digunakan adalah 9-florenilmetoksikarbonil
(Fmoc), yang diperkenalkan oleh Carpino. Dibandingkan dua gugus pelindung
sebelumnya yang labil terhadap asam, Fmoc bersifat labil terhadap basa. Gugus
pelindung Fmoc dihilangkan dengan piperidin (20% dalam DMF). Gambar 2.7 memperlihatkan
struktur asam amino yang diproteksi oleh gugus Cbz, t-Boc dan Fmoc.
Struktur Cbz-glisin (kiri),
t-Boc-glisin (tengah) dan Fmoc-glisin (kanan)
Misalnya, gugus pelindung uretan
seperti benziloksikarbonil (Cbz), tertbutoxycarbonyl (Boc) dan
(fluorenylmethoxy) karbonil (Fmoc) mudah diperkenalkan sebagai berikut yang
ditunjukkan dalam Skema dibawah ini :
Gugus pelindung ini menahan berbagai
kondisi reaksi keras.
Reaksi penggunaan
gugus pelindung pada kitosan dikarenakan kitosan memiliki 2 gugus fungsi yang
kereaktifan berbeda. Gugus amino dari kitosan lebih reaktif dari pada gugus
hidroksilnya, sehingga untuk menghasilkan O-asilasi kitosan, perlu dilakukan
proteksi atau perlindungan terrhadap gugus amino. Gugus amino dapat dilindungi
dengan membentuk sulfonil nya [seperti arilsulfonil atau 2 (trimetilsilil) etil sulfonil], sulfenil dan
turunannya silil. 2-atau 4-nitrofenilsulfonamida turunan dari asam amino yang berguna
untuk substrat mono-N- alkilasi hanya menggunakan karbonat cesium (Cs 2 CO 3 )
sebagai basis. Kelompok sulfonamide dapat dihapus dalam 1,89 oleh kalium
fenil tiolat (PhSH dan K 2 CO 3 ) dalam asetonitril untuk memberikan
N-teralkilasi ester α-amino dan reaksi terjadi tanpa raseminasi.
Basa shiff dapat digunakan sebagai gugus pelindung
pada reaksi O-asilasi.
Basa Shiff merupakan turunan kitosan yang
pembahasannya belum seluas N-asil kitosan atau eter kitosan karena rendahnya
kestabilan basa Shiff yang menyebabkan basa Shiff mudah mengalami hidrolisis
asam dan telah digunakan sebagai proteksi terhadap gugus amina. Turunan basa
Shiff dapat diperoleh dari reaksi film kitosan dengan aldehida alifatik, bukan
saja yang linear namun asetaldehida ke decanal yang bercabang dan aldehida
aromatik.
Contoh gugus pelindung untuk NH2
yaitu:
Dimana dengan menggunakan katalis asam sulfat (2 M) yang
ditambahkan kepada suspensi campuran kitosan dan asam alkanoat pada suhu kamar.
Campuran dipanaskan pada suhu 800 C selama 4 jam disertai pengadukan. Asam
sulfat yang ditambahkan akan membentuk ion hidrogen sulfit sebagai agen ion
dari NH3+, selanjutnya berfungsi untuk memproteksi (sebagai gugus pelindung)
N-kitosan. Kemudian pada suhu kamar, tambahkan natrium hidrokarbonat sampai pH
7 (netral). Dan dapat dilakukan proteksi gugus amino dengan reaksi Shiff :
Basa Schiff dapat digunakan sebagai gugus pelindung pada
gugus amina (NH2), dilakukan dengan melarutkan kitosan terasetilasi dalam asam
formiat 90% yang mengandung asetat anhidrida dengan asumsi protonasi akan
mencegah terjadinya N-asilasi. Selanjutnya direaksikan dengan asilklorida dalam
karbon triklorida dan piridin kering.
Reference :
http://domas09.blogspot.co.id/2013/02/makalah-kimia-organik-amina.html
http://staff.uny.ac.id/sites/default/files/pendidikan/dr-amanatie-mpd-msi/buku-kimia-organik-sintesis.pdf
Warren, Stuart. 1981. Sintesis Organik Pendekatan Diskoneksi. Yogyakarta:
Gadjah Mada University Press
Warren, Stuart. 1983. Periptaan Sintesis Organik. Yogyakarta:
Gadjah Mada University Press
Langganan:
Posting Komentar (Atom)
0 komentar:
Posting Komentar