En química orgánica, llamamos grupo protector (o grupo protector ) a un grupo funcional introducido en la molécula a partir de una función química para enmascarar toda o parte de su reactividad. El propósito de introducir un grupo protector es mejorar la selectividad de las siguientes reacciones.
Durante una síntesis de varios pasos, es común encontrarse con problemas de quimioselectividad cuando varios grupos funcionales pueden reaccionar durante la misma reacción. En este caso, se intenta transformar uno o más grupos funcionales en otros grupos que serán inertes en las condiciones de reacción elegidas. Este paso se llama protección. Una vez realizada la reacción en presencia de los grupos protectores, estos últimos se transforman nuevamente para volver a los grupos funcionales de partida; es "desprotección".
Un grupo funcional debe cumplir 7 criterios para ser considerado un buen grupo protector, evitando así su destrucción o inhibiendo su reactividad durante una reacción química:
Durante la síntesis orgánica , varios grupos protectores pueden estar presentes simultáneamente en un sustrato. La estrategia de síntesis elegida requerirá la desprotección selectiva y sucesiva de las diferentes funciones. Por tanto, es importante poder eliminar un grupo protector sin modificar los otros grupos presentes en el sustrato. Los diferentes grupos protectores se clasifican en "conjuntos ortogonales", que son conjuntos ideales que agrupan grupos sensibles a las mismas condiciones de desprotección.
Philip Kocienski distingue 13 conjuntos ortogonales de grupos protectores, dependiendo de si están escindidos por:
Las aminas tienen tres reactividad que pueden protegerse. Son nucleofílicos , básicos y, para las aminas primarias y secundarias, relativamente ácidos . Las aminas pueden protegerse en forma de imidas , amidas , carbamatos , iminas , enaminas , derivados de sulfonilo , N - sulfenilo , N - alquilo o N - sililo y se han descrito más de 350 grupos protectores de amina.
Se han desarrollado muchas estrategias para la protección del alcohol . Este conocimiento es particularmente importante cuando se trabaja en la serie de azúcares . Tenga en cuenta que el grupo tosilo (Ts-) no es un grupo protector para los alcoholes , sino un grupo que permite su sustitución nucleofílica creando un mejor grupo saliente ( pK A ( ácido paratoluenosulfónico / tosilato) <0) .
Protegido en | GP para R-OH | apellido | Molécula | Reactivo |
Resistente a
A = ácido, buey = oxidante, Nu = nucleófilo |
De protección | Notas |
Éter | Me- | Metilo- | Me2SO4 / NaOH
MeX / base (tBuOK) |
A, Buey, Nu (Rojo, RM, B) | BBr3 | Desprotección difícil RO-Me muy estable | |
Bn- | Bencilo | PhCH2Cl / Pyr (base) | A, Buey, Nu (Rojo, RM, B) | H2 / Pd-C o Na, NH3 liq | A veces es difícil dividir
Reacción de abedul |
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Tr- | Tritilo | Ph3CCl / pyr (base) | Buey, Nu (H-, RM, B) | HCOOH; H2O (ácido) | Voluminosos ⇒ alcoholes primarios selectivos
Carbanión estable |
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PMB- | p- metoxibencilo | PMB-Cl / base | Buey, Nu (Rojo, RM, B) | DDQ | Reacción radical (monoelectrónica) | ||
Éter sililo | TMS- | Trimetilsililo | TMS-Cl + base nitrogenada nucleofílica
(Et3N, imidazol) |
Buey no ácido no básico | Ácido (H +, H2O)
Iones de fluoruro base (K2CO3, MeOH) HF o TBAF |
Amina más nucleófila que el alcohol + mejor GP inicial que Cl
Si puede ser pentavalente + a granel (Si-C: 189pm, CC: 153pm) Catálisis nucleofílica frágil SI-O: 530 kJ.mol-1 CO: 340kJ.mol-1 SI-X bueno Si-F 810 kJ.mol- 1 CF: 450 kJ.mol-1 |
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TBDMS-
TBDPS- |
terc- butildimetilsililo
terc- butildifenilsililo |
Ácido fuerte o fluorado | Menos frágil porque está más concurrido
No ortogonal (¿elección de precio?) |
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CONSEJOS- | triisopropilsililo | Ácido fuerte o fluorado | |||||
Acetal | THP- | Tetrahidropirano | DHP + ácido (APTS) | Buey, Nu (Rojo, RM, B) | Acetal: BF3 (ácido de Lewis)
o ácido de Brönsted (H2SO4) |
Forma un carbono asimétrico (señales complejas)
Ampliamente utilizado porque es económico y fácil de usar. |
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MAMÁ-
MISMO- |
Éter de metoximetilo
(2-metoxietoxi) metil éter |
Base MOM-CL + | Buey, Nu (Rojo, RM, B) | Ácido concentrado (acetal) (HCl) | Acetal = bastante estable | ||
Ester | C.A- | Acetato | Ac2O / Pyr (DMAP) o AcCl | Ácido, Buey | K2CO3, MeOH o KOH, THF | ||
Piv- o Pv- | pivaloilo | PivCl / Et 3 N | ? | K2CO3, MeOH o KOH, THF | |||
Dioles
(Acetal cíclico) |
1,3 dioxolano | 1,2 diol ⇒ cetona | Buey, Nu (Rojo, RM, B) | Ácido de Lewis, HCl, etc.
Ácido |
Condiciones de protección selectiva
Posibilidad de transacetalización (subproducto de metanol → columna de destilación) |
||
1,3 dioxano | 1,3 diol ⇒ aldehído | Buey, Nu (Rojo, RM, B) |
Esta función se protege principalmente mediante la adición de un diol (más a menudo etano-1,2-diol ) que permite formar una función cetal (> C (OR) 2 ). Para realizar la reacción inversa, simplemente agregue agua en un medio ácido para recuperar su función cetona .
Los alquinos pueden reaccionar por su triple enlace o, en el caso de alquinos terminales, como un ácido de Bronsted .
La protección del triple enlace se puede lograr formando un complejo entre el alquino y el dicobalto octacarbonilo . El alquino se regenera por oxidación del complejo.
La protección de la acidez de los alquinos terminales se lleva a cabo convencionalmente mediante desprotonación seguida de reacción con cloruro de trimetilsilano para formar un trimetilsililo terminal. La desprotección se lleva a cabo por hidrólisis ( carbonato de potasio y metanol) o por adición de iones fluoruro , por ejemplo con TBAF .
Se pueden usar otros grupos trialquilsililo, tales como trietilsililo (TES), terc -butildimetilsililo (TBDMS) o bencildimetilsililo (BDMS). Cuando el grupo protector es suficientemente voluminoso, el triple enlace del alquino puede protegerse de la hidrogenación catalítica selectivamente sobre los alquenos.
La protección de un alquino terminal también se puede llevar a cabo mediante un hidroxialquilo, la desprotección se puede llevar a cabo mediante reflujo en una solución de hidróxido de sodio y benceno .