Chránicí skupina je v chemii funkční skupina, která se zavádí do molekuly chemickým pozměněním funkční skupiny za účelem dosažení chemoselektivity reakce. Tyto skupiny jsou důležité v mnoha vícestupňových organických syntézách.
Při přípravě některých organických sloučenin nemohou některé části jejich molekul vydržet požadované podmínky nebo přítomnost určitých látek. Z tohoto důvodu musí být dané části molekul (skupiny) chráněny. Například hydrid lithno-hlinitý je velmi reaktivní, ale užitečné činidlo, schopné redukovat estery na alkoholy. Pokud jsou přítomny, vždy reaguje s karbonylovými skupinami, což nelze nijak změnit. Je-li třeba provést redukci esteru za přítomnosti karbonylu, musí být reakci hydridu s touto skupinou zabráněno, například převedením karbonylu na acetal, který s hydridy nereaguje. Acetal je tedy chránicí skupina pro karbonyl. Jakmile je reakce s použitím hydridu dokončena, acetal je odstraněn (reakcí s vodným roztokem kyseliny) za opětovného vzniku původního karbonylu.
Chránicí skupiny jsou mnohem více využívány v laboratorní praxi a základním výzkumu než v průmyslové výrobě, jelikož jejich užití přidává do procesu další kroky a látky, což výrobu prodražuje. Dostupnost levného chirálního stavebního bloku ovšem může tyto náklad snížit (například kyselina šikimová pro oseltamivir).
Běžné chránicí skupiny Chránicí skupiny pro alkoholy Chránění alkoholů Acetyl (Ac) – Odstraňován kyselinou nebo zásadou. Benzoyl (Bz) – Odstraňován kyselinou nebo zásadou, stabilnější než Ac. Dimethoxytrityl, (fenyl[bis(4-methoxyfenyl)]methyl, DMT) – Odstraňován slabou kyselinou, využití na chránění 5'-hydroxy skupiny v nukleosidech, hlavně při syntéze oligonukleotidů. Methylthiomethylether – Odstraňován kyselinou. Pivaloyl – Odstraňován kyselinou, zásadou nebo redukčním činidlem. Je výrazně stabilnější než ostatní acylové skupiny. Tetrahydropyranyl – Odstraňován kyselinou. Tetrahydrofuranyl – Odstraňován kyselinou. Trityl (trifenylmethyl, Tr) – Odstraňován kyselinou a hydrogenolýzou.
Chránicí skupiny pro aminy Chránění aminů Karbobenzyloxy (Cbz, benzyloxykarbonyl) – Odstraňován hydrogenolýzou. p-Methoxybenzylkarbonyl (Moz nebo MeOZ) – Odstraňován hydrogenolýzou, méně stabilní než Cbz Tercbutyloxykarbonyl (BOC) – Běžný v syntéze peptidů v pevné fázi, odstraňován koncentrovanou silnou kyselinou (např. HCl nebo CF3COOH) Acetyl – využívá se při syntéze oligonukleotidů na chránění N4 v cytosinu a N6 v adeninu, odstraňuje se zásadou, nejčastěji plynným či ve vodě rozpuštěným amoniakem nebo methylaminem. Je příliš stabilní na to, aby byl snadno odstranitelný z alifatických amidů. Benzoyl – stejně jako u Ac Karbamátová skupina – Odstraňována kyselinou a mírným zahřátím Tosyl (Ts) – Odstraňován koncentrovanou silnou kyselinou (např. HBr nebo H2SO4) a silným redukčním činidlem (sodík v kapalném amoniaku nebo naftalenid sodný)
Chránicí skupiny pro karbonyly Chránění karbonylových skupin Acetaly a ketaly – Odstraňovány kyselinou. Obvykle je odštěpení u acyklických acetalů snazší než u cyklických. Acylaly – Odstraňovány Lewisovými kyselinami Dithiany – Odstraňovány solemi kovů nebo oxidačními činidly
Chránicí skupiny pro karboxylové kyseliny Chránění karboxylových kyselin Methylestery – Odstraňovány kyselinou nebo zásadou. Benzylestery – Odstraňovány hydrogenolýzou. Terc-butylestery – Odstraňovány kyselinami, zásadami a některými redukčními činidly. Oxazolin – Odstraňován horkou silnou kyselinou (pH < 1, T > 100 °C) nebo zásadou (pH > 12, T > 100 °C) ovšem nikoliv hydridem lithno-hlinitým, organolithnými sloučeninami nebo Grignardovými činidly
Chránicí skupiny pro fosfátové skupiny 2-kyanoethyl – Odstraňován slabou zásadou. Často používán v syntéze oligonukleotidů. Methyl – Odstraňován silnými nukleofily, například thiofenolem
Průmyslové použití V průmyslové výrobě většinou nejsou chránicí skupiny používány, ovšem stále zde nacházejí využití, např.: Výroba oseltamiviru u Roche Výroba sladidla sukralózy
Reference
Externí odkazy
Kategorie:Chemická syntéza