Schutzgruppe
Schutzgruppe ist eine Sammelbezeichnung für organisch-chemische Reste, mit der eine bestimmte von mehreren funktionellen Gruppen eines Moleküls (Edukt) vorübergehend gegen den Angriff von Reagenzien geschützt werden kann. Das ist notwendig, wenn man chemische Reaktionen – wie Oxidationen, Reduktionen, Substitutionsreaktionen usw. – an der geschüzten Stelle vermeiden will, die man an einer anderen (nicht geschützten) Stelle erreichen möchte. Anschließend wird die Schutzgruppe wieder entfernt, möglichst selektiv und unter milden Reaktionsbedingungen, z. B. hydrogenolytisch, photolytisch, säurekatalytisch oder mit anderen Methoden, wobei diese Gruppe wieder in ihren ursprünglichen Zustand verwandelt wird.
Prinzip
Zum Beispiel ist Lithiumaluminiumhydrid eine hoch reaktives und nützliches Reagenz, um Ester zu Alkoholen zu reduzieren. Es reagiert allerdings auch in jedem Fall mit Carbonylgruppen, so dass diese geschützt werden müssen, wenn sie nicht mit reduziert werden sollen. In dem nebenstehenden Beispiel wird die Carbonylgruppe in ein Acetal umgewandelt, welches nicht von Hydriden angegriffen werden kann. Das Acetal dient als Schutzgruppe für die Carbonylgruppe.[1] Nachdem der Ester durch das Hydrid reduziert wurde, kann das Acetal wieder entfernt bzw. entschützt werden (durch Reaktion mit einer wässrigen Säure), wodurch die Carbonylfunktion wider hergestellt wird. Wird die Carboniylgruppe nicht geschützt, wird sie ebenso wie die Estergruppe reduziert und es entstehen zwei Hydroxylgruppen.
Häufig verwendete Schutzgruppen
Alkohol-Schutzgruppen
Folgende Gruppen schützen Alkohole
- Methoxymethylether (MOM) - kann durch Säure entfernt werden.
- Silylether - können durch Säure oder Fluoridionen wieder abgespalten werden.
Alkohole reagieren mit anderen Alkoholen unter Wasserabspaltung zu Ethern. Die Merrifield-Synthese ist ein Verfahren zur Peptiderzeugung, das auf Schutzgruppenchemie beruht.
Carbonyl-Schutzgruppen
- Aldehyde können mit Diolen zu Acetalen umgesetzt werden
- analog zu den Aldehyden werden Ketone zu Ketalen umgesetzt
In beiden Fällen wird damit das Carbonylkohlenstoffatom vor einem nukleophilen Angriff geschützt.
Amin-Schutzgruppen
Aminofunktionen von Aminosäuren lassen sich mit Schutzgruppen vom Urethantyp[2], Säureamidtyp[3] oder vom Alkyltyp[4] schützen. Zu einer Auswahl solcher Schutzgruppen zählen:
- 1-(1-Adamantyl)-1-methylethoxycarbonyl (ADPOC)
- Allyloxycarbonyl (ALLOC)
- Benzyloxycarbonyl (Z)
- Di-tert-butyloxycarbonyl (Boc)
- Fluorenylmethoxycarbonyl (FMOC)
- Trifluoracetylgruppe (TFA)
- Triphenylmethylgruppe (TRT)
Verschiedene
- Doppelbindungen können iodiert werden. Man entfernt die Schutzgruppe anschließend mit metallischem Zink. Die Konfiguration der Doppelbindung bleibt dabei erhalten.
Literatur
- P. J. Kocieński: Protecting Groups. 1. Auflage, Georg Thieme Verlag, Stuttgart 1994, ISBN 3-13-135601-4
- Peter G.M. Wuts, Theodora W. Greene: Green's Protective Groups in Organic Synthesis, Fourth Ed. John Wiley & Sons Inc., Hoboken, New Jersey, ISBN 0-471-69754-0
Weblinks
- Jan Bulle, Aloys Huttermann: Das Basiswissen der organischen Chemie (als Google-Book)
- Universität Marburg: Schutzgruppen in der organischen Synthesechemie
Einzelnachweise
- ↑ Paula Yurkanis Bruice: Organische Chemie, Pearson Education Inc., 2007, 5. Auflage, S. 938−939, ISBN 978-3-8273-7190-4.
- ↑ Hans-Dieter Jakubke, Hans Jeschkeit: Aminosäuren, Peptide, Proteine, Verlag Chemie, Weinheim, 118-127, 1982, ISBN 3-527-25892-2.
- ↑ Hans-Dieter Jakubke, Hans Jeschkeit: Aminosäuren, Peptide, Proteine, Verlag Chemie, Weinheim, 127-130, 1982, ISBN 3-527-25892-2.
- ↑ Hans-Dieter Jakubke, Hans Jeschkeit: Aminosäuren, Peptide, Proteine, Verlag Chemie, Weinheim, 130-132, 1982, ISBN 3-527-25892-2.
