Nhóm bảo vệ (Protecting group) là gì?

  1. Định nghĩa Nhóm bảo vệ (Protecting group) là gì?

Nhóm bảo vệ (Protecting group) là một: molecular framework – cấu trúc hóa học có sẵn trong phân tử có khả năng phân tách ra để gắn với nhóm chức của chất khác và sau đó lại được tách ra để hoàn nguyên nhóm chức.

Nhiệm vụ của nhóm bảo vệ là gắn tạm thời vào “nhóm chức được bảo vệ” để ngăn không cho nhóm chức đó tham gia phản ứng trong điều kiện tổng hợp mà phân tử chứa nhóm chức được bảo vệ phải chịu trong một hoặc nhiều bước tiếp theo. Đây là quá trình tạo tính chọn lọc cho phản ứng tiếp theo.

Sau qua trình gắn nhóm bảo vệ – protection sẽ là quá trình hoàn nguyên cho nhóm chức được bảo vệ, đây là quá trình deprotection.

Chúng ta có thể giả thích một cách đơn giản như sau:

Tuy nhiên sản phẩm mong muốn trong quá trình tổng hợp lại là AR1(BR2):

Vì vậy cần sử dụng tác nhân C-nhóm bảo vệ để bảo vệ nhóm chức R1:

Và cuối cùng là tách C để thu được chất mong muốn AR1(BR2):

Nhóm bảo vệ được chọn phải đảm bảo:

  • Dễ dang kết hợp với nhóm chức cần bảo vệ
  • Có tính chọn lọc, chỉ tham gia với nhóm chức cần bảo vệ
  • Dễ dàng loại bỏ (khử bảo vệ)
  • Hiệu xuất phản ứng cao
  • Bền với điều kiện phản ứng của các bước trong quá trình tổng hợp

 

  1. PHÂN LOẠI NHÓM BẢO VỆ

Chúng ta có thể phân loại nhóm bảo vệ theo nhóm chức được bảo vệ. Có 4 loại nhóm chức cần được bảo vệ:

  • Amino
  • Carboxyl (acid)
  • Carbonyl
  • Hydroxyl (1,2-; 1,3-Diols)
  1. Nhóm bảo vệ cho nhóm chức Amino

Hiện nay có 10 loại nhóm bảo cho nhóm chức Amino phổ biến

STTTênCông thức
19-Fluorenylmethyl carbamate (Fmoc-NRR’)
2t-Butyl carbamate (Boc-NRR’)
3Benzyl carbamate (Z-NRR’, Cbz-NRR’)
4Acetamide
5Trifluoroacetamide
6Phthalimide
7Benzylamine (Bn-NRR’)
8Triphenylmethylamine (Tr-NRR’)
9Benzylideneamine
10p-Toluenesulfonamide (Ts-NRR’)

 

  1. Nhóm bảo vệ cho nhóm chức Carboxyl (acid)

Có 5 nhóm bảo bệ nhóm chức axit phổ biến, chủ yếu là các ester.

STTTênCông thức
1Methyl ester
2t-Butyl ester
3Benzyl ester
4S-t-Butyl ester
52-Alkyl-1,3-oxazoline

 

  1. Nhóm bảo vệ cho nhóm chức Carbonyl

Có 4 nhóm bảo vệ nhóm chức Carbonyl đang được sử dụng

STTTênCông thức
1Dimethyl acetal
21,3-Dioxane
31,3-Dithiane
4N,N-Dimethylhydrazone

 

  1. Nhóm bảo vệ Hydroxyl (1,2-; 1,3-Diols)
STTTênCông thức
1Methoxymethyl ether (MOM-OR)
2Tetrahydropyranyl ether (THP-OR)
3t-Butyl ether
4Allyl ether
5Benzyl ether (Bn-OR)
6t-Butyldimethylsilyl ether (TBDMS-OR)
7t-Butyldiphenylsilyl ether (TBDPS-OR)
8Acetic acid ester
9Pivalic acid ester
11Benzoic acid ester
12Acetonide (dùng với 1,2-; 1,3-Diols)
13Benzylidene acetal (dùng với 1,2-; 1,3-Diols)

 

 

Trong phần tiếp theo chúng tôi sẽ đi sâu giới thiệu cụ thể từng nhóm bảo vệ riêng.