Protección de Grupos Funcionales en Síntesis Orgánica

En el diseño de síntesis de
una molécula con varios grupos funcionales, es muy
común que un reactivo que produce una
transformación sobre un grupo funcional, afecte
también a otro grupo presente en otra parte de la
molécula. En los casos en que no se puede lograr una
quimioselectividad adecuada sobre el grupo funcional que tiene
que transformarse, el grupo que debe permanecer inalterado se
protege convirtiéndolo temporalmente en una
funcionalidad inerte a las condiciones de la
reacción.

La operación de protección,
requiere del siguiente procedimiento:

Proteger el grupo o los grupos funcionales
más reactivos selectivamente y en condiciones
suaves.

Efectuar la reacción sobre el grupo
funcional requerido sin afectar el grupo protegido

Desproteger el grupo funcional, sometido a
protección

La acción de protección debe
satisfacer los siguientes requisitos básicos:

La reacción debe tener buen
rendimiento y ser quimioselectiva

El nuevo grupo funcional debe ser estable
en las condiciones de la reacción del grupo que
reaccionará

La funcionalidad introducida no debe
agregar centros quirales a la molécula que puedan generar
diasterómeros

El grupo funcional original debe poder
regenerarse con buen rendimiento y sin afectar al resto de la
molécula

El uso de protectores debe reducirse al
mínimo indispensable y su elección debe ser tal que
no se requiera reemplazarlos a lo largo de la síntesis ya
que los pasos de introducción y remoción
(desprotección) suman costo y trabajo a la síntesis
y disminuyen el rendimiento.

Ejemplo.

Se ha protegido el grupo cetónico de
la molécula transformándolo en un cetal
cíclico, con un etanodiol en medio ligeramente
ácido, posteriormente se ha hecho reaccionar esta
molécula con dos moles del bromuro de fenil magnesio, que
actúa sobre el grupo éster, para transformarlo en
un alcohol terciario, con dos sustituyentes metilo aportados por
el Grignard. Finalmente se hidroliza el cetal cíclico para
regenerar la cetona.

No existe en la práctica un grupo
protector perfecto para cada funcionalidad, en cambio se puede
afirmar de que existe una gran batería de protectores
posibles, cada uno de los cuales cumple las condiciones
anteriores en determinadas circunstancias. Una lista breve, de
protección de los grupos más comunes, se recoge en
los siguientes apartados:

Protección
de grupos Hidroxilo ROH

Los grupos hidroxilo, usualmente deben
protegerse frente a reacciones de: Oxidación,
acilación, halogenación y deshidratación.
Las formas de protección más comunes, son las
siguientes:

DMAP: N,N-dimetilaminopiridina DHP:
Dihidropirano THF: Tetrahidrofurano

DMF: Dimetilformamida DMSO:
Dimetilsulfóxido

Py : piridina

Protección de
dioles:

Protección
de ácidos carboxílicos: (Ar)RCOOH

Los ácidos carboxílicos, se
protegen en forma de ésteres, durante las etapas, donde es
un inconveniente tenerlo como ácido carboxílico y
sólo se hidrolizan en el momento necesario:

Protección
de grupos amino: (Ar)RNH2

El grupo amino de diversas sustancias tanto
alifáticas como aromáticas, puede protegerse, por
ejemplo:

• Como AMIDA: donde además, se
  presenta tres posibilidades diferentes:

• Amidas: (Ar)RNHCOR"

• Carbamatos: (Ar)RNHCOOR"

• Imidas

• Como AMINA sustituída,
  (Ar)RNHR"