Quelltext der Seite Schutzgruppe

[[Datei:Tert-Butoxycarbonyl protected Glycine Structural Formulae V.1.png|mini|hochkant=1.2|Mit der [[Butyloxycarbonyl-Gruppe]] (Boc) an der Aminogruppe geschützte α-Aminosäure [[Glycin]]. Die Boc-Schutzgruppe ist <span style="color:blue;">'''blau'''</span> markiert.]]
[[Datei:Protecting Group Schematic 2.png|mini|hochkant=1.2|Typische Synthese unter Verwendung einer Schutzgruppe (<span style="color:blue;">'''blau'''</span>). Die Schutzgruppe ist weder im Edukt (oben links) noch im Zielmolekül '''B''' enthalten. Sie wird nur vorübergehend benötigt, um ein anderes reaktives Zentrum im Molekül während der Umsetzung mit einem Reagenz (<span style="color:green;">'''grün'''</span>) zu schützen. Bei Abwesenheit der Schutzgruppe wird das Ausgangsmolekül an beiden reaktiven Zentren angegriffen und das unerwünschte Produkt '''A''' erhalten.]]

Eine '''Schutzgruppe''' ({{enS|''protecting group''}} – daher häufig als allgemeine Abkürzung in Formelschemata '''PG''') ist in der Chemie ein [[Substituent]], der während einer komplizierteren, mehrstufigen [[Synthese (Chemie)|chemischen Synthese]] in ein [[Molekül]] eingeführt wird, um eine bestimmte [[funktionelle Gruppe]] vorübergehend zu schützen und so eine unerwünschte [[Chemische Reaktion|Reaktion]] an dieser Gruppe zu verhindern. Nach der Durchführung der gewünschten Reaktion an anderer Stelle des Moleküls wird die Schutzgruppe wieder abgespalten. Für viele funktionelle Gruppen sind mehrere mögliche Schutzgruppen bekannt, die sich in ihrer Stabilität und den Bedingungen für ihre Abspaltung unterscheiden.

Bei der Synthese von speziellen Verbindungsklassen mit sich wiederholenden funktionellen Gruppen – in der Regel sind dies [[Biomolekül]]e wie [[Peptide]], [[Oligosaccharide]] oder [[Nukleotide]] – haben sich Standardsätze an Schutzgruppen etabliert. Schutzgruppen sind heute ein wichtiges Werkzeug in der Synthese von komplexen Verbindungen geworden.

Die Anforderungen an eine Schutzgruppe sind recht hoch. Dazu gehört, dass sie sich mit sehr guter [[Ausbeute (Chemie)|Ausbeute]] und spezifisch an eine funktionelle Gruppe einführen lassen und ebenso unter milden Bedingungen wieder abzuspalten sein muss. Für beide Schritte sollten die Reaktionsbedingungen standardisierbar sein. Zudem muss die Schutzgruppe unter möglichst vielen Reaktionsbedingungen stabil sein. Nach Möglichkeit sollten die entstehenden Reaktionsprodukte leicht abtrennbar sein, und optimalerweise ist das Schutzgruppen-Reagenz auch noch preiswert. Je breiter der Erfahrungsschatz mit einer Schutzgruppe ist, umso besser ist die Vorhersagbarkeit der Reaktivität der Schutzgruppe.

== Geschichte ==
[[Datei:E.J.Coreyx240.jpg|mini|hochkant=0.4|Elias J. Corey]]
[[Datei:Robert Burns Woodward in 1965.jpg|mini|hochkant=0.4|Robert B. Woodward]]

Die Geschichte der Schutzgruppentechnik ist untrennbar verbunden mit der gezielten Verwendung verschiedener Ausgangsverbindungen für die Synthese eines Zielmoleküls. Die frühen Schutzgruppen beruhten in der Regel darauf, dass die Ausgangsverbindung so gewählt wurde, dass eine reaktive funktionelle Gruppe durch einen Rest blockiert und somit unreaktiv war. So wurden z.&nbsp;B. [[Anisol]]e anstatt [[Phenole]] gewählt oder [[Carbonsäureester|Ester]] anstelle von freien [[Hydroxygruppe]]n. Erst mit der ab Anfang des 20.&nbsp;Jahrhunderts aufkommenden gezielten Synthese von immer komplexer werdenden Verbindungen wurde die Schutzgruppentechnik wirklich bedeutsam. Etwa ab 1960 wurde begonnen, in die Chemie der Schutzgruppen erheblichen Forschungsaufwand zu investieren. Während dieser Zeit begannen Chemiker immer komplexere [[Naturstoffe]] zu synthetisieren. Hervorzuheben sind vor allem die damaligen Arbeiten der [[Nobelpreis]]träger [[Robert B. Woodward]], [[Elias James Corey Jr.|Elias J. Corey]] und [[Albert Eschenmoser]], die bei der Synthese von komplexen Naturstoffen Pionierarbeit geleistet haben.<ref name="CLASSICS_1">Kyriacos C. Nicolaou, Erik J. Sorensen: ''Classics in Total Synthesis: Targets, Strategies, Methods'', 1996, ISBN 3-527-29284-5.</ref><ref name="CLASSICS_2">Kyriacos C. Nicolaou, Scott A. Snyder: ''Classics in Total Synthesis II'', Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim, 2003, ISBN 3-527-30684-6.</ref>

Heute gibt es eine Vielzahl von Schutzgruppen, die in [[Monographie]]n bezüglich ihrer Eigenschaften zusammengefasst sind.<ref>Philipp J. Kocieński: ''Protecting Groups'', 1. Auflage, Georg Thieme Verlag, Stuttgart 1994, ISBN 3-13-135601-4.</ref><ref>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.</ref> Dabei gibt es neben etablierten Schutzgruppen sehr viele ''exotische'' Schutzgruppen, die nur für eine Synthese oder ein recht spezielles Gebiet entwickelt wurden.

== Anforderungen an eine Schutzgruppe ==
Das Einfügen und Entfernen von Schutzgruppen stellen keine produktiven Reaktionen in einer Abfolge von Syntheseschritten dar, ihr Produkt kommt dem angestrebten Endprodukt der Synthese nicht näher. Deswegen werden an Schutzgruppenreaktionen oft hohe Anforderungen bezüglich Preis, Ausbeute und Entwicklungsaufwand für die Reaktion gestellt.

Als Grundanforderungen für eine gute Schutzgruppe haben sich folgende Merkmale herausgebildet:

:* Das [[Reagenz]] muss käuflich und preiswert oder leicht herstellbar sein
:* Die Schutzgruppe muss einfach, spezifisch und in hohen Ausbeuten einführbar sein
:* Sie muss stabil gegenüber einer möglichst großen Anzahl an Reaktionsbedingungen und Aufarbeitungs- und Reinigungsmethoden sein
:* Sie muss spezifisch, hoch selektiv und in hohen Ausbeuten abspaltbar sein. Dabei sollten die Bedingungen standardisierbar sein.
:* Sie darf kein neues [[Stereozentrum]] und auch kein [[Topizität|diastereotopes]] Zentrum bilden
:* Sie sollte einfach in [[Kernspinresonanzspektroskopie|NMR-Spektren]] erkennbar sein und möglichst wenig durch Signalüberlappung stören

Einen sehr wichtigen Aspekt stellt die hohe Selektivität der Abspaltung dar, denn es müssen häufig unterschiedliche funktionelle Gruppen unabhängig voneinander geschützt und entschützt werden. Im Idealfall ist immer nur eine von vielen Schutzgruppen vom Abspaltungsprozess betroffen. Das Verhalten von Schutzgruppen in der Praxis lässt sich, besonders wenn mehrere verschiedene Schutzgruppen in einem Molekül verwendet werden, nicht immer anhand der Literatur korrekt vorhersagen. Daher muss in manchen Fällen trotz großem Erfahrungsschatz sowohl für das Einführen als auch für das Abspalten noch erhebliche Entwicklungsarbeit während einer Synthese geleistet werden.<ref>P.J. Kocieński: ''Protecting Groups'', S.&nbsp;245–250.</ref><ref>Dietrich Spitzner, Kai Oesterreich: „Anionically Induced Domino Reactions – Synthesis of a Norpatchoulenol-Type Terpene“, in: ''[[European Journal of Organic Chemistry]]'', '''2001''', ''10''; S.&nbsp;1883–1886; {{DOI|10.1002/1099-0690(200105)2001:10<1883::AID-EJOC1883>3.0.CO;2-M}}.</ref>

== Orthogonalität von Schutzgruppen ==
[[Datei:Tyrosine Protected V.4.png|hochkant=1|mini|Orthogonal geschütztes <small>L</small>-Tyrosin (Schutzgruppen sind <span style="color:blue;">'''blau'''</span> markiert, die Aminosäure ist '''schwarz''' gezeichnet). ('''1''') Fmoc-geschützte [[Aminogruppe]], ('''2''') als Benzylester geschützte [[Carboxygruppe]] und ('''3''') als ''tert''-Butylether geschützte phenolische [[Hydroxygruppe]] des Tyrosins.]]
[[Orthogonalität]] von Schutzgruppen bedeutet, dass sich bei Verwendung mehrerer Schutzgruppen verschiedenen Typs jede Schutzgruppe einzeln und in einer beliebigen Reihenfolge aufgrund der verschiedenen Abspaltreagenzien abspalten lässt, ohne dass eine der anderen Schutzgruppen angegriffen wird. Im gezeigten Beispiel der geschützten Aminosäure [[Tyrosin]] kann der [[Benzylgruppe|Benzylester]] [[Hydrogenolyse|hydrogenolytisch]], die [[Fmoc-Schutzgruppe|Fluorenylmethylenoxy-Gruppe]] (Fmoc) durch Basen (wie z.&nbsp;B. [[Piperidin]]) und der [[phenol]]ische ''tert''-Butylether mit Säuren (z.&nbsp;B. mit [[Trifluoressigsäure]]) gespalten werden.

Ein weit verbreitetes Beispiel für diese Anwendung ist die Fmoc-Peptidsynthese, die sowohl in Lösung als auch auf fester Phase eine große Bedeutung erlangt hat.<ref name="FMOC">Weng C. Chan, Peter D. White: ''Fmoc Solid Phase Peptide Synthesis''. Reprint 2004, Oxford University Press, ISBN 0-19-963724-5.</ref> Die Schutzgruppen in der Festphasensynthese müssen bezüglich der Reaktionsbedingungen wie Reaktionszeit, Temperatur und Reagenzien so standardisiert sein, dass sie von einem Automaten durchgeführt werden und dabei [[Ausbeute (Chemie)|Ausbeuten]] von weit über 99 % erreicht werden können, da sonst die Trennung des resultierenden Gemisches der Reaktionsprodukte praktisch unmöglich ist.<ref>Weng C. Chan, Peter D. White: ''Fmoc Solid Phase Peptide Synthesis'', S.&nbsp;10–12.</ref>

<gallery widths="200" heights="200" perrow="5">
SPPS1is.svg|Schematische Darstellung einer Festphasen-Peptidsynthese mit orthogonalen Schutzgruppen '''X''' und '''Y'''
SPPS2is.svg|Fmoc-Festphasen Peptidsynthese mit orthogonalen Schutzgruppen
</gallery>
{{Absatz}}

[[Datei:Schema Vectorelle Moleküle is.svg|hochkant=1.5|mini|Prinzip von vektoriellen Molekülen]]
Eine weitere wichtige Anwendung von orthogonalen Schutzgruppen ist die [[Kohlenhydrate|Kohlenhydrat]]-Chemie. Da Kohlenhydrate über [[Hydroxygruppe]]n mit sehr ähnlicher Reaktivität verfügen, muss für eine gezielte synthetische Umsetzung der Schutz bzw. das Entschützen von einzelnen Hydroxygruppen möglich sein. Einen ähnlichen Fall stellt die Synthese von [[Nukleotide]]n dar. Hier hat man zum einen das Problem (wie bei der Peptidsynthese), dass es sich um vektorielle Moleküle handelt. Zum anderen hat man hier auch das Problem der Kohlenhydratchemie mit dem Zuckerrest der [[Ribose]] bei der Synthese von [[RNA]]-Molekülen.

Aber auch in der Synthese von komplexen Naturstoffen oder Wirkstoffen mit vielen funktionellen Gruppen ist man auf die Orthogonalität der Schutzgruppen angewiesen.<ref name="CLASSICS_2" /><ref>Kyriacos C. Nicolaou, Eric J. Sorensen: Classics in Total Synthesis: ''Targets, Strategies, Methods'', VCH Verlagsgesellschaft mbH, Weinheim, 1996, S.&nbsp;711–729, ISBN 3-527-29284-5.</ref>

== Labilität bzw. Abspaltung von Schutzgruppen ==
Bei Schutzgruppen haben sich verschiedene Reaktionsbedingungen etabliert, die dem Orthogonalitäts-Prinzip entsprechen, unter denen Schutzgruppen abgespalten werden. Man kann grob zwischen folgenden Abspaltbedingungen unterscheiden:<ref>Michael Schelhaas, Herbert Waldmann: „Schutzgruppenstrategien in der organischen Synthese“, in: ''[[Angewandte Chemie (Zeitschrift)|Angewandte Chemie]]'', '''1996''', ''103'', S.&nbsp;2195–2200; [[doi:10.1002/ange.19961081805]].</ref>

* [[Säuren|Säurelabile]] Schutzgruppen
* [[Basen (Chemie)|Basenlabile]] Schutzgruppen
* [[Fluoride|Fluoridlabile]] Schutzgruppen
* [[Enzym]]labile Schutzgruppen
* [[Reduktion (Chemie)|Reduktionslabile]] Schutzgruppen
* [[Oxidation]]slabile Schutzgruppen
* Schutzgruppen die durch Schwermetallsalze oder deren Komplexe gespalten werden
* [[Photochemie|Photolabile]] Schutzgruppen
* Zwei-Stufen-Schutzgruppen

Säurelabile Schutzgruppen lassen sich durch die Einwirkung von Säuren abspalten. Die Triebkraft ist hier häufig die Bildung eines verhältnismäßig stabilen [[Carbokation]]s oder ein säurekatalysiertes [[Gleichgewichtsreaktion|Gleichgewicht]], das auf der Seite der freien funktionellen Gruppe liegt. Beispiele für säurelabile Schutzgruppen sind die ''tert''-Butylester, -ether und -carbamate, welche stabile Kationen bilden, und die [[Acetale]], bei denen in Anwesenheit von Wasser das säurekatalysierte Gleichgewicht auf der Seite der entsprechenden Aldehyde oder Ketone liegt.

[[Datei:Acid cleavage is.svg|hochkant=2|mini|zentriert|Abspaltung von ''tert''-Butyl-Gruppen]]
[[Datei:Beta elimination is.svg|hochkant=1.5|mini|Abspaltung der Schutzgruppe: Mechanismus der β-Eliminierung]]
Bei den basenlabilen Schutzgruppen kann man mechanistisch zwischen der basischen [[Hydrolyse]] und der baseninduzierten [[β-Eliminierung]] unterscheiden. [[Carbonsäureester]] (mit Ausnahme der ''tert''-Butylester) werden von [[Hydroxidion]]en [[Nukleophilie|nukleophil]] angegriffen und so hydrolytisch gespalten. [[Carbonsäureamide]] hingegen werden selten so gespalten, da sie recht harsche Bedingungen benötigen. Eine Ausnahme stellt hier die [[Phthalsäure|Phthaloyl]]-Gruppe dar, da diese mit [[Hydrazin]] schon unter recht milden Bedingungen gespalten wird. Bei der β-Eliminierung läuft eine Reaktionskaskade ab: Zunächst wird ein Proton durch die Base abgespalten und ein Carbanion gebildet. Durch eine geeignete Abgangsgruppe wird nun die Schutzgruppe unter Bildung einer [[Vinylgruppe|Vinylverbindung]] gespalten. Zum Letzteren Fall zählt vor allem die Fmoc-Gruppe.

[[Datei:Base cleavage is.svg|hochkant=2|mini|zentriert|Spaltung durch nukleophilen Angriff, eines Carbonsäureesters, eines Phthalimides und einer Fmoc-Gruppe durch β-Eliminierung]]

Fluorid-Ionen bilden mit [[Silicium]] eine sehr stabile Bindung. Daher werden die Silicium-Schutzgruppen praktisch ausnahmslos durch Fluorid-Ionen gespalten. Je nach Art des Gegenions bzw. des Abspaltreagenzes können jedoch auch verschiedene Silicium-Schutzgruppen in Abhängigkeit von der [[Sterische Hinderung|sterischen Hinderung]] des Silicium-Atoms selektiv gespalten werden. Der Vorteil von Fluorid-labilen Schutzgruppen ist, dass keine andere Schutzgruppe unter den Abspaltbedingungen angegriffen wird.

Ester können häufig durch Enzyme wie [[Lipase]]n gespalten werden. Da Enzyme bei einem [[pH-Wert]] zwischen 5 und 9 und bei moderaten Temperaturen von etwa 30–40&nbsp;°C arbeiten und zudem, was die Carbonsäure betrifft, noch sehr selektiv sind, ist diese Methode eine zwar selten benutzte, aber sehr attraktive Methode zur Schutzgruppenspaltung.

[[Datei:Dichlorodicyanobenzoquinone.svg|mini|hochkant=0.7|Struktur von Dichlordicyanobenzochinon]]
Benzylgruppen können reduktiv durch katalytische [[Hydrierung]] gespalten werden. Zum Einsatz kommen Benzylgruppen als Ether, Ester, Urethane, Carbonate oder Acetale und werden zum Schutz von Alkoholen, Carbonsäuren, Aminen und Diolen eingesetzt.

Nur wenige Schutzgruppen, die oxidativ entfernt werden können, sind gebräuchlich. Es handelt sich hier in der Regel um Methoxybenzylether. Sie können mit [[Cer(IV)-ammoniumnitrat]] (CAN) oder [[2,3-Dichlor-5,6-dicyano-1,4-benzochinon|Dichlordicyanobenzochinon]] (DDQ) über ein [[Chinomethin]] gespalten werden.
[[Datei:PMB deprotection.svg|mini|hochkant=1|zentriert]]
[[Datei:PMB deprotection mechanismn.svg|mini|hochkant=1|zentriert]]

Die [[Doppelbindung]] eines [[Allylgruppe|Allylrestes]] kann durch Platingruppenelemente (wie [[Palladium]], [[Iridium]] oder [[Platin]]) zur Vinylverbindung [[Isomerisierung|isomerisiert]] werden. Die so erhaltenen [[Enolether]] bei geschützten Alkoholen oder [[Enamine]] bei geschützten Aminen können leicht sauer hydrolysiert werden.

Photolabile Schutzgruppen enthalten ein [[Chromophor]], das durch Bestrahlung mit einer geeigneten Wellenlänge aktiviert und so abgespalten werden kann.<ref>V.N. Rajasekharan Pillai: „Photoremovable Protecting Groups in Organic Synthesis“, in: ''[[Synthesis]]'', '''1980''', S.&nbsp;1–26.</ref> Als Beispiel sei hier die ''o''-Nitrobenzylgruppe (ONB) aufgeführt.

[[Datei:Photodeprotection is.svg|mini|hochkant=2|zentriert|Mechanismus der Photoentschützung eines ''o''-Nitrobenzylethers und Bildung des Alkohols]]

Eine besondere Form von Schutzgruppen stellen die ''Zwei-Stufen-Schutzgruppen'' dar. Diese zeichnen sich durch eine hohe Stabilität aus, da die Schutzgruppe zunächst durch eine chemische Transformation in eine abspaltbare Gruppe umgewandelt werden muss. Diese Art an Schutzgruppen finden jedoch selten Anwendung, da hier ein zusätzlicher Aktivierungsschritt notwendig ist, was die Synthese um eine weitere Stufe verlängert.

== Funktionelle Gruppen ==
=== Amine ===
Für die [[Aminogruppe|Aminofunktion]] ist die bei weitem größte Vielfalt an Schutzgruppen verfügbar. Dies hängt zum einen damit zusammen, dass Aminen in der [[Peptidsynthese]] eine besondere Wichtigkeit zukommt, aber auch an ihren Eigenschaften: Sie sind zum einen recht potente [[Nukleophilie|Nukleophile]], aber auch verhältnismäßig starke [[Base (Chemie)|Basen]]. Diese Eigenschaften führten dazu, dass immer neue Schutzgruppen für Amine entwickelt wurden.<ref>P.J. Kocieński: ''Protecting Groups'', S.&nbsp;186.</ref>

Viele Schutzgruppen für Amine basieren auf [[Carbamate]]n. Diese lassen sich leicht in Form von Carbonsäurechloriden einführen. Ihre Triebkraft bei der Spaltung beziehen sie durch die Bildung des sehr stabilen [[Kohlenstoffdioxid]]-Moleküls. Basierend auf unterschiedlichen Resten am Carbamat wurden verschiedene Spaltungsmöglichkeiten entwickelt. Die am häufigsten benutzten Carbamate sind die ''tert''-Butyloxycarbonyl-, Benzyloxycarbonyl-, die Fluorenylmethylenoxycarbonyl- und die Allyloxycarbonyl-Verbindungen.

{| class="wikitable"
|-
! Rest || Formel !! Name !! Abkürzung !! Spaltung
|-
|[[Butyloxycarbonyl-Schutzgruppe|''tert''-Butyl]] ||[[Datei:Boc-NR.svg|150px|Strukturformel der Boc-Schutzgruppe]] ||''tert''-Butyloxycarbonyl || Boc || sauer; [[Trifluoressigsäure]] (TFA) rein oder als Lösung in [[Dichlormethan]],<ref>Naomi Sakai, Yasufumi Ohfune: „Total synthesis of galantin I. Acid-catalyzed cyclization of galantinic acid“, in: ''[[J. Am. Chem. Soc.]]'', '''1992''', ''114'', S.&nbsp;998–1010; [[doi:10.1021/ja00029a031]].</ref> 3&nbsp;M [[Salzsäure]] in [[Essigsäureethylester]]<ref>Glenn L. Stahl, Roderich Walter, Clarck W. Smith: „General procedure for the synthesis of mono-N-acylated 1,6-diaminohexanes“, in: ''[[J. Org. Chem.]]'', '''1978''', ''43'', S.&nbsp;2285–2286; [[doi:10.1021/jo00405a045]].</ref> oder 10%ige [[Schwefelsäure]] in [[1,4-Dioxan|Dioxan]]<ref>R.A. Houghton, A. Beckman, J.M. Ostresh: ''[[Int. J. Pept. Protein Res.]]'', '''1986''', ''27'', S.&nbsp;653.</ref>
|-
|[[Benzylgruppe|Benzyl]] ||[[Datei:Cbz-NR.svg|150px|Strukturformel der Cbz-Schutzgruppe]] || Benzyloxycarbonyl || Cbz oder Z || hydrogenolytisch; [[Wasserstoff]] und [[Palladium]] auf [[Aktivkohle]]<ref>P.J. Kocieński: ''Protecting Groups'', S.&nbsp;195.</ref>, Lithium oder Natrium in flüssigem Ammoniak<ref>Robert M. Williams, Peter J. Sinclair, Dongguan Zhai, Daimo Chen: „Practical asymmetric syntheses of α-amino acids through carbon-carbon bond constructions on electrophilic glycine templates“, in: ''[[J. Am. Chem. Soc.]]'', '''1988''', ''110'', S.&nbsp;1547–1557; [[doi:10.1021/ja00213a031]].</ref>
|-
|[[Fmoc-Schutzgruppe|Fluorenylmethylen]] ||[[Datei:Fmoc-NR.svg|150px|Strukturformel der Fmoc-Schutzgruppe]] || Fluorenylmethylenoxycarbonyl || Fmoc || basisch; 20–50 % [[Piperidin]] in [[Dimethylformamid]] (DMF)<ref>Weng C. Chan, Peter D. White: ''Fmoc Solid Phase Peptide Synthesis'', S.&nbsp;27–30.</ref> oder [[N-Methyl-2-pyrrolidon|''N''-Methyl-2-pyrrolidon]],<ref>Gregg B. Fields: [https://www.renyi.hu/~stipsicz/skin/PepsynthProt/Ch_2.pdf ''Methods for Removing the Fmoc Group.''] (PDF; 663&nbsp;kB) In: Michael W. Pennington, Ben M. Dunn (Hrsg.): ''Peptide Synthesis Protocols''  Band 35, 1995, ISBN 978-0-89603-273-6, S.&nbsp;17–27.</ref> 50 % [[Morpholin]] in DMF bei empfindlichen [[Glykoproteine|Glykopeptiden]]<ref>B. Liebe, H. Kunz: ''Festphasensynthese eines tumorassoziierten Sialyl-Tn-Antigen-Glycopeptids mit einer Partialsequenz aus dem “Tandem Repeat” des MUC-1-Mucins'' In: ''Angew. Chem.'' Band 109, 1997, S.&nbsp;629–631.</ref><ref>ChemPep Inc.: [http://www.chempep.com/ChemPep-Fmoc-Solid-Phase-Peptide-Synthesis.htm ''Fmoc Solid Phase Peptide Synthesis.''] Abgerufen am 16. November 2013.</ref>
|-
|[[Allyloxycarbonyl-Gruppe|Allyl]] ||[[Datei:Alloc-NR.svg|150px|Strukturformel der Alloc-Schutzgruppe]] || Allyloxycarbonyl || Alloc || übergangsmetallkatalysierte Spaltung; Metalle wie Palladium(0)– oder [[Nickel]](0)-Komplexe<ref>P.J. Kocieński: ''Protecting Groups'', S.&nbsp;199–201.</ref>
|}

Neben den Carbamaten sind noch eine Reihe anderer ''N''-Acyl-Derivate als Schutzgruppen von Bedeutung, aber bei weitem nicht so weit verbreitet. Dazu gehören beispielsweise die [[Phthalimid]]e, die entweder durch die Umsetzung der primären Amine mit [[Phthalsäureanhydrid]] oder durch den Aufbau der Aminogruppe über eine [[Gabriel-Synthese]] zugänglich sind. Die Spaltung der Phthalimide erfolgt normalerweise durch [[Hydrazin]]hydrat oder [[Natriumboranat]].<ref>John O. Osby, Michael G. Martin, Bruce Ganem: ''An Exceptionally Mild Deprotection of Phthalimides'', in: ''[[Tetrahedron Lett.]]'', '''1984''', ''25'', S.&nbsp;2093–2096; [[doi:10.1016/S0040-4039(01)81169-2]].</ref> [[Trifluoracetamide]] sind überaus leicht im Basischen zu [[Verseifung|verseifen]], daher dienen die durch die Umsetzung mit [[Trifluoressigsäureanhydrid]] erhaltenen Acetamide gelegentlich als Schutzgruppe für Amine.

Bei [[Indol]]en, [[Pyrrol]] und [[Imidazol]]en, also heterocyclischen Verbindungen, finden die ''N''-Sulfonyl-Derivate als Schutzgruppe ihre Anwendung. Bei ''normalen'' Aminen ist diese Schutzgruppe häufig zu stabil. Die Darstellung erfolgt hier durch [[Sulfonierung]] mit [[Phenylsulfonylchlorid]] und dem deprotonierten Heterocyclus. Die Spaltung erfolgt durch basische Hydrolyse. ''N''-Acyl-Derivate von primären und sekundären Aminen sind zwar relativ leicht durch die Umsetzung der Amine mit einem Arylsulfonsäurechlorid zugänglich, können aber nur schwer z.&nbsp;B. unter den Bedingungen einer [[Birch-Reduktion]] ([[Natrium]] in flüssigem [[Ammoniak]]) oder durch Umsetzung mit [[Natriumnaphthalid]] gespalten werden.<ref>P.J. Kocieński: ''Protecting Groups'', S.&nbsp;220–227.</ref>

Unter den ''N''-Alkyl-Derivaten haben die durch Alkylierung oder reduktive Alkylierung darstellbaren ''N''-Benzyl-Derivate eine gewisse Bedeutung. Die Spaltung erfolgt wie bei der Cbz-Gruppe reduktiv und normalerweise durch [[Hydrierkatalysatoren|katalytische Hydrierung]] oder durch Birch-Reduktion. ''N''-Alkylamine haben hier den entscheidenden Nachteil gegenüber den Carbamaten oder Amiden, dass der basische Stickstoff erhalten bleibt.

=== Alkohole ===
Die klassische Schutzgruppe für Alkohole sind [[Carbonsäureester]]. Häufig sind die Ester von Vorstufen käuflich erhältlich oder können leicht durch Umsetzung der Alkohole mit den [[Carbonsäurehalogenide|Säurechloriden]] oder [[Carbonsäureanhydride|Anhydriden]] durch eine [[Schotten-Baumann-Reaktion]] oder aber durch [[Umesterung]] erhalten werden. Die Spaltung der Ester erfolgt in der Regel durch die Umsetzung mit Nukleophilen wie den Alkalihydroxiden, Alkali–Alkoholaten oder [[Organolithium-Verbindungen|Lithium–]] bzw. [[Grignard-Verbindungen|Magnesium–organischen Verbindungen]]; alternativ auch reduktiv durch Umsetzung mit komplexen Hydriden wie [[Lithiumaluminiumhydrid]]. Die Reaktivität der Ester gegenüber nukleophilen Angriffen sinkt mit der sterischen Hinderung der Carbonsäure in der Reihenfolge:

:Chloracetyl > Acetyl > Benzoyl > Pivaloyl

Die Reaktivität der Alkohole sinkt ebenfalls mit der steigenden sterischen Hinderung der Alkohole:

:Phenole > [[primär (Chemie)|primäre]] Alkohole > [[sekundär (Chemie)|sekundäre]] Alkohole > [[tertiär (Chemie)|tertiäre]] Alkohole

[[Datei:Tms protecting.svg|hochkant=2|mini|Schützung eines sekundären Alkohols mit einer Trimethylsilyl-Schutzgruppe mit Imidazol als Aktivierungsagenz]]
[[Datei:Hexamethylsilazane.svg|hochkant=0.8|mini|Hexamethyldisilazan]]

Die wichtigsten Ester, die als Schutzgruppen gebräuchlich sind, sind die [[Essigsäureester]], die [[Benzoesäureester]] und die [[Pivalinsäureester]], da diese sich nach den angegebenen Reaktivitäten differenziert voneinander abspalten lassen.

Zu den wichtigsten Schutzgruppen von Alkoholen und auch Phenolen zählen die sehr gut untersuchten und dokumentierten trisubstituierten [[Silylether]]. Dabei trägt das Silicium als organische Reste sowohl Alkyl- als auch Arylgruppen. Dieser Typ an Schutzgruppe hat den Vorteil, dass er bezüglich der Einführung und besonders bezüglich der Abspaltung sehr gut moderierbar ist. Hergestellt werden diese Ether entweder in einer [[Williamson-Ethersynthese]] aus dem [[Chlorsilane|Chlorsilan]] und einem Alkoholat-Ion oder aber durch die Verwendung von Aktivierungsreagenzien wie [[Imidazol]].

Für rein analytische Zwecke, z.&nbsp;B. um ein Kohlenhydrat flüchtig zu machen und mit Hilfe von [[GC-MS]] detektieren zu können, existieren kommerziell erhältliche Reaktionskits.<ref>P. Vouros: „Chemical derivatization in gas chromatographie-mass spectrometrie“, in: „Mass Spectrometrie“, Degger, New York, 1979, Bd. 2, S.&nbsp;129.</ref> Silylether sind grundsätzlich empfindlich gegenüber Säuren und Fluorid-Ionen. Letzteres wird meist für deren Spaltung ausgenutzt. Die kommerziellen Preise der Chlorsilane sind jedoch je nach Substitution sehr unterschiedlich. Das preiswerteste Chlorsilan ist hier das [[Chlortrimethylsilan]] (TMS-Cl), das ein Nebenprodukt der [[Müller-Rochow-Synthese|Silikon-Herstellung nach Rochow und Müller]] ist. Eine andere gebräuchliche Quelle der Trimethylsilyl-Gruppe ist das [[Hexamethyldisilazan]] (HMDS). Jedoch sind die Trimethylsilylether auch extrem empfindlich gegenüber sauerer Hydrolyse (beispielsweise ist schon [[Kieselgel]] als Protonendonator ausreichend) und werden daher heute selten als Schutzgruppe benutzt.

{| class="wikitable" width="100%"
|-
! Name|| Formel !! Abkürzung !! Spaltung
|-
|[[Trimethylsilylgruppe|Trimethylsilyl]] || [[Datei:TMS is.svg|100px]] || TMS || [[Kaliumfluorid]], [[Essigsäure]] oder [[Kaliumcarbonat]] in [[Methanol]]<ref>P.J. Kocieński: ''Protecting Groups'', S.&nbsp;29.</ref>
|-
|[[Triethylsilylgruppe|Triethylsilyl]]|| [[Datei:Tes is.svg|100px]] || TES || 10–100 Mal stabiler als eine TMS-Gruppe;<ref>P.J. Kocieński: ''Protecting Groups'', S.&nbsp;31.</ref> Trifluoressigsäure in Wasser/[[Tetrahydrofuran]],<ref>Tod K Jones, Robert A. Reamer, Richard Desmond, Sander G. Mills: „Chemistry of tricarbonyl hemiketals and application of Evans technology to the total synthesis of the immunosuppressant (−)-FK-506“, in: ''[[J. Am. Chem. Soc.]]'', '''1990''', ''112'', S.&nbsp;2998–3017; [[doi:10.1021/ja00164a023]].</ref> Essigsäure in Wasser/Tetrahydrofuran,<ref>Dieter Seebach, Hak-Fun Chow, Richard F.W. Jackson, Marius A. Sutter, Suvit Thaisrivongs, Jürg Zimmermann: „(+)-11,11′-Di-O-methylelaiophylidene – preparation from elaiophylin and total synthesis from (R)-3-hydroxybutyrate and (S)-malate“, in: ''[[Liebigs Ann. Chem.]]'', '''1986''', S.&nbsp;1281–1308; [[doi:10.1002/jlac.198619860714]].</ref> [[Fluorwasserstoffsäure]], [[Pyridiniumhydrofluorid]] in Pyridin<ref>David A. Evans, Stephen W. Kaldor, Todd K. Jones, Jon Clardy, Thomas J. Stout: „Total synthesis of the macrolide antibiotic cytovaricin“, in: ''[[J. Am. Chem. Soc.]]'', '''1990''', ''112'', S.&nbsp;7001–7031; [[doi:10.1021/ja00175a038]].</ref>
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|[[Tert-Butyldimethylsilylgruppe|''tert''-Butyldimethylsilyl]]|| [[Datei:Tbs is.svg|100px]] || TBS, TBDMS || Essigsäure in Tetrahydrofuran/Wasser,<ref>James A. Marshall, Richard Sedrani: „A convergent, highly stereoselective synthesis of a C-11-C-21 subunit of the macbecins“, in: ''[[J. Org. Chem.]]'', '''1991''', ''56'', S.&nbsp;5496–5498; [[doi:10.1021/jo00019a004]].</ref> Pyridiniumtosylat in Methanol,<ref name="JACS_1990_4991">James D. White, Motoji Kawasaki: „Total synthesis of (+)-[[latrunculin]] A“, in: ''[[J. Am. Chem. Soc.]]'', '''1990''', ''112'', S.&nbsp;4991–4993; [[doi:10.1021/ja00168a071]].</ref> Trifluoressigsäure in Wasser,<ref>Morris J. Robins, Vicente Samano, Mark D. Johnson: „Nucleic acid-related compounds. 58. Periodinane oxidation, selective primary deprotection, and remarkably stereoselective reduction of tert-butyldimethylsilyl-protected ribonucleosides. Synthesis of 9-(β-D-xylofuranosyl)adenine or 3'-deuterioadenosine from adenosine“, in: ''[[J. Org. Chem.]]'', '''1990''', ''55'', S.&nbsp;410–412; [[doi:10.1021/jo00289a004]].</ref> Fluorwasserstoffsäure in [[Acetonitril]],<ref>R. Roger F. Newton, Derek P. Reynolds, Colin F. Webb, Stanley M. Roberts: „A short and efficient total synthesis of (±) prostaglandin D<sub>2</sub> methyl ester involving a new method for the cleavage of a dimethyl-t-butylsilyl ether“, in: ''[[J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1]]'', '''1981''', S.&nbsp;2055–2058; [[doi:10.1039/P19810002055]].</ref> Pyridiniumhydrofluorid in Tetrahydrofuran,<ref>Kyriacos C. Nicolaou, R. A. Daines, T. K. Chakraborty: „Total synthesis of amphoteronolide B“, in: ''[[J. Am. Chem. Soc.]]'', '''1987''', ''109'', S.&nbsp;2208–2210; [[doi:10.1021/ja00241a063]].</ref> [[Tetrabutylammoniumfluorid]] in THF<ref>Leo A. Paquette, Annette M. Doherty, Christopher M. Rayner: „Total synthesis of furanocembranolides. 1. Stereocontrolled preparation of key heterocyclic building blocks and assembly of a complete seco-pseudopterane framework“, in: ''[[J. Am. Chem. Soc.]]'', '''1991''', ''109'', S.&nbsp;3910–3926; [[doi:10.1021/ja00036a045]].</ref>
|-
|[[Triisopropylgruppe|Triisopropylsilyl]]|| [[Datei:Tips is.svg|100px]] || TIPS || Unter gleichen Bedingungen wie TBS aber längere Reaktionszeiten; Tetrabutylammoniumfluorid in Tetrahydrofuran, Fluorwasserstoffsäure in Acetonitril, Pyridiniumhydrofluorid in Tetrahydrofuran.<ref>P.J. Kocieński: ''Protecting Groups'', S.&nbsp;40.</ref>
|-
|[[Tert-Butyldiphenylsilylgruppe|''tert''-Butyldiphenylsilyl]]|| [[Datei:Tbdbs is.svg|100px]] || TBDPS || Unter gleichen Bedingungen wie TBS aber längere Reaktionszeiten (100–250 Mal langsamer als TBS und 5–10 Mal langsamer als TIPS); Tetrabutylammoniumfluorid in Tetrahydrofuran, Fluorwasserstoffsäure in Acetonitril, Pyridiniumhydrofluorid in Tetrahydrofuran<ref>P.J. Kocieński: ''Protecting Groups'', S.&nbsp;38–39.</ref>
|}

Eine weitere Klasse an Schutzgruppen für Alkohole sind die Alkylether. Auch hier gibt es vielfältige und orthogonale Möglichkeiten die Ether zu spalten. Aliphatische Methoxyether sind nur schwer und unter drastischen Bedingungen spaltbar, so dass diese im Allgemeinen nur bei Phenolen zum Einsatz kommen.

{| class="wikitable"
|-
! Name|| Formel !! Abkürzung !! Spaltung
|-
|[[Methylgruppe|Methyl]] || [[Datei:Me is.svg|80px]] || Me || In der Regel nur für Phenole gebräuchlich; [[Iodtrimethylsilan]] in [[Chloroform]], [[Dichlormethan]] oder Acetonitril,<ref name="PG_43">P.J. Kocieński: ''Protecting Groups'', S.&nbsp;43.</ref> [[Bortribromid]] oder [[Bortrichlorid]] in Dichlormethan,<ref>{{OrgSynth|Kurzcode=CV5P0412 |Autor=J. F. W. McOmie, D. E. West |Titel=3,3′-Dihyroxybiphenyl |Jahrgang=1969 |Volume=49 |Seiten=50 |ColVol=5 |ColVolSeiten=412 |doi=10.15227/orgsyn.049.0050}}</ref> Lewis-Säuren (Aluminiumchlorid, Bortrifluorid in Gegenwart von Thiolen)<ref name="PG_43" />
|-
|[[Benzylgruppe|Benzyl]] || [[Datei:Bn is.svg|100px]] || Bn || reduktiv; Katalytische Hydrierung (Palladium auf Aktivkohle, [[Raney-Nickel]] oder [[Rhodium]] auf [[Aluminiumoxid]] als Katalysator)<ref>P.J. Kocieński: ''Protecting Groups'', S.&nbsp;46–49.</ref>
|-
|[[4-Methoxybenzylgruppe|''p''-Methoxybenzyl]]|| [[Datei:PMB is.svg|100px]] || PMB, MPM || oxidativ; DDQ (Dichlordicyanochinon) in Dichlormethan,<ref>Yuji Oikawa, Tadao Yoshioka, Osamu Yonemitsu: „Specific removal of o-methoxybenzyl protection by DDQ oxidation“, in: ''[[Tetrahedron Lett.]]'', '''1982''', ''23'', S.&nbsp;885–888; [[doi:10.1016/S0040-4039(00)86974-9]].</ref> Cerammoniumchlorid in Wasser<ref>Rolf Johansson, Bertil Samuelsson: „Regioselective reductive ring-opening of 4-methoxybenzylidene acetals of hexopyranosides. Access to a novel protecting-group strategy. Part 1“, in: ''[[J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1]]'', '''1984''', S.&nbsp;2371–2374; [[doi:10.1039/P19840002371]].</ref>
|-
|[[3,4-Dimethoxybenzylgrupp|3,4-Dimethoxbenzyl]]|| [[Datei:DMB is.svg|100px]] || DMB, DMPM || wie PMB oxidativ; DDQ (Dichlordicyanochinon) in Dichlormethan, Cerammoniumchlorid in Wasser<ref>Literatur wie ''p''-Methoxybenzyl.</ref>
|-
|[[Triphenylmethylgruppe|Triphenylmethyl (Trityl)]] || [[Datei:Tr is.svg|100px]] || Tr || sauer; [[Ameisensäure]] in Ether oder Wasser,<ref>Michel Bessodes, Dimitri Komiotis, Kostas Antonakis: „Rapid and selective detritylation of primary alcohols using formic acid“, in: ''[[Tetrahedron Lett.]]'', '''1986''', ''27'', S.&nbsp;579–580; [[doi:10.1016/S0040-4039(00)84045-9]].</ref> 80 % Essigsäure,<ref>B. Helferich: ''[[Carbonhydr. Chem. Biochem.]]'', '''1948''', ''3'', S.&nbsp;79.</ref> 1&nbsp;M Salzsäure<ref>M.L. García, J. Pascual, L. Borràs, J.A. Andreu, E. Fos, D. Mauleón, G. Carganico, F. Arcamone: „Synthesis of new ether glycerophospholipids structurally related to modulator“, in: ''[[Tetrahedron]]'', '''1991''', ''47'', S.&nbsp;10023–10034; [[doi:10.1016/S0040-4020(01)96051-X]].</ref>
|-
|[[Butylgruppe|''tert''-Butyl]] || [[Datei:TBu is.svg|100px]] || || sauer; wasserfreie Trifluoressigsäure, [[Bromwasserstoffsäure]]/Essigsäure, 4 N Salzsäure<ref>P.J. Kocieński: ''Protecting Groups'', S.&nbsp;59–60.</ref>
|-
|[[Allylgruppe|Allyl]] || [[Datei:Allyl is.svg|100px]] || || Kalium-''tert''-butanolat,<ref>P.J. Kocieński: ''Protecting Groups'', S.&nbsp;62.</ref> Palladium auf Aktivkohle, [[DABCO]] in Methanol, diverse Platin-Element-Komplexe – anschließend saure Aufarbeitung.<ref>R.E. Ireland, D.W. Norbeck: „Convergent synthesis of polyether ionophore antibiotics: the synthesis of the monensin bis(tetrahydrofuran) via the Claisen rearrangement of an ester enolate with a β-leaving group“, in: ''[[J. Am. Chem. Soc.]]'', '''1985''', ''107'', S.&nbsp;3279–3285; [[doi:10.1021/ja00297a038]].</ref>
|-
|[[Allyloxycarbonyl-Gruppe|Allyloxycarbonyl]] || [[Datei:Alloc is.svg|100px]]|| Alloc || Wie Allyl; Kalium-''tert''-butanolat, Palladium auf Aktivkohle, DABCO in Methanol, diverse Platin-Element-Komplexe – anschließend saure Aufarbeitung<ref>Literatur siehe Allyl.</ref>
|-
|[[Methoxymethylgruppe|Methoxymethyl]]|| [[Datei:Mom is.svg|100px]] || MOM || Sauer; 6 M Salzsäure in Tetrahydrofuran/Wasser<ref>Paul A. Wender, Carlos R. D. Correia: „Intramolecular photoinduced diene-diene cyaloadditions: a selective method for the synthesis of complex eight-membered rings and polyquinanes“, in: ''[[J. Am. Chem. Soc.]]'', '''1987''', ''109'', S.&nbsp;2523–2525; [[doi:10.1021/ja00242a053]].</ref>
|-
|[[Methylthomethylgruppe|Methylthiomethyl]]|| [[Datei:MTM is.svg|100px]] || MTM || [[Quecksilber(II)-chlorid]]/[[Calciumcarbonat]] in Acetonitril/Wasser,<ref>Elias J. Corey, Mark G. Bock: „Protection of primary hydroxyl groups as methylthiomethyl ethers“, in: ''[[Tetrahedron Lett.]]'', '''1975''', ''16'', S.&nbsp;3269–3270; [[doi:10.1016/S0040-4039(00)91422-9]].</ref> [[Silbernitrat]] in Tetrahydrofuran/Wasser<ref>Elias J. Corey, Duy H. Hua, Bai Chuan Pan, Steven P. Seitz: „Total synthesis of aplasmomycin“, in: ''[[J. Am. Chem. Soc.]]'', '''1982''', ''104'', S.&nbsp;6818–6820; [[doi:10.1021/ja00388a074]].</ref>
|-
|[[(2-Methoxyethoxy)methylgruppe|(2-Methoxyethoxy)methyl]]|| [[Datei:Mem is.svg|100px]] || MEM || Wässrige Bromwasserstoffsäure in Tetrahydrofuran,<ref>Serge David, Annie Thieffry, Alain Veyrières: „A mild procedure for the regiospecific benzylation and allylation of polyhydroxy-compounds via their stannylene derivatives in non-polar solvents“, in: ''[[J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1]]'', '''1981''', S.&nbsp;1796–1801; [[doi:10.1039/P19810001796]].</ref> [[Zinkbromid]] in Dichlormethan<ref>Kaoru Fuji, Shigetoshi Nakano, Eiichi Fujita: „An Improved Method for Methoxymethylation of Alcohols under Mild Acidic Conditions“, in: ''[[Synthesis]]'', '''1975''', S.&nbsp;276–277.</ref>
|-
|[[Benzyloxymethylgruppe|Benzyloxymethyl]]|| [[Datei:Bom is.svg|100px]] || BOM || Vergleichbar mit der Stabilität von MOM, MEM und SEM;<ref>P.J. Kocieński: ''Protecting Groups'', S.&nbsp;77.</ref> Reduktiv; Natrium in flüssigem Ammoniak,<ref>H. Nagaoka, W. Rutsch, G. Schmidt, H. Ito, M.R. Johnson, Y. Kishi: „Total synthesis of rifamycins. 1. Stereocontrolled synthesis of the aliphatic building block“, in: ''[[J. Am. Chem. Soc.]]'', '''1980''', ''102'', S.&nbsp;7962–7965; [[doi:10.1021/ja00547a037]].</ref><ref>W. Clark Still, Dominick Mobilio: „Synthesis of asperdiol“, in: ''[[J. Org. Chem.]]'', '''1983''', ''48'', S.&nbsp;4785–4786; [[doi:10.1021/jo00172a070]].</ref> Katalytische Hydrierung (Palladiumhydroxid auf Aktivkohle), Raney-Nickel in Ethanol<ref>Masahiro Hirama, Mitsuko Uei: „A chiral total synthesis of compactin“, in: ''[[J. Am. Chem. Soc.]]'', '''1982''', ''104'', S.&nbsp;4251–4253; [[doi:10.1021/ja00379a037]].</ref><ref>W. Clark Still, Shizuaki Murata, Gilbert Revial, Kazuo Yoshihara: „Synthesis of the cytotoxic germacranolide eucannabinolide“, in: ''[[J. Am. Chem. Soc.]]'', '''1983''', ''105'', S.&nbsp;625–627; [[doi:10.1021/ja00341a055]].</ref>
|-
|[[(Trimethylsilyl)ethoxymethylgruppe|β-(Trimethylsilyl)ethoxymethyl]]|| [[Datei:SEM is.svg|130px]] || SEM || Labiler als MEM und MOM gegenüber saurer Hydrolyse; 0.1 M Salzsäure in Methanol,<ref>Robert C. Gadwood, Renee M. Lett, Jane E. Wissinger: „Total synthesis of (±)-poitediol and (±)4-epipoitediol“, in: ''[[J. Am. Chem. Soc.]]'', '''1984''', ''106'', S.&nbsp;3869–3870; [[doi:10.1021/ja00325a032]].</ref> konzentrierte Fluorwasserstoffsäure in Acetonitril,<ref name="JACS_1990_4991" /> Bortrifluorid-Etherat in Dichlormethan,<ref>Steven D. Burke, Gregory J. Pacofsky: „The ester enolate claisen rearrangement. Total synthesis of (±)-ethisolide“, in: ''[[Tetrahedron Lett.]]'', '''1986''', ''27'', S.&nbsp;445–448; [[doi:10.1016/S0040-4039(00)85501-X]].</ref> [[Tetrabutylammoniumfluorid]] in HMPT ([[Hexamethylphosphorsäuretriamid]]) oder in Tetrahydrofuran<ref>Toshiyuki Kan, Masaru Hashimoto, Mitsutoshi Yanagiya, Haruhisa Shirahama: „Effective deprotection of 2-(trimethylsilylethoxy)methylated alcohols (SEM ethers). Synthesis of thyrsiferyl-23 acetate“, in: ''[[Tetrahedron Lett.]]'', '''1988''', ''29'', S.&nbsp;5417–5418; [[doi:10.1016/S0040-4039(00)82883-X]].</ref><ref>Joseph P. Marino, Scott L. Dax: „An efficient desilylation method for the generation of o-quinone methides: application to the synthesis of (+)- and (−)-hexahydrocannabinol“, in: ''[[J. Org. Chem.]]'', '''1984''', ''49'', S.&nbsp;3671–3672; [[doi:10.1021/jo00193a051]].</ref>
|-
|[[Tetrahydropyranylgruppe|Tetrahydropyranyl]]|| [[Datei:THP is.svg|80px]] || THP || Essigsäure in Tetrahydrofuran/Wasser,<ref>Karel F. Bernady, M. Brawner Floyd, John F. Poletto, Martin J. Weiss: „Prostaglandins and congeners. 20. Synthesis of prostaglandins via conjugate addition of lithium trans-1-alkenyltrialkylalanate reagents. A novel reagent for conjugate 1,4-additions“, in: ''[[J. Org. Chem.]]'', '''1979''', ''44'', S.&nbsp;1438–1447; [[doi:10.1021/jo01323a017]].</ref> ''p''-Toluolsulfonsäure in Methanol<ref>Elias J. Corey, Haruki Niwa, Jochen Knolle: „Total synthesis of (S)-12-hydroxy-5,8,14-cis,-10-trans-eicosatetraenoic acid (Samuelsson's HETE)“, in: ''[[J. Am. Chem. Soc.]]'', '''1978''', ''100'', S.&nbsp;1942–1943; [[doi:10.1021/ja00474a058]].</ref>
|}

=== 1,2-Diole ===
Eine besondere Klasse von Alkoholen in der Schutzgruppen-Chemie stellen die 1,2-Diole ([[Glycole]]) dar. Die Nachbarstellung von zwei Hydroxygruppen kann man z.&nbsp;B. bei [[Zucker]]n dazu ausnutzen, dass man beide Hydroxygruppen abhängig voneinander als [[Acetale|Acetal]] schützt. Gebräuchlich sind hier die [[Benzylgruppe|Benzyliden–]], [[Isopropylgruppe|Isopropyliden–]] und [[Cyclohexylgruppe|Cyclohexyliden–]] bzw. [[Cyclopentylgruppe|Cyclopentyliden]]-Acetale.

[[Datei:Acetals is.svg|400px|zentriert|Gebräuchliche Acetale]]

Die Herstellung der Acetale erfolgt in der Regel durch Verschieben des Gleichgewichtes eines Gemisches des Glycols mit der Carbonyl-Komponente durch Entfernen des Reaktionswassers oder durch Umacetalisierung mit einem einfachen Acetal und dem Entfernen des entstehenden Alkohols aus dem Reaktionsgemisch.

[[Datei:Acetals formation is.svg|400px|zentriert|Herstellung von Acetalen]]

Gerade in der Zuckerchemie wird hier die unterschiedliche Stellung der Hydroxygruppen zueinander ausgenutzt, um diese in bestimmter stereochemischer Abhängigkeit selektiv zu schützen. So reagieren (neben den anderen möglichen Kombinationen) die beiden benachbarten Hydroxygruppen bevorzugt miteinander, welche die stabilste Konformation bilden.<ref name="Monosacharides">P. Collins, R. Ferrier: ''Monosacharides – Their Chemistry and their Roles in Natural Products'', Wiley, West Sussex 1995, ISBN 0-471-95343-1.</ref><ref>{{OrgSynth|Kurzcode=CV9P0450 |Autor=Christopher R. Schmid, Jerry D. Bryant |Titel=D-(R)-Glycerinaldehyde Acetonide |Jahrgang=1995 |Volume=72 |Seiten=6 |ColVol=9 |ColVolSeiten=450 |doi=10.15227/orgsyn.072.0006}}</ref>

[[Datei:Glycerinaldehyd Acetonide is.svg|400px|zentriert|Darstellung von Glycerinaldehydacetonid]]

Acetale können grundsätzlich in wässrigen sauren Lösungsmitteln wieder gespalten werden. Einen besonderen Fall stellt hier die Benzyliden-Schutzgruppe dar, die auch reduktiv gespalten werden kann. Dies erfolgt entweder durch katalytische Hydrierung oder durch den Hydriddonor [[Diisobutylaluminiumhydrid]] (DIBAL). Die Spaltung durch DIBAL entschützt jedoch nur eine Alkoholgruppe, da der Benzylrest auf der zweiten und sterisch gehinderteren Hydroxygruppe als Benzylether verbleibt.<ref>András Lipták, János Imre, János Harangi, Pál Nánási, András Neszmélyi: „Chemo-, stereo- and regioselective hydrogenolysis of carbohydrate benzylidene acetals. Synthesis of benzyl ethers of benzyl α-D-, methyl β-D-mannopyranosides and benzyl α-D-rhamnopyranoside by ring cleavage of benzylidene derivatives with the LiAlH<sub>4</sub>-AlCl<sub>3</sub> reagent“, in: ''[[Tetrahedron]]'', '''1982''', ''38'', S.&nbsp;3721–3727; [[doi:10.1016/0040-4020(82)80083-5]].</ref><ref>James A. Marshall, Joseph D. Trometer, Bruce E. Blough, Thomas D. Crute: „Stereochemistry of SN2' additions to acyclic vinyloxiranes“, in ''J. Org. Chem.'', '''1988''', ''53'', S.&nbsp;4274–4282, [[doi:10.1021/jo00253a020]].</ref>

[[Datei:DIBAL cleavage of benzylidenacetales is.svg|400px|zentriert|Spaltung eine Benzylidenacetals mit DIBAL]]

=== Carbonylgruppen ===
Carbonylgruppen sind vor allem durch nukleophile Angriffe wie [[Grignard-Reagenz]]ien oder von Hydrid-Ionen gefährdet. Aldehyde können zusätzlich noch zu Carbonsäuren oxidiert werden. Aber auch unerwünschte Reaktionen, die durch säure- und basen-katalysierte Reaktionen der Carbonylgruppe wie z.&nbsp;B. [[Aldolreaktion]]en können durch eine geeignete Schutzgruppe verhindert werden.

Die gebräuchlichsten Schutzgruppen für Carbonylgruppen sind Acetale und hier besonders cyclische Acetale mit Diolen. Daneben werden auch cyclische Acetale mit 1,2-Hydroxythiolen oder Dithioglycolen verwendet – die sogenannten ''O'',''S''– bzw. ''S'',''S''-Acetale.

[[Datei:Ethylenglycol is.svg|mini|Ethylenglycol]]
[[Datei:1,3-Propanediol.svg|mini|1,3-Propandiol]]
Für Acetale als Schutzgruppe für Carbonylverbindungen gilt grundsätzlich das gleiche wie für Acetale als Schutzgruppe für 1,2-Diole. Sowohl die Herstellung als auch die Spaltung sind naturgemäß identisch. Allerdings spielt bei Acetalen als Schutzgruppe der Prozess einer Umacetalisierung eine untergeordnete Rolle, und sie werden in der Regel aus den Glycolen durch Wasserabspaltung hergestellt. Modernere Varianten verwenden hier auch Glycole, bei welchen die Hydroxy-Wasserstoff-Atome durch eine Trimethylsilyl-Gruppe ersetzt wurden.<ref>T. Tsunoda, M. Suzuki, R. Noyori: „A facile procedure for acetalization under aprotic conditions“, in: ''[[Tetrahedron Lett.]]'', '''1980''', ''21'', S.&nbsp;1357–1358; [[doi:10.1016/S0040-4039(00)74575-8]].</ref><ref>Juji Yoshimura, Shigeomi Horito, Hiroriobu Hashimoto: „Facile Synthesis of 2,3,4,6-Tetra-O-benzyl-D-glucopyranosylidene Acetals Using Trimethylsilyl Trifluoromethanesulfonate Catalyst“, in: ''[[Chem. Lett.]]'', '''1981''', ''10'', S.&nbsp;375–376; [[doi:10.1246/cl.1981.375]].</ref> Normalerweise finden einfache Glycole wie das [[Ethylenglycol]] oder das [[1,3-Propandiol]] als Diole für die Acetale Verwendung.

Acetale können unter sauren wässrigen Bedingungen gespalten werden. Dabei werden als Säuren die Mineralsäuren verwendet. Cosolvenz ist häufig [[Aceton]], das als Lösungsvermittler benutzt wird. Als nicht-saure Abspaltmethode kann mit einem [[Palladium(II)-chlorid]]-Acetonitril-Komplex in Aceton<ref>Bruce H. Lipshutz, Daniel Pollart, Joseph Monforte, Hiyoshizo Kotsuki: „Pd(II)-catalyzed acetal/ketal hydrolysis/exchange reactions“, in: ''[[Tetrahedron Lett.]]'', '''1985''', ''26'', S.&nbsp;705–708; [[doi:10.1016/S0040-4039(00)89114-5]].</ref> oder mit [[Eisen(III)-chlorid]] auf [[Kieselgel]], aufgezogen in Chloroform,<ref>Kwan Soo Kim, Yang Heon Song, Bong Ho Lee, Chi Sun Hahn: „Efficient and selective cleavage of acetals and ketals using ferric chloride adsorbed on silica gel“, in: ''[[J. Org. Chem.]]'', '''1986''', ''51'', S.&nbsp;404–407; [[doi:10.1021/jo00353a027]].</ref> gearbeitet werden.

Cyclische Acetale sind sehr viel stabiler gegenüber saurer Hydrolyse als acyclische Acetale. Daher werden praktisch ausschließlich acyclische Acetale benutzt, wenn eine sehr milde Abspaltung nötig ist oder wenn zwei verschiedene geschützte Carbonylgruppen bezüglich ihrer Freisetzung differenziert werden müssen.<ref>P.J. Kocieński: ''Protecting Groups'', S.&nbsp;167–170.</ref>

Acetale finden jedoch neben ihrer alleinigen Funktion als Schutzgruppe zusätzlich noch Anwendung als [[Chiralität (Chemie)|chirales]] Hilfsreagenz. So können Acetale von chiralen Glycolen wie z.&nbsp;B. Derivate der [[Weinsäure]] mit hoher Selektivität asymmetrisch geöffnet werden. Dies ermöglicht den Aufbau neuer Chiralitätszentren.<ref>P.J. Kocieński: ''Protecting Groups'', S.&nbsp;164–167.</ref>

[[Datei:Lardolure is.svg|500px|zentriert]]

Neben den ''O'',''O''-Acetalen haben auch noch die ''S'',''O''- und ''S'',''S''-Acetale eine, wenn auch geringere, Bedeutung als Carbonylschutzgruppe. [[Thiole]], die man zur Herstellung dieser Acetale einsetzen muss, haben einen sehr unangenehmen Geruch und sind giftig, was die Anwendung sehr einschränkt. [[Thioacetal]]e und die gemischten ''S'',''O''-Acetale sind, verglichen mit den reinen ''O'',''O''-Acetalen, sehr viel stabiler gegenüber saurer Hydrolyse. Dies ermöglicht die selektive Spaltung dieser in Gegenwart von [[Schwefel]]-geschützten Carbonylgruppen.

Die Herstellung der ''S'',''S''-Acetale erfolgt normalerweise analog der ''O'',''O''-Acetale durch saure Katalyse aus den Dithiolen und der Carbonylkomponente. Aufgrund der großen Stabilität der Thioacetale liegt das Gleichgewicht auf der Seite der Acetale. Es muss zum Unterschied zu den ''O'',''O''-Acetalen kein Reaktionswasser entfernt werden, um das Gleichgewicht zu verschieben.<ref>P.J. Kocieński: ''Protecting Groups'', S.&nbsp;176.</ref>

''S'',''O''-Acetale werden um den Faktor 10.000 schneller hydrolysiert als die entsprechenden ''S'',''S''-Acetale. Ihre Herstellung erfolgt in Analogie zu diesen aus den Thioalkoholen. Auch ihre Spaltung erfolgt unter vergleichbaren Bedingungen und vorwiegend durch Quecksilber(II)-Verbindungen in wässrigem Acetonitril.<ref>P.J. Kocieński: ''Protecting Groups'', S.&nbsp;178–180.</ref>

Für Aldehyde ist eine temporäre Schützung der Carbonylgruppe in Anwesenheit von Ketonen als [[Halbaminal]]-Anion beschrieben. Hier wird ausgenutzt, dass Aldehyde eine sehr viel höhere Carbonylaktivität aufweisen als Ketone und dass viele Additionsreaktionen reversibel sind.<ref>Samuel J. Danishefsky, Nathan B. Mantlo, Dennis S. Yamashita, Gayle. Schulte: „Concise route to the calichemicin-esperamicin series: the crystal structure of an aglycone prototype“, in: ''[[J. Am. Chem. Soc.]]'', '''1988''', ''110'', S.&nbsp;6890–6891; [[doi:10.1021/ja00228a051]].</ref><ref>John N. Haseltine, Maria Paz Cabal, Nathan B. Mantlo, Nobuharu Iwasawa, Dennis S. Yamashita, Robert S. Coleman, Samuel J. Danishefsky, Gayle K. Schulte: „Total synthesis of calicheamicinone: new arrangements for actuation of the reductive cycloaromatization of aglycon congeners“, in: ''[[J. Am. Chem. Soc.]]'', '''1991''', ''113'', S.&nbsp;3850–3866; [[doi:10.1021/ja00010a030]].</ref>

[[Datei:Danishefsky endiine.svg|500px|zentriert|Temporäre Schützung eines Aldehydes]]

=== Carboxygruppen ===
Die wichtigsten Schutzgruppen für [[Carboxygruppe|Carboxy-Gruppen]] sind die Ester von verschiedenen Alkoholen. Daneben sind auch noch Ortho-Ester und [[Oxazoline]] in Gebrauch, aber von untergeordneter Bedeutung. Für die Herstellung von Carbonsäureestern gibt es grundsätzlich verschiedene Methoden:<ref>P.J. Kocieński: ''Protecting Groups'', S.&nbsp;119.</ref>

* Direkte Veresterung von Carbonsäuren und Alkoholkomponente. Aufgrund der ungünstigen Gleichgewichtslage bei der Reaktion zwischen Alkoholen und Carbonsäuren muss das Gleichgewicht entweder durch das Entfernen des Reaktionswassers oder aber durch das Arbeiten mit großen Überschüssen an Alkohol erfolgen. Dazu muss der Alkohol jedoch sehr preiswert sein. Diese Reaktion ist säurekatalysiert (Schwefelsäure, ''p''-Toluolsulfonsäure oder saure Ionentauscher sind die gebräuchlichsten Veresterungskatalysatoren).
* Die Reaktion von Säureanhydriden oder Säurechloriden mit Alkoholen in Gegenwart von Hilfsbasen. Als Hilfsbase findet hier häufig [[Pyridin]], [[Diisopropylethylamin]] oder [[Triethylamin]] Anwendung. Diese Reaktion kann mit [[4-(Dimethylamino)pyridin|4-''N'',''N''-Dimethylaminopyridin]] katalysiert werden, was die Reaktionsgeschwindigkeit im Vergleich zu reinem Pyridin um den Faktor 10<sup>4</sup> steigert. Im Vergleich zur direkten Veresterung erfolgen diese Methoden unter recht milden Bedingungen.
* Die Reaktion von Carbonsäuresalzen mit Alkylhalogeniden ist eine weitere Methode zur Herstellung von Carbonsäureestern.
* Die Reaktion von Carbonsäuren mit [[Isobuten]] ist eine sanfte Methode zur Herstellung von ''tert''-Butylestern. Hier wird Isobuten mit der Carbonsäure in Gegenwart einer starken Säure wie [[Schwefelsäure]] umgesetzt.
* Die Reaktion von Carbonsäuren mit [[Diazoalkane]]n ist eine sehr sanfte und quantitative Methode, um Ester herzustellen. Sie wird aufgrund der schlechten Zugänglichkeit von komplexen Diazoalkanen jedoch meist nur für die Herstellung von Methyl- und Benzhydril-Estern benutzt.

Neben diesen klassischen Methoden der Veresterung wurden für spezielle Reaktionen weitere und modernere Methoden entwickelt.

* Die [[Aktivierung von Carbonsäuren|Aktivierung der Carbonsäure]] mit [[Dicyclohexylcarbodiimid]] und Umsetzung des so erhaltenen ''O''-Acylisoharnstoffes mit der Alkoholkomponente in Gegenwart von 4-''N'',''N''-Dimethylaminopyridin ([[Steglich-Veresterung]]).
* Die Aktivierung der Carbonsäure durch Herstellung eines gemischten Anhydrides mit der [[2,4,6-Trichlorbenzoesäure]] durch Umsetzung der Carbonsäure mit Benzoylchlorid in Gegenwart von 4-''N'',''N''-Dimethylaminopyridin und Triethylamin. Das gemischte Anhydrid wird ''in situ'' hergestellt und sofort weiter mit der Alkoholkomponente umgesetzt ([[Yamaguchi-Veresterung]]).
* Die Aktivierung der Alkoholkomponete durch die Umsetzung unter [[Mitsunobu-Reaktion|Mitsunobu-Bedingungen]] mit [[Diethylazodicarboxylat]] und [[Triphenylphosphin]] und anschließenden Umsetzung ''in situ'' mit der Carbonsäure ([[Mitsunobu-Reaktion|Mitsunobu-Veresterung]]).

Als Alkoholkomponente können verschiedene Gruppen dienen. Sehr gebräuchlich sind hier jedoch die Methyl-, die ''tert''-Butyl, die Benzyl- und die Allylester. Darüber hinaus kommen noch eine Reihe Schutzgruppen hinzu, welche sich aus den Ether-Schutzgruppen der Hydroxygruppen herleiten. Die spezifischen Abspaltbedingungen sind jedoch häufig sehr ähnlich. Grundsätzlich kann jeder Ester in Anwesenheit von Hydroxidionen in wässrig-alkoholischer Lösung hydrolysiert werden. Bei empfindlicheren Substraten verwendet man jedoch häufig [[Lithiumhydroxid]] in Tetrahydrofuran und in Anwesenheit von Methanol. Für die Hydrolysetendenz gelten naturgemäß die gleichen Regeln wie bei den Estern als Alkoholschutzgruppe.

{| class="wikitable"
|-
! Name|| Formel !! Abkürzung !! Spaltung || Besondere Herstellung
|-
| Methyl|| [[Datei:Me is.svg|80px]] || Me || nukleophil-alkalisch durch Metallhydroxide oder Carbonate in wässrigem Methanol oder Tetrahydrofuran,<ref>Satomi Niwayama: „Highly Efficient Selective Monohydrolysis of Symmetric Diesters“, in: ''[[J. Org. Chem.]]'', '''2000''', ''65'', S.&nbsp;5834–5836; [[doi:10.1021/jo0001986]].</ref><ref>J.M. Khurana, Arti Sehgal: „An efficent and convenient procedure for ester hydrolysis“, in: ''[[Org. Prep. Proced. Ind.]]'', '''1994''', ''26'', S.&nbsp;580–583.</ref> Alkalimetallhalogenide in feuchten aprotischen Lösungsmitteln wie Dimethylsulfoxid, ''N'',''N''-Dimethylformamid in der Hitze,<ref>Robert V. Stevens, Albert W. M. Lee: „Stereochemistry of the Robinson-Schoepf reaction. A stereospecific total synthesis of the ladybug defense alkaloids precoccinelline and coccinelline“, in: ''[[J. Am. Chem. Soc.]]'', '''1979''', ''101'', S.&nbsp;7032–7035; [[doi:10.1021/ja00517a042]].</ref><ref>J. Wrobel, K. Takahashi, V. Honkan, G. Lannoye, J. M. Cook, Steven H. Bertz: „α-Lithio ketones. 1. Stereocontrolled synthesis of (±)-modhephene via the Weiss reaction“, in: ''[[J. Org. Chem.]]'', '''1983''', ''48'', S.&nbsp;139–141; [[doi:10.1021/jo00149a034]].</ref><ref>Dennis D. Keith, John A. Tortora, Roxana Yang: „Synthesis of L-2-amino-4-methoxy-trans-but-3-enoic acid“, in: ''[[J. Org. Chem.]]'', '''1978''', ''43'', S.&nbsp;3711–3713; [[doi:10.1021/jo00413a016]].</ref> Enzymatisch z.&nbsp;B. durch [[Schweineleberesterase]]<ref>Peter Mohr, Nada Waespe-Šarčević, Christoph Tamm, Krystyna Gawronska, Jacek K. Gawronski: „A Study of Stereoselective Hydrolysis of Symmetrical Diesters with Pig Liver Esterase“, in: ''[[Helv. Chim. Acta]]'', '''1983''', ''66'', S.&nbsp;2501–2511; [[doi:10.1002/hlca.19830660815]].</ref><ref>Théophile Tschamber, Nada Waespe-Šarčević, Christoph Tamm: „Stereocontrolled Synthesis of an Epimer of the C(19)-to-C(27) Segment of Rifamycin S“, in: ''[[Helv. Chim. Acta]]'', '''1986''', ''69'', S.&nbsp;621–625; [[doi:10.1002/hlca.19860690311]].</ref> || Diazomethan in Diethylether,<ref>Yves Rubin, Carolyn B. Knobler, Francois Diederich: „Precursors to the cyclo[n]carbons: from 3,4-dialkynyl-3-cyclobutene-1,2-diones and 3,4-dialkynyl-3-cyclobutene-1,2-diols to cyclobutenodehydroannulenes and higher oxides of carbon“, in: ''[[J. Am. Chem. Soc.]]'', '''1990''', ''112'', S.&nbsp;1607–1617; [[doi:10.1021/ja00160a047]].</ref><ref>Sunggak Kim, Yong Gil Kim, Deog-il Kim: „A novel method for selective dioxolanation of ketones in the presence of aldehydes“, in: ''[[Tetrahedron Lett.]]'', '''1992''', ''33'', S.&nbsp;2565–2566; [[doi:10.1016/S0040-4039(00)92243-3]].</ref><ref>G. Bauduin, D. Bondon, Y. Pietrasanta, B. Pucci: „Reactions de transcetalisation – II: Influence des facteurs steriques et electroniques sur les energies de cetalisation“, in: ''[[Tetrahedron]]'', '''1978''', ''34'', S.&nbsp;3269–3274; [[doi:10.1016/0040-4020(78)80243-9]].</ref> [[Caesiumcarbonat]] und Methyliodid in ''N'',''N''-Dimethylformamid,<ref>John E. McMurry, Stephen J. Isser: „Total synthesis of longifolene“, in: ''[[J. Am. Chem. Soc.]]'', '''1972''', ''94'', S.&nbsp;7132–7137; [[doi:10.1021/ja00775a044]].</ref> Methanol und katalytisch Trimethylsilylchlorid<ref>M.P. Bosch, M. Pilar Bosch, Francisco Camps, Jose Coll, Angel Guerrero, Toshio Tatsuoka, Jerrold Meinwald: „A stereoselective total synthesis of (±)-muzigadial“, in: ''[[J. Org. Chem.]]'', '''1986''', ''51'', S.&nbsp;773–784; [[doi:10.1021/jo00356a002]].</ref>
|-
|''tert''-Butyl || [[Datei:TBu is.svg|100px]] || ''tert''-Bu || sauer; Trifluoressigsäure (rein oder in Dichlormethan),<ref>Ulrich Schmidt, Thomas Beuttler, Albrecht Lieberknecht, Helmut Griesser: „Aminosäuren und peptide – XXXXII. Synthese von Chlamydocin + epi-Chlamydocin“, in: ''[[Tetrahedron Lett.]]'', '''1983''', ''24'', S.&nbsp;3573–3576; [[doi:10.1016/S0040-4039(00)88171-X]].</ref> Ameisensäure, ''p''-Toluolsulfonsäure<ref>Elias J. Corey, Plato A. Magriotis: „Total synthesis and absolute configuration of 7,20-diisocyanoadociane“, in: ''[[J. Am. Chem. Soc.]]'', '''1987''', ''109'', S.&nbsp;287–289; [[doi:10.1021/ja00235a052]].</ref> || Isobuten in Dioxan und katalytisch Schwefelsäure<ref>Elias J. Corey, Kyriacos C. Nicolaou, Takeshi Toru: „Total synthesis of (±)-vermiculine“, in: ''[[J. Am. Chem. Soc.]]'', '''1975''', ''97'', S.&nbsp;2287–2288; [[doi:10.1021/ja00841a058]].</ref><ref>Tainejiro Hiyama, Akihiro Kanakura, Hajime Yamamoto, Hitosi Nozaki: „General Route to α,β-unsaturated Aldehydes of Homoterpenoid and terpenoid Structure. Sythesis of JH-II and β-Sinensal“, in: ''[[Tetrahedron Lett.]]'', '''1978''', ''19'', S.&nbsp;3051–3054; [[doi:10.1016/S0040-4039(01)94936-6]].</ref><ref>F. Huet, A. Lechevallier, M. Pellet, J.M. Conia: „Wet Silica Gel; A Convenient Reagent for Deacetalization“, in: ''[[Synthesis]]'', '''1978''', S.&nbsp;63–64.</ref>
|-
|Benzyl || [[Datei:Bn is.svg|100px]] || Bn || hydrogenolytisch; Wasserstoff/Palladium auf Aktivkohle<ref>F. Zymalkokowski: ''Katalytische Hydrierung'', Ferdinand Enke Verlag, Stuttgart 1965, S.&nbsp;127–133.</ref> ||
|-
|[[Diphenylmethylester|Benzhydryl]] || [[Datei:Benzhydrol is.svg|70px]] || || hydrogenolytisch; Wasserstoff/Palladium auf Aktivkohle (sehr leicht zu spalten)<ref>P.J. Kocieński: ''Protecting Groups'', S.&nbsp;136.</ref> ||
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|Allyl || [[Datei:Allyl is.svg|100px]] ||Allyl || analog der Ether; Kalium-''tert''-Butanolat, Palladium auf Aktivkohle, [[DABCO]] (1,4-Diazabicyclo[2.2.2]octan) in Methanol, diverse Platin-Element-Komplexe – anschließend saure Aufarbeitung<ref>P.J. Kocieński: ''Protecting Groups'', S.&nbsp;139–142.</ref> ||
|}

=== Alkene ===
Alkene werden und müssen selten durch eine Schutzgruppe geschützt werden. Sie sind in der Regel nur durch [[elektrophil]]e Angriffe, [[Isomerisierung]] und bei der katalytischen Hydrierung von unerwünschten Nebenreaktionen betroffen. Grundsätzlich kennt man für Alkene zwei Schutzgruppen:

* Die temporäre Halogenierung mit Brom zur ''trans''-1,2-Dibromalkyl-Verbindung: Die Regeneration des Alkens erfolgt unter Wiederherstellung der Konformation durch elementares [[Zink]]<ref>Ahmed M. Tafesh, Jens Weiguny: „A Review of the Selective Catalytic Reduction of Aromatic Nitro Compounds into Aromatic Amines, Isocyanates, Carbamates, and Ureas Using CO“, in: ''[[Chem. Rev.]]'', '''1996''', ''96'', S.&nbsp;2035–2052; [[doi:10.1021/cr950083f]].</ref><ref>Evan L. Allred, Boyd R. Beck, Kent J. Voorhees: „Formation of carbon-carbon double bonds by the reaction of vicinal dihalides with sodium in ammonia“, in: ''[[J. Org. Chem.]]'', '''1974''', ''39'', S.&nbsp;1426–1427; [[doi:10.1021/jo00926a024]].</ref><ref>Timothy S. Butcher, Feng Zhou, Michael R. Detty: „Debrominations of vic-Dibromides with Diorganotellurides. 1. Stereoselectivity, Relative Rates, and Mechanistic Implications“, in: ''[[J. Org. Chem.]]'', '''1998''', ''63'', S.&nbsp;169–176; [[doi:10.1021/jo9713363]].</ref><ref>C. J. Li, David N. Harpp: „Bis(triphenylstanyl)telluride a mild and selective reagent for telluration and debromination“, in: ''[[Tetrahedron Lett.]]'', '''1990''', ''31'', S.&nbsp;6291–6293; [[doi:10.1016/S0040-4039(00)97045-X]].</ref><ref>Corrado Malanga, Serena Mannucci, Luciano Lardicci: „Carbon-halogen bond activation by nickel catalyst: Synthesis of alkenes, from 1,2-dihalides“, in: ''[[Tetrahedron]]'', '''1998''', ''54'', S.&nbsp;1021–1028; [[doi:10.1016/S0040-4020(97)10203-4]].</ref> oder mit [[Titanocendichlorid]].<ref>Byung Woo Yoo, Seo Hee Kim, Jun Ho Kim: „A Mild, Efficient, and Selective Debromination of vic-Dibromides to Alkenes with Cp<sub>2</sub>TiCl<sub>2</sub>/Ga System“, in: ''[[Bull. Korean Chem. Soc.]]'', '''2010''', ''31'', S.&nbsp;2757–2758; [[doi:10.5012/bkcs.2010.31.10.2757]].</ref>
* Die Schützung durch eine [[Diels-Alder-Reaktion]]: Die Umsetzung eines Alkens mit einem Dien führt zu einem cyclischen Alken, welches jedoch durch elektrophile Angriffe ähnlich gefährdet ist wie das ursprüngliche Alken. Die Abspaltung des als Schutzgruppe dienenden Diens erfolgt thermisch, da es sich bei einer Diels-Alder-Reaktion um eine reversible bzw. Gleichgewichtsreaktion handelt.<ref>Antonius J. H. Klunder, Jie Zhu, Binne Zwanenburg: „The Concept of Transient Chirality in the Stereoselective Synthesis of Functionalized Cycloalkenes Applying the Retro-Diels-Alder Methodology“, in: ''[[Chem. Rev.]]'', '''1999''', ''99'', S.&nbsp;1163–1190; [[doi:10.1021/cr9803840]].</ref><ref>Hideyuki Tanaka, Takashi Kamikubo, Naoyuki Yoshida, Hideki Sakagami, Takahiko Taniguchi, Kunio Ogasawara: „Enantio- and Diastereocontrolled Synthesis of (−)-Iridolactone and (+)-Pedicularis-lactone“, in: ''[[Org. Lett.]]'', '''2001''', ''3'', S.&nbsp;679–681; [[doi:10.1021/ol0070029]].</ref><ref>Martin Banwell, David Hockless, Bevyn Jarrott, Brian Kelly, Andrew Knill, Robert Longmore, Gregory Simpson: „Chemoenzymatic approaches to the decahydro-as-indacene cores associated with the spinosyn class of insecticide“, in: ''[[J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1]]'', '''2000''', S.&nbsp;3555–3558; [[doi:10.1039/b006759h]].</ref>

[[Datei:Alkene protecting groups is.svg|zentriert|400px|Schema Alken Schutzgruppen]]

=== Alkine ===
Für Alkine kennt man ebenfalls zwei Typen von Schutzgruppen. Bei terminalen Alkinen ist es manchmal notwendig, das acide Wasserstoffatom zu maskieren. Dies erfolgt normalerweise durch Deprotonierung (mittels starker Basen wie [[Methylmagnesiumbromid]] oder [[Butyllithium]] in Tetrahydrofuran/[[Dimethylsulfoxid]]) und anschließender Umsetzung mit Chlortrimethylsilan zum terminal TMS-geschützten Alkin. Die Abspaltung erfolgt hydrolytisch – mit Kaliumcarbonat in Methanol – oder durch Fluorid-Ionen wie beispielsweise mittels [[Tetrabutylammoniumfluorid]].<ref>Wenzel E. Davidsohn, Malcolm C. Henry: „Organometallic Acetylenes of the Main Groups III–V“, in: ''[[Chem. Rev.]]'', '''1967''', ''67'', S.&nbsp;73–106; [[doi:10.1021/cr60245a003]].</ref>

[[Datei:Alkin tms is.svg|zentriert|500px|TMS-Alkinschützung]]

Um die Dreifachbindung selbst zu schützen, wird manchmal ein Komplex der Alkin-Verbindung mit [[Dicobaltoctacarbonyl]] benutzt. Die Abspaltung des Cobalts erfolgt durch Oxidation.<ref>Barry J. Teobald: „The Nicholas reaction: the use of dicobalt hexacarbonyl-stabilised propargylic cations in synthesis“, in: ''[[Tetrahedron]]'', '''2002''', ''58'', S.&nbsp;4133–4170; [[doi:10.1016/S0040-4020(02)00315-0]].</ref><ref>Kenneth M. Nicholas, R. Pettit: „An alkyne protection group“, in: ''[[Tetrahedron Lett.]]'', '''1971''', ''37'', S.&nbsp;3475–3478; [[doi:10.1016/S0040-4039(01)97209-0]].</ref><ref>Richard E. Connor, Kenneth M. Nicholas: „Isolation, characterization, and stability of α-[(ethynyl)dicobalt hexacarbonyl] carbonium ions“, in: ''[[J. Organomet. Chem.]]'', '''1977''', ''125'', C45–C48; [[doi:10.1016/S0022-328X(00)89454-1]].</ref><ref>Rosa F. Lockwood, Kenneth M. Nicholas: „Transition metal-stabilized carbenium ions as synthetic intermediates. I. α-[(alkynyl)dicobalt hexacarbonyl] carbenium ions as propargylating agents“, in: ''[[Tetrahedron Lett.]]'', '''1977''', S.&nbsp;4163–4166; [[doi:10.1016/S0040-4039(01)83455-9]].</ref><ref>K.M. Nicholas, R. Pettit: „On the stability of α-(alkynyl)dicobalt hexacarbonyl carbonium ions“, in: ''[[J. Organomet. Chem.]]'', '''1972''', ''44'', C21–C24; [[doi:10.1016/0022-328X(72)80037-8]].</ref>

[[Datei:Alkin Co schützung is.svg|zentriert|500px|Co Alkinschützung]]

== Anwendungen ==
Schutzgruppen finden in weiten Bereichen der organischen Synthesechemie ihre Anwendung. Dies betrifft sowohl die Laborsynthesen als auch großtechnische Synthesen von komplexen Wirkstoffen. Sobald eine funktionelle Gruppe sich als störend erweist oder aber unerwünscht angegriffen werden kann, findet die Schutzgruppentechnik ihre Anwendung. Beinahe bei jeder Synthese eines komplexen Zielmoleküls kommen Schutzgruppen zum Einsatz.<ref name="CLASSICS_1" /><ref name="CLASSICS_2" /> Da sowohl das Einführen als auch das Abspalten der Schutzgruppen neben dem Aufwand auch einen Ausbeuteverlust zur Folge hat, ist es erstrebenswert, ohne Schutzgruppen auszukommen, was jedoch oft nur schwer zu realisieren ist.

In der automatisierten Synthese von Peptiden und Nukleotiden ist die Schutzgruppenchemie ein integraler Bestandteil des Synthesekonzepts.<ref name="FMOC" /> Aus der Zuckerchemie sind Schutzgruppen aufgrund der sehr ähnlichen Hydroxygruppen in den Zuckermolekülen ebenfalls nicht wegzudenken.<ref name="Monosacharides" />

Ein wichtiges Beispiel für die industrielle Anwendung der Schutzgruppentechnik ist die Synthese von [[Ascorbinsäure]] (Vitamin C) nach [[Reichstein-Synthese|Reichstein]].

[[Datei:Synthesis ascorbic acid.svg|hochkant=2.5|mini|zentriert|Reichstein-Synthese]]

Um eine Oxidation der sekundären Alkohole durch [[Kaliumpermanganat]] zu verhindern, werden diese durch Acetalisierung mit [[Aceton]] geschützt und nach der Oxidation der primären Hydroxygruppe zur Carbonsäure wieder entschützt.<ref>T. Reichstein, A. Grüssner: „Eine ergiebige Synthese der L-Ascorbinsäure (C-Vitamin)“, in: ''[[Helv. Chim. Acta]]'', '''1934''', ''17'', S.&nbsp;311–328; [[doi:10.1002/hlca.19340170136]].</ref>

Ein sehr spektakuläres Beispiel aus der [[Naturstoffchemie|Naturstoffsynthese]] zur Anwendung von Schutzgruppen ist die Totalsynthese von [[Palytoxin]]-Carbonsäure durch die Arbeitsgruppe um [[Yoshito Kishi]] aus dem Jahre 1994.<ref>K.C. Nicolaou, E.J. Sorensen: ''Classics in Total Synthesis: Targets, Strategies, Methods'', VCH Verlagsgesellschaft mbH, Weinheim 1996, S.&nbsp;711–729, ISBN 3-527-29284-5.</ref> Hier mussten 42 Funktionelle Gruppen (39 Hydroxygruppen, ein Diol, eine Aminogruppe und eine Carbonsäuregruppe) geschützt werden. Dies erfolgte durch acht verschiedene Schutzgruppen (ein Methylester, fünf Acetat-Gruppen, 20 TBDMS-Ether, neun ''p''-Methoxybenzylether, vier Benzoate, ein Methyl-halbacetal, ein Acetal mit Aceton und ein SEM-Ester).<ref>Peter G.M. Wuts, Theodora W. Greene: ''Green's Protective Groups in Organic Synthesis'', 4th Ed., John Wiley & Sons Inc., Hoboken, New Jersey, S.&nbsp;10–13; ISBN 0-471-69754-0.</ref>
[[Datei:Palytoxin2.svg|zentriert|mini|Palytoxin]]
Das Einführen oder Verändern einer Schutzgruppe beeinflusst bisweilen auch die Reaktivität des Gesamtmoleküls. Als Beispiel sei hier ein Ausschnitt aus der Synthese eines Analogons vom [[Mitomycin C]] von [[Samuel Danishefsky|Danishefsky]] gezeigt.<ref>J.M. McClure, Samuel J. Danishefsky: „A novel Heck arylation reaction: rapid access to congeners of FR 900482“, in: ''[[J. Am. Chem. Soc.]]'', '''1993''', ''115'', S.&nbsp;6094–6100; [[doi:10.1021/ja00067a026]].</ref>

[[Datei:Part mitomycin is.svg|mini|hochkant=2.5|zentriert|Teil der Synthese eines Analogons von Mitomycin C mit veränderter Reaktivität durch Schutzgruppenwechsel]]

Der Wechsel der Schutzgruppe von einem Methylether zu einem MOM-Ether verhindert hier das Öffnen des [[Epoxid]]es zum [[Aldehyd]].

Eine bedeutende Anwendung der Schutzgruppenchemie findet sich in der automatisierten Synthese von Peptiden und Nucleosiden. Bei der Peptidsynthese durch automatische Synthesizer wird die Orthogonalität der Fmoc-Gruppe (basische Spaltung), der ''tert''-Butyl-Gruppe (saure Spaltung) und diverse Schutzgruppen für funktionelle Gruppen in der Seitenkette der Aminosäuren ausgenutzt.<ref name="FMOC" /> Bei der automatisierten Nukleotid-Synthese von DNA- und RNA-Sequenzen nach der [[Phosphoramidit-Synthese]] werden bis zu vier unterschiedliche Schutzgruppen pro Baustein verwendet. Hier erfolgt sogar Redox-Chemie an den geschützten Phosphor-Atomen. Der aufgrund der höheren Reaktivität eingesetzte dreiwertige Phosphor ist mit einer Cyanoethyl-Schutzgruppe am freien Sauerstoff versehen. Nach dem Kupplungsschritt folgt die Oxidation zum Phosphat, wobei die Schutzgruppe erhalten bleibt. Freie OH-Gruppen, die im Kopplungsschritt nicht reagiert haben, werden in einem Zwischenschritt acetyliert. Diese zusätzlich eingeführte Schutzgruppe verhindert dann, dass diese OH-Gruppe in den nächsten Zyklen koppeln kann.<ref>Serge L. Beaucage, Radhakrishman P. Iyer: „Advances in the Synthesis of Oligonucleotides by the Phosphoramidite Approach“, in: ''[[Tetrahedron]]'', '''1992''', ''48'', S.&nbsp;2223–2311; [[doi:10.1016/S0040-4020(01)88752-4]].</ref>

[[Datei:Oligo DNA is.svg|mini|hochkant=2.5|zentriert|Automatisierte Oligonukleotid-Synthese]]

In der Regel ist das Einführen einer Schutzgruppe unproblematisch. Die Schwierigkeiten liegen eher in ihrer Stabilität und beim selektiven Abspalten. Auftretende Probleme bei Synthesestrategien mit Schutzgruppen werden nur selten in der Fachliteratur dokumentiert.<ref>Michael Schelhaas, Herbert Waldmann: „Schutzgruppenstrategien in der organischen Synthese“, in: ''[[Angewandte Chemie (Zeitschrift)|Angewandte Chemie]]'', '''1996''', ''103'', S.&nbsp;2194; [[doi:10.1002/ange.19961081805]].</ref>

== Atomökonomie ==
Synthesen unter Einsatz von Schutzgruppen weisen in der Regel eine geringe [[Atomökonomie]] auf.<ref name="Eissen 3">Marco Eissen, Radoslaw Mazur, Heinz-Georg Quebbemann und Karl-Heinz Pennemann: „Atom Economy and Yield of Synthesis Sequences“, in: ''[[Helv. Chim. Acta]]'', '''2004''', ''87'', S.&nbsp;524–535; [[doi:10.1002/hlca.200490050]].</ref><ref name="Eissen2">Marco Eissen, Jürgen O. Metzger: „Environmental Performance Metrics for Daily Use in Synthetic Chemistry“, in: ''[[Chemistry – A European Journal]]'', '''2002''', ''8'', S.&nbsp;3580–3585; [[doi:10.1002/chin.200247273]].</ref><ref name="Eissen1">Marco Eissen, Jürgen O. Metzger, Eberhard Schmidt, Uwe Schneidewind: ''10 Jahre nach „Rio“ – Konzepte zum Beitrag der Chemie zu einer nachhaltigen Entwicklung'', in: ''[[Angewandte Chemie (Zeitschrift)|Angewandte Chemie]]'', '''2002''', ''114'', S.&nbsp;402–425; {{DOI|10.1002/1521-3757(20020201)114:3<402::AID-ANGE402>3.0.CO;2-D}}.</ref> Manchmal muss der Umweg der Verwendung von Schutzgruppen eingeschlagen werden, um unerwünschte Konkurrenzreaktionen auszuschalten und die angestrebte Selektivität einer Synthese zu erreichen.<ref name="Hauptmann">[[Siegfried Hauptmann]]: ''Organische Chemie'', 2. Auflage, VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig 1985, ISBN 3-342-00280-8, S.&nbsp;621–622.</ref> Bei der Synthese komplexer Strukturen sind Schutzgruppenstrategien oft unverzichtbar.

Als Beispiel für eine Schutzgruppenstrategie im Vergleich zu einer schutzgruppenfreien Synthese seien die Synthesen von [[Hapalindol U]] gegenübergestellt. Während die Synthese von [[Hideaki Muratake]] aus dem Jahr 1990 [[Tosyl]] als Schutzgruppe verwendet,<ref>Hideaki Muratake, Harumi Kumagami, Mitsutaka Natsume: ''Synthetic studies of marine alkaloids hapalindoles. Part 3 Total synthesis of (±)-hapalindoles H and U'', in: ''[[Tetrahedron]]'', '''1990''', ''46'', S.&nbsp;6351–6360; [[doi:10.1016/S0040-4020(01)96007-7]].</ref><ref>Hideaki Muratake, Mitsutaka Natsume: ''Synthetic studies of marine alkaloids hapalindoles. Part I Total synthesis of (±)-hapalindoles J and M'', in: ''[[Tetrahedron]]'', '''1990''', ''46'', S.&nbsp;6331–6342; [[doi:10.1016/S0040-4020(01)96005-3]].</ref><ref>Hideaki Muratake, Mitsutaka Natsume: ''Synthetic studies of marine alkaloids hapalindoles. Part 2. Lithium aluminum hydride reduction of the electron-rich carbon-carbon double bond conjugated with the indole nucleus'', in: ''[[Tetrahedron]]'', '''1990''', ''46'', S.&nbsp;6343–6350; [[doi:10.1016/S0040-4020(01)96006-5]].</ref> wurde in der Synthese von [[Phil S. Baran]] aus dem Jahre 2007 auf jede Schutzgruppe verzichtet.<ref>Phil S. Baran, Thomas J. Maimone, Jeremy M. Richter: ''Total synthesis of marine natural products without using protecting groups'', in: ''[[Nature]]'', '''446''', S.&nbsp;404–408; [[doi:10.1038/nature05569]].</ref> Dabei wurde die Zahl der Syntheseschritte maßgeblich verringert.

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HapalindoleUsynthesisMuratake1990.svg|'''Hapalindol U Muratake 1990''' ''[[Tosyl|Ts]]-Schutzgruppensynthese (Schutzgruppen in <span style="color:blue;">'''blau'''</span>.)''
AmbiguineSynthesisBagan2007.svg|'''Hapalindol U Baran 2007''' ''Schutzgruppenfreie Synthese''
</gallery>

== Literatur ==
* [[Philip Kocienski|Philip 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'', 4th Ed., John Wiley & Sons Inc., Hoboken, New Jersey, ISBN 0-471-69754-0.
* Michael Schelhaas, [[Herbert Waldmann]]: „Schutzgruppenstrategien in der organischen Synthese“, in: ''[[Angewandte Chemie (Zeitschrift)|Angewandte Chemie]]'', '''1996''', ''103'', S.&nbsp;2192–2219; [[doi:10.1002/ange.19961081805]].
* Krzysztof Jarowicki, Philip Kocieński: [http://www.rsc.org/ej/P1/1998/A803688H.pdf „Protecting groups“], in: ''[[J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1]]'', '''1998''', S.&nbsp;4005–4037; [[doi:10.1039/A803688H]].

== Weblinks ==
{{Commonscat|Protecting groups}}
{{Wiktionary}}
* [[Philipps-Universität Marburg|Universität Marburg]]: [https://www.uni-marburg.de/fb15/studium/praktika/hauptfach/hauptstudium/ofp/synth/2schutzgruppen.pdf ''Schutzgruppen in der organischen Synthesechemie''] (PDF; 284&nbsp;kB)
* Organic-Reaction.com: [http://www.organic-reaction.com/organic-synthesis/protecting-groups/ Protecting Group]
* Organic-Chemistry.org: [https://www.organic-chemistry.org/protectivegroups Protecting Groups]

== Einzelnachweise ==
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