Séquence de protection/déprotection de fonction, retour sur la synthèse d'un dipeptide

Quand aucune transformation sélective pour obtenir l'espèce cible n'est disponible dans la banque de réactions, une stratégie de synthèse peut consister à utiliser la séquence protection/déprotection.

Illustrons les différentes étapes de cette séquence avec la synthèse du dipeptide suivant :

En comparant la structure du dipeptide désiré avec celles des réactifs, on remarque que :

• la fonction acide carboxylique de l'acide aminé 1 doit réagir avec la fonction amine de l'acide aminé 2 ;
• la fonction amine de l'acide aminé 1 et la fonction acide carboxylique de l'acide aminé 2 ne doivent pas réagir.
  

Remarque pour la suite : les équations de réaction sont volontairement non ajustées et ne font pas apparaître tous les réactifs et/ou tous les produits.

La stratégie consiste alors à effectuer des étapes de protection en remplaçant les groupes qui ne doivent pas réagir par des groupements protecteurs :

• on protège la fonction amine de l'acide aminé 1 pour ne pas qu'elle réagisse : on transforme le groupe \(\mathrm{-NH_2}\) en un autre groupe qui ne réagit pas, noté \(\mathrm{-GP_1}\) ;
  
• on protège la fonction acide carboxylique de l'acide aminé 2 pour ne pas qu'elle réagisse : on transforme le groupe \(\mathrm{-CO_2H}\) en autre groupe qui ne réagit pas, noté \(\mathrm{-GP_2}\).
  

On obtient alors les réactifs protégés :

On peut maintenant faire réagir les deux réactifs protégés pour obtenir le dipeptide intermédiaire suivant :

Cette transformation ne pose plus de problème de sélectivité.

On réalise alors l'étape de déprotection, qui consiste à reformer les fonctions chimiques que l'on souhaitait protéger. Elle utilise deux transformations chimiques permettant :

• de reformer la fonction amine \(\mathrm{-NH_2}\) en enlevant le groupement protecteur \(\mathrm{-GP_1}\) du dipeptide intermédiaire ;
  
• de reformer la fonction acide carboxylique \(\mathrm{-CO_2H}\) en enlevant le groupement protecteur \(\mathrm{-GP_2}\) du dipeptide intermédiaire.
  

On obtient au final le dipeptide cible, sans évitant la production des trois autres possibles :

Remarque : il n'est pas demandé de connaître les étapes de protection / déprotection ou de connaître des exemples de groupements protecteurs, mais de savoir les identifier dans une banque de réactions.