Lompat ke isi

Demetilasi

Dari Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas

Demetilasi adalah proses kimia yang menghasilkan penghilangan gugus metil (CH3) dari suatu molekul.[1][2] Cara umum demetilasi adalah penggantian gugus metil dengan atom hidrogen, yang mengakibatkan hilangnya satu atom karbon dan dua atom hidrogen.

Kebalikan dari demetilasi adalah metilasi.

Dalam biokimia

[sunting | sunting sumber]
Dikamba, herbisida yang banyak digunakan, terdegradasi secara hayati melalui demetilasi untuk menghasilkan asam 3,6-diklorosalisilat, yang dikatalisis oleh enzim dioksigenase.[3]

Demetilasi relevan dengan epigenetika. Demetilasi DNA dikatalisis oleh demetilase. Enzim-enzim ini mengoksidasi gugus N-metil, yang terdapat dalam histon, dalam turunan lisin, dan dalam beberapa bentuk DNA.[4] Alkaloid alami nornikotin dihasilkan melalui demetilasi nikotin yang terkait.[5]

Seringkali demetilasi ini berlangsung dengan stoikiometri berikut:

R2N-CH3 + O → R2N-H + CH2O

Reaksi tersebut dikatalisis oleh sitokrom P450.[6] Hidroksilase yang bergantung pada alfa-ketoglutarat juga aktif untuk demetilasi DNA, beroperasi dengan stoikiometri serupa.[7] Reaksi ini, yang berlangsung melalui hidroksilasi, memanfaatkan ikatan C-H yang sedikit melemah dari metilamina dan metil eter.

Demetilasi beberapa sterol merupakan langkah dalam biosintesis testosteron dan kolesterol. Gugus metil hilang sebagai format.[8]

Pengolahan Biomassa

[sunting | sunting sumber]

Gugus metoksi banyak menghiasi biopolimer lignin. Banyak minat telah ditunjukkan dalam mengubah bentuk biomassa yang melimpah ini menjadi bahan kimia yang bermanfaat selain bahan bakar. Salah satu langkah dalam pengolahan tersebut adalah demetilasi.[9][10] Demetilasi vanilin, turunan lignin, membutuhkan suhu 250 °C (482 °F) dan basa kuat.[11] Industri pulp dan kertas mencerna lignin menggunakan natrium sulfida berair, yang sebagian mendepolimerisasi lignin. Delignifikasi disertai dengan O-demetilasi ekstensif, menghasilkan metanatiol, yang dikeluarkan oleh pabrik kertas sebagai polutan udara.[12]

Dalam kimia organik

[sunting | sunting sumber]

Demetilasi sering mengacu pada pemutusan eter, terutama eter aril.[13]

Secara historis, eter metil aril, termasuk produk alami seperti kodein (O-metilmorfin), telah didemetilasi dengan memanaskan zat tersebut dalam piridina hidroklorida cair (titik leleh 144 °C (291 °F)) pada suhu 180 hingga 220 °C (356 hingga 428 °F), terkadang dengan kelebihan hidrogen klorida, dalam proses yang dikenal sebagai "pemutusan eter Zeisel–Prey".[14][15] Analisis kuantitatif untuk eter metil aromatik dapat dilakukan dengan penentuan argentometri dari N-metilpiridinium klorida yang terbentuk.[16] Mekanisme reaksi ini dimulai dengan transfer proton dari ion piridinium ke aril metil eter, suatu langkah yang sangat tidak menguntungkan (K < 10−11) yang menjelaskan kondisi keras yang diperlukan, mengingat keasaman piridinium yang jauh lebih lemah (pKa = 5,2) dibandingkan dengan aril metil eter terprotonasi (ion arilmetiloksonium, pKa = –6,7 untuk aril = Ph[17]). Ini diikuti oleh serangan SN2 dari ion arilmetiloksonium pada gugus metil oleh piridina atau ion klorida (tergantung pada substrat) untuk menghasilkan fenol bebas, dan pada akhirnya, N-metilpiridinium klorida, baik secara langsung atau melalui transfer metil selanjutnya dari metil klorida ke piridina.[16]

Metode klasik lainnya (tetapi, sekali lagi, kasar) untuk menghilangkan gugus metil dari aril metil eter adalah dengan memanaskan eter dalam larutan hidrogen bromida atau hidrogen iodida, terkadang juga dengan asam asetat.[18] Pemutusan ikatan eter oleh asam hidrobromat atau hidroiodat berlangsung melalui protonasi eter, diikuti oleh substitusi oleh bromida atau iodida. Kondisi yang sedikit lebih ringan menggunakan sikloheksil iodida (CyI, 10 ekivalen) dalam N,N-dimetilformamida untuk menghasilkan sejumlah kecil hidrogen iodida secara in situ.[19]

Boron tribromida, yang dapat digunakan pada suhu kamar atau di bawahnya, adalah reagen yang lebih khusus untuk demetilasi aril metil eter. Mekanisme dealkilasi eter berlangsung melalui pembentukan awal adduct asam-basa Lewis yang reversibel antara BBr3 yang bersifat asam Lewis kuat dan eter yang bersifat basa Lewis. Adduct Lewis ini dapat berdisosiasi secara reversibel untuk menghasilkan kation oksonium dibromoboril dan Br–. Putusnya ikatan eter terjadi melalui serangan nukleofilik selanjutnya pada spesies oksonium oleh Br– untuk menghasilkan ariloksidibromoborana dan metil bromida. Setelah reaksi selesai, fenol dibebaskan bersama dengan asam borat (H3BO3) dan asam hidrobromat (HBr dalam larutan) setelah hidrolisis turunan dibromoborana selama pengolahan dalam larutan air.[20]

Nukleofil yang lebih kuat seperti diorganofosfida (LiPPh2) juga memecah eter aril, terkadang dalam kondisi ringan.[21] Nukleofil kuat lainnya yang telah digunakan termasuk garam tiolat seperti EtSNa.[22]

Eter metil aromatik, khususnya yang memiliki gugus karbonil yang berdekatan, dapat didemetilasi secara regioselektif menggunakan magnesium iodida eterat.[23] Contoh penggunaannya adalah dalam sintesis produk alami kalfostin A,[24] seperti yang terlihat di bawah ini.

Synthesis of Calphostin A by regioselective O-demethylation
Synthesis of Calphostin A by regioselective O-demethylation

Ester metil juga rentan terhadap demetilasi, yang biasanya dicapai dengan saponifikasi. Demetilasi yang sangat khusus banyak ditemukan, seperti dekarboksilasi Krapcho:

Campuran anetol, KOH, dan alkohol dipanaskan dalam autoklaf. Meskipun produk reaksi ini adalah anol yang diharapkan, produk dimerisasi yang sangat reaktif dalam cairan induk yang disebut "dianol" juga ditemukan oleh Charles Dodds.

N-demetilasi

[sunting | sunting sumber]

N-demetilasi amina 3° dilakukan dengan reaksi von Braun, yang menggunakan BrCN sebagai pereaksi kimia untuk menghasilkan turunan nor- yang sesuai. Variasi modern dari reaksi von Braun dikembangkan, di mana sianogen bromida digantikan oleh etil kloroformat. Pembuatan paroksetin dari arekolina adalah penggunaan dari reaksi ini, serta sintesis GSK-372,475; misalnya.

Demetilasi N-imipramin menghasilkan desipramin.

Lihat juga

[sunting | sunting sumber]

Referensi

[sunting | sunting sumber]
  1. ↑ Clayden, J.; Greeves, N.; Warren, S.; Wothers, P. (2001). Organic Chemistry. Oxford, Oxfordshire: Oxford University Press. ISBN 978-0-19-850346-0.
  2. ↑ Smith, Michael B.; March, Jerry (2007), Advanced Organic Chemistry: Reactions, Mechanisms, and Structure (Edisi 6), New York: Wiley-Interscience, ISBN 0-471-72091-7{{citation}}: Pemeliharaan CS1: Banyak nama: daftar penulis (link)
  3. ↑ Dumitru, Razvan; Jiang, Wen Zhi; Weeks, Donald P.; Wilson, Mark A. (2009). "Crystal Structure of Dicamba Monooxygenase: A Rieske Nonheme Oxygenase that Catalyzes Oxidative Demethylation". Journal of Molecular Biology. 392 (2): 498–510. doi:10.1016/j.jmb.2009.07.021. PMC 3109874. PMID 19616011.
  4. ↑ Pedersen MT, Helin K (Nov 2010). "Histone demethylases in development and disease". Trends in Cell Biology. 20 (11): 662–71. doi:10.1016/j.tcb.2010.08.011. PMID 20863703.
  5. ↑ Dewey, Ralph E.; Xie, Jiahua (2013). "Molecular genetics of alkaloid biosynthesis in Nicotiana tabacum". Phytochemistry. 94: 10–27. doi:10.1016/j.phytochem.2013.06.002. PMID 23953973.
  6. ↑ Roland Sigel; Sigel, Astrid; Sigel, Helmut (2007). The Ubiquitous Roles of Cytochrome P450 Proteins: Metal Ions in Life Sciences. New York: Wiley. ISBN 978-0-470-01672-5.
  7. ↑ Kohli RM, Zhang Y (October 2013). "TET enzymes, TDG and the dynamics of DNA demethylation". Nature. 502 (7472): 472–9. Bibcode:2013Natur.502..472K. doi:10.1038/nature12750. PMC 4046508. PMID 24153300.
  8. ↑ Pietzke, Matthias; Meiser, Johannes; Vazquez, Alexei (2020). "Formate Metabolism in Health and Disease". Molecular Metabolism. 33: 23–37. doi:10.1016/j.molmet.2019.05.012. PMC 7056922. PMID 31402327.
  9. ↑ Schmidt, Sandy (2022). "Expanding the repertoire of Rieske oxygenases for O-demethylations". Chem Catalysis. 2 (8): 1843–1845. doi:10.1016/j.checat.2022.07.005. hdl:11370/fee939a3-ddb1-4737-a355-88033a066151.
  10. ↑ W. Boerjan; J. Ralph; M. Baucher (June 2003). "Lignin biosynthesis". Annu. Rev. Plant Biol. 54 (1): 519–549. Bibcode:2003AnRPB..54..519B. doi:10.1146/annurev.arplant.54.031902.134938. PMID 14503002.
  11. ↑ Irwin A. Pearl (1949). "Protocatechulic Acid". Org. Synth. 29: 85; Coll. Vol. 3: 745. 
  12. ↑ Hansen, G. A. (1962). "Odor and Fallout Control in a Kraft Pulp Mill". Journal of the Air Pollution Control Association. 12 (9): 409–436. doi:10.1080/00022470.1962.10468107. PMID 13904415.
  13. ↑ Weissman, Steven A.; Zewge, Daniel (2005). "Recent Advances in Ether Dealkylation". Tetrahedron. 61 (33): 7833–7863. doi:10.1016/j.tet.2005.05.041.
  14. ↑ Lawson, J. A.; DeGraw, J. I. (1977). "An improved method for O-demethylation of codeine". Journal of Medicinal Chemistry. 20 (1): 165–166. doi:10.1021/jm00211a037. ISSN 0022-2623. PMID 833817.
  15. ↑ Hassner, Alfred; Stumer, C. (2002). Organic syntheses based on name reactions (Edisi 2nd). Amsterdam: Pergamon. ISBN 9780080513348. OCLC 190810761.
  16. 1 2 Burwell, Robert L. (1954-08-01). "The Cleavage of Ethers". Chemical Reviews. 54 (4): 615–685. doi:10.1021/cr60170a003. ISSN 0009-2665.
  17. ↑ Vollhardt, Peter; Schore, Neil (2014-01-01). Organic chemistry : structure and function (Edisi Seventh). New York, NY. ISBN 9781464120275. OCLC 866584251.{{cite book}}: Pemeliharaan CS1: Lokasi tanpa penerbit (link)
  18. ↑ Streitwieser, Andrew; Heathcock, Clayton H.; Kosower, Edward M. (1992). Introduction to organic chemistry (Edisi 4th). Upper Saddle River, N.J.: Prentice Hall. ISBN 978-0139738500. OCLC 52836313.
  19. ↑ Zuo, Li; Yao, Shanyan; Wang, Wei; Duan, Wenhu (June 2008). "An efficient method for demethylation of aryl methyl ethers". Tetrahedron Letters (dalam bahasa Inggris). 49 (25): 4054–4056. doi:10.1016/j.tetlet.2008.04.070.
  20. ↑ J. F. W. McOmie, D. E. West (1969). "3,3'-Dihydroxybiphenyl". Org. Synth. 49: 13; Coll. Vol. 5: 412. 
  21. ↑ Robert E. Ireland (1977). "Demethylation of methyl aryl ethers". Org. Synth. 56: 44. 
  22. ↑ (1973) "Orcinol Monomethyl Ether". Org. Synth. 53. 
  23. ↑ Yamaguchi, Seiji; Nedachi, Masahiro; Yokoyama, Hajime; Hirai, Yoshiro (October 1999). "Regioselective demethylation of 2,6-dimethoxybenzaldehydes with magnesium iodide etherate". Tetrahedron Letters. 40 (41): 7363–7365. doi:10.1016/S0040-4039(99)01411-2.
  24. ↑ Merlic, Craig A.; Aldrich, Courtney C.; Albaneze-Walker, Jennifer; Saghatelian, Alan (1 April 2000). "Carbene Complexes in the Synthesis of Complex Natural Products: Total Synthesis of the Calphostins". Journal of the American Chemical Society. 122 (13): 3224–3225. Bibcode:2000JAChS.122.3224M. doi:10.1021/ja994313+. PMC 3548573. PMID 23335811.
Diperoleh dari "https://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Demetilasi&oldid=29440552"