Úloha ochranných skupín je rozhodujúca pri syntéze peptidov a nukleových kyselín, najmä pri syntéze komplexných molekúl, ako sú napríklad peptidové nukleové kyseliny (PNA). PNA je analóg DNA s peptidovou kostrou, ktorej hlavná kostra je zložená z N (2-aminoetyl)-glycínu a báz nukleových kyselín spojených metylénkarbonylovými skupinami. V procese syntézy PNA je použitie ochranných skupín na ochranu špecifických funkčných skupín, zabránenie ich spotrebe pri zbytočných reakciách a zabezpečenie účinnej syntézy a čistenia cieľových molekúl.
Výber a funkcia ochranných základov
Ochrana aminokyselín: Pri syntéze PNA má guanidínová skupina arginínu silnú nukleofilitu a zásaditosť a je potrebné ju chrániť, aby sa zabránilo jej odstráneniu v kyslých a zásaditých podmienkach. Bežné ochranné skupiny zahŕňajú terc-butoxykarbonyl, nitro, toluénsulfonyl, trifluóracetyl, benzyloxyformyl atď. Napríklad guanidínová skupina arginínu môže byť chránená bisalylkarbonylom a nakoniec odstránená použitím paládiovej katalýzy.
Ochrana karboxylových skupín: Karboxylové skupiny v peptidových reťazcoch môžu tiež potrebovať ochranu, aby sa zabránilo ich účasti na nežiaducich reakciách. Napríklad pri syntéze ILE Glu ( - pip) je aminoskupina ILE chránená FMOC, zatiaľ čo karboxylová skupina GLU je chránená TBU.
Ochrana chromofóru: p-nitroanilín (chromofór v PNA) má slabú nukleofilitu v dôsledku silného účinku nitroskupín na odoberanie elektrónov, čo sťažuje pripojenie k aminokyselinám prostredníctvom všeobecných amidových kondenzačných metód. V predloženom vynáleze je problém pripojenia p-nitroanilínu vyriešený tak, že sa p-fenyléndiamín najprv pripojí k aminokyseline a potom sa oxiduje. Táto metóda je šetrnejšia k životnému prostrediu, bezpečná a má vyššiu výťažnosť.