Uloga zaštitnih skupina ključna je u sintezi peptida i nukleinskih kiselina, posebice u sintezi složenih molekula kao što su peptidne nukleinske kiseline (PNA). PNA je analog DNA s peptidnom okosnicom, čija se glavna okosnica sastoji od N (2-aminoetil)-glicina i baza nukleinske kiseline povezanih metilen karbonilnim skupinama. U procesu sinteze PNA, upotreba zaštitnih skupina služi za zaštitu specifičnih funkcionalnih skupina, sprječavanje njihovog trošenja u nepotrebnim reakcijama i osiguranje učinkovite sinteze i pročišćavanja ciljnih molekula.
Izbor i funkcija zaštitnih baza
Zaštita aminokiselina: U sintezi PNA, gvanidinska skupina arginina ima snažnu nukleofilnost i alkalnost, te je treba zaštititi kako bi se spriječilo njeno uklanjanje u kiselim i alkalnim uvjetima. Uobičajene zaštitne skupine uključuju tert-butoksikarbonil, nitro, toluensulfonil, trifluoroacetil, benziloksiformil, itd. Na primjer, gvanidinska skupina arginina može se zaštititi s bis alil karbonilom i konačno ukloniti korištenjem paladijeve katalize.
Zaštita karboksilnih skupina: Karboksilnim skupinama u peptidnim lancima također je potrebna zaštita kako bi se spriječilo njihovo sudjelovanje u neželjenim reakcijama. Na primjer, u sintezi ILE Glu (- pip), amino skupina ILE je zaštićena FMOC-om, dok je karboksilna skupina GLU zaštićena TBU-om.
Zaštita kromofora: p-nitroanilin (kromofor u PNA) ima slabu nukleofilnost zbog snažnog učinka nitro skupina na privlačenje elektrona, što otežava povezivanje s aminokiselinama općim metodama kondenzacije amida. U ovom izumu, problem povezivanja p-nitroanilina je riješen tako da se prvo poveže p-fenilendiamin s aminokiselinom i zatim se ona oksidira. Ova metoda je ekološki prihvatljivija, sigurnija i ima veći prinos.