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

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

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

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 (pK_a = 5,2) dibandingkan dengan aril metil eter terprotonasi (ion arilmetiloksonium, pK_a = –6,7 untuk aril = Ph^[17]). Ini diikuti oleh serangan S_N2 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.

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.

Lihat juga

• Metilasi, penambahan gugus metil ke substrat

Referensi