Muitas vezes é necessário fazer uma reação em uma molécula que possui diferentes funções e, frequentemente, um reagente pode reagir com mais de uma função para gerar produtos diferentes.
Para ajudar a contornar esse problema uma série de grupos de proteção foram desenvolvidos em síntese orgânica. Um bom grupo protetor precisa reagir com seu substrato de maneira rápida, suave e com alto rendimento, deve ser resistente às condições da reação que se deseja proteger e, ao mesmo tempo, deve ser facilmente removido em seguida.
Ésteres protegem álcoois de reações de oxidação e reações em que o próton poderia participar. São comuns ésteres de acetila e benzila e a desproteção passa pela hidrólise básica.
O éter benzílico resiste ao meio básico, diferentemente do éster. Sua desproteção, entretanto, utiliza hidrogenólise que pode provocar reações colaterais se funções sensíveis estiverem presentes.
Silanos são ótimos grupos de proteção para álcoois, mas como sofrem hidrólise facilmente devem ser mantidos em condições anidras.
Aminas podem ser protegidas como amidas de maneira semelhante a dos álcoois.
A formamida é um tipo de proteção muito eficiente. Pode ser feita tanto a hidrólise ácida quanto a básica.
A formação de aminas de ordem maior pode ser útil também, principalmente ser for usado um grupo volumoso. Sua desproteção utiliza hidrogenólise.
A formação de carbamatos é muito utilizada para proteger aminas e o grupo Boc é um dos mais usados. A desproteção pode utilizar ácidos fortes ou cloreto de acila.
Carbonilas podem ser protegidas de redução ou de ataque nucleofílico por cetais. Cetais hidrolisam facilmente em meio ácido e são a principal forma de proteção de carbonilas.
Ortoformiato de trietila também pode ser usado para formar um cetal não cíclico.
O trimetilsilano pode proteger a formar cianoidrina da carbonila. A desproteção exige o uso de um aceptor de prótons forte como o TBAF.
A melhor maneira de proteger funções ácidas é formar seu ânion e produzir os correspondentes ésteres. Essa é a melhor forma de proteger o ácido carboxílico. Pode ser usada hidrólise ou hidrogenólise para desproteção.
Fenóis também podem formar ésteres, mas o éter apresenta maior estabilidade e possui desproteção mais fácil do que os de alquila. A desproteção pode ser feita com ácidos fortes de Lewis, hidrogenólise ou hidrólise (apenas éteres benzílicos).