Полуацетальная или гемикеталя представляет собой соединение , которое является результатом добавления спирта в качестве альдегида или кетона , соответственно. Греческое слово « хеми» , означающее «половина», относится к тому факту, что к карбонильной группе был добавлен один спирт , в отличие от ацеталей или кеталей , которые образуются, когда в структуру добавляется вторая алкоксильная группа. [1]
Формула и формирование [ править ]
Общая формула полуацеталя - R 1 R 2 C (OH) OR, где R 1 или R 2 часто представляют собой водород, а R (связанный с O) не является водородом.
Хотя в определении полуацеталя IUPAC R 1 или R 2 могут быть или не быть водородом, в гемикетале ни одна из R-групп не может быть водородом. Гемикетали рассматриваются как полуацетали, где ни одна из R-групп не является H, и, следовательно, являются подклассом полуацеталей. [2]
 |
| Образование полуацеталей |
 |
| Формирование полукеталей |
Циклические полуацетали и гемикетали [ править ]
| Левый лактол рибозы, циклическая полуацеталь. Справа лактол фруктозы, циклический гемикеталь. | |
Гемиацетали и гемикетали обычно не являются стабильными соединениями. В некоторых случаях , однако, устойчивые циклические полуацетали и hemiketals, называемые лактолы , [3] , могут быть легко сформированы, особенно 5- и 6-членных колец. В этом случае внутримолекулярная ОН-группа реагирует с карбонильной группой. Глюкоза и многие другие альдозы существуют в виде циклических полуацеталей, тогда как фруктоза и подобные кетозы существуют в виде циклических полуацеталей.
Синтез [ править ]
Гемиацетали можно синтезировать несколькими способами:
- Нуклеофильное присоединение спирта к карбонильной группе альдегида
- Нуклеофильное добавление спирта к резонансно стабилизированному катиону полуацеталь
- Частичный гидролиз из ацетала и дополнительной информации , имеющийся на Utube
Реакции [ править ]
Гемиацетали и гемикетали можно рассматривать как промежуточные продукты в реакции между спиртами и альдегидами или кетонами, при этом конечным продуктом является ацеталь или кеталь:
- -C = O + 2 ROH ⇌ -C (OH) (OR) + ROH ⇌ -C (OR) 2 + H 2 O
Гемиацеталь может реагировать со спиртом в кислых условиях с образованием ацеталя и может диссоциировать с образованием альдегида и спирта .
- полуацеталь + спирт (избыток) + кислота (катализатор) ↔ ацеталь + вода
Растворенный в воде альдегид находится в равновесии с низкими концентрациями его гидрата, R-CH (OH) 2 . Точно так же в избытке спирта альдегид, его полуацеталь и его ацеталь находятся в растворе.
Гемиацеталь является результатом нуклеофильной атаки гидроксильной группы спирта на углерод связи C = O. Ацетали являются продуктами реакций замещения, катализируемых кислотой. Присутствие кислоты улучшает уходящую способность гидроксильной группы и делает возможным ее замещение алкоксильной группой (-OR). Превращение полуацеталя в ацеталь представляет собой реакцию S N 1 .
Кетоны дают гемикетали и кетали . Они не образуются так легко, как полуацетали и ацетали. Для увеличения выхода кеталей или ацеталей воду, образующуюся в ходе реакции, можно удалить в соответствии с принципом Ле Шателье .
Ссылки [ править ]
- ^ Фокс, Мэри Энн; Уайтселл, Джеймс К. (2004). Органическая химия . Джонс и Бартлетт Обучение. п. 590. ISBN 9780763721978.
- ^ ИЮПАК , Сборник химической терминологии , 2-е изд. («Золотая книга») (1997). Онлайн-исправленная версия: (2006–) " hemiketals ". DOI : 10,1351 / goldbook.H02776
- ^ Лактолы Золотой книги ИЮПАК
