Poloacetál
Poloacetál alebo poloketál, občas i hemiacetál alebo hemiketál, je organická zlúčenina, ktorá vzniká adíciou alkoholu na aldehyd alebo ketón (karbonylové zlúčeniny). Prvá časť názvu, polo- alebo hemi- (z gréčtiny), poukazuje na to, že na karbonylovú skupinu bol naadovaný len jeden alkohol, narozdiel od acetálov a ketálov, ktoré vznikajú adíciou dvoch alkoxy skupín.[1]
Vzorce a vznik
upraviť
Všeobecný vzorec poloacetálu je R1R2C(OH)OR, kde R1 alebo R2 je často vodík a R (viazaný na kyslík) nie je vodík. Definícia poloacetálu podľa IUPAC uvádza, že R1 alebo R2 môže ale nemusí byť vodík, u poloketálu nemôže byť vodík ani jednou z týchto skupín. Poloketály sú vlastne špeciálnym prípadom poloacetálov, kde ani jeden uhľovodíkový zvyšok R nie je vodík, čo z nich robí podskupinu poloacetálov.[2]
|
| Vznik poloacetálov |
|
| Vznik poloketálov |
Cyklické poloacetály a poloketály
upraviť |
 |
| Vľavo je laktol ribózy, cyklický poloacetál.
Vpravo je laktol fruktózy, cyklický poloketál. | |
Poloacetály a poloketály sú zvyčajne nestabilné zlúčeniny. V niektorých prípadoch však môžu tvoriť stabilné cyklické poloacetály a poloketály, nazývané laktoly,[3] a to hlavne v prípadoch, ak sú cykly päť- alebo šesťčlenné. V takom prípade reaguje intramolekulárna -OH skupina s karbonylovou skupinou. Glukóza a mnoho iných aldóz existuje ako ckylické poloacetály, zatiaľ čo fruktóza a podobné ketózy existujú ako cyklické poloketály.
Syntéza
upraviťPoloacetály je možné pripraviť niekoľkými spôsobmi:
- Nukleofilnou adíciou alkoholu na karbonylovú skupinu aldehydu
- Nukleofilnou adíciou alkoholu na rezonančne stabilizovaný poloacetálový katión
- Parciálnou hydrolýzou acetálu
Reakcie
upraviťPoloacetály a poloketály sa dajú považovať za medziprodukty v reakciách alkoholov a aldehydov alebo ketónov, kde konečným produktom je acetál alebo ketál:
- R2C=O + 2 R'OH ⇌ R2C(OH)(OR') + R'OH ⇌ R2C(OR')2 + H2O
Poloacetál môže reagovať s alkoholom v kyslom prostredí za tvorby acetálu a môže disociovať na aldehyd a alkohol.
Aldehyd rozpustený vo vode existuje v rovnováhe s malou koncentráciou jeho hydrátu, R-CH(OH)2. Podobne sa pri nadbytku alkoholu v roztoku nachádzajú aldehyd, jeho poloacetál a acetál.
Poloacetál vzniká nukleofilným atakom hydroxylovej skupiny alkoholu na uhlík C=O väzby. Acetály vznikajú substitučnými reakciami katalyzovanými kyselinou. Prítomnosť kyseliny zlepšuje schopnosť hydroxylovej skupiny odstúpiť a umožňuje jej náhradu alkoxylovou skupinou (-OR). Premena poloacetálu na acetál je SN1 reakcia.
Z ketónov vznikajú poloketály a ketály. Ich tvorba je pomalšia, než tvorba poloacetálov acetálov. Na zvýšenie výťažku ketálov alebo acetálov je možné odstraňovať vodu počas reakcie, na základe Le Châtelierovho princípu.
Referencie
upraviť- ↑ FOX, Marye Anne; WHITESELL, James K.. Organic Chemistry. [s.l.] : Jones & Bartlett Learning, 2004. Dostupné online. ISBN 9780763721978. S. 590. (po anglicky)
- ↑ CHEMISTRY (IUPAC), The International Union of Pure and Applied. IUPAC - hemiketals (H02776) [online]. goldbook.iupac.org, [cit. 2021-03-30]. DOI: 10.1351/goldbook.H02776. Dostupné online.
- ↑ CHEMISTRY (IUPAC), The International Union of Pure and Applied. IUPAC - lactols (L03438) [online]. goldbook.iupac.org, [cit. 2021-03-30]. DOI: 10.1351/goldbook.L03438. Dostupné online.
Zdroj
upraviť
Tento článok je čiastočný alebo úplný preklad článku Hemiacetal na anglickej Wikipédii.