Acetaluose yra dvi –OR grupės, viena –R grupė ir –H atomas. Pusacetalyje viena iš –OR grupių acetalyje pakeičiama –OH grupe. Tai yra pagrindinis skirtumas tarp acetalio ir pusacetalio.
Acetalai ir pusacetaliai yra dvi funkcinės grupės, kurios dažniausiai randamos natūraliuose produktuose. Hemiacetalis yra tarpinis cheminis junginys, susidarantis cheminio acetalio susidarymo proceso metu. Todėl šių dviejų grupių cheminė struktūra šiek tiek skiriasi. Tiksliau, centrinis anglies atomas abiejuose šiuose junginiuose yra sp3-C atomas, sujungtas su keturiomis jungtimis, ir iš šių keturių ryšių skiriasi tik vienas jungties tipas.
Kas yra acetalis?
Acetalas yra funkcinė grupė, kurioje centrinis anglies atomas turi keturias jungtis; -ARBA1, -OR2, -R3 ir H (kur R 1, R2 ir R3 grupės yra organiniai fragmentai). Dvi grupės –OR gali būti lygiavertės viena kitai (simetriniai acetaliai) arba skirtingos (mišrus acetaliai).
1 pav. Acetalas
Teigiama, kad centrinis anglies atomas yra prisotintas, nes jame yra keturi ryšiai ir tai suteikia centriniam anglies atomui tetraedrinę geometriją. Acetalai gali susidaryti iš aldehidų. Acetalio susidarymas gali įvykti, kai pusacetalio hidroksilo grupė tampa protonuota ir praranda vandens molekulę. Tada susidariusią karbokaciją greitai atakuoja alkoholio molekulė. Paskutiniame etape acetalio susidarymas baigiamas gavus protoną iš alkoholio. Acetalių susidarymo mechanizmą galima paaiškinti taip.
2 pav. Acetalų susidarymas
Be to, acetaliai naudojami karbonilo grupėms apsaugoti organinėje sintezėje, nes jie yra stabilūs su daugeliu oksiduojančių ir redukuojančių agentų bei hidrolizės metu bazinėje terpėje.
Pavyzdžiai
Kai kurie cheminių junginių, kuriuose yra acetalio funkcinių grupių, pavyzdžiai pateikiami toliau.
- Dimetoksimetanas: tirpiklis
- Dioxolane
- Metaldehidas
- Paraldehidas
- Dauguma glikozidinių jungčių angliavandeniuose ir kituose polisachariduose yra acetalio jungtys.
- Celiuliozė yra visur paplitęs poliacetalio pavyzdys.
- Polioksimetilenas (POM): formaldehido polimeras, naudojamas kaip plastikas.
- 1, 1-dietoksietanas (acetaldehido dietilo acetalis) yra svarbi kvapioji medžiaga distiliuotuose gėrimuose.
Kas yra pusacetalis?
Pemiacetaliai yra gaunami iš aldehidų, o terminas Hemiacetalis kilęs iš graikų kalbos žodžio „hemi“reiškia „pusė“.
3 pav. Pusacetalis
Pusacetalius galima sintetinti naudojant kelis metodus; nukleofiliniu būdu pridedant alkoholio prie aldehido, nukleofiliniu būdu pridedant alkoholio prie rezonanso stabilizuoto pusacetalio katijono ir dalinai hidrolizuojant acetalį.
4 pav. Pusacetalio susidarymas
Pagrindinė pusacetalinės molekulės struktūrinė ypatybė yra centrinis anglies atomas su keturiomis skirtingomis jungtimis; -ARBA1 grupė, -R2 grupė, -H grupė ir -OH grupė.
Pavyzdžiai
Dauguma pusacetalių natūraliuose produktuose yra įprastos funkcinės grupės. Kai kurie pavyzdžiai:
- Gliukozė
- Mikorizinas A
- Tromboksanas B2
Koks skirtumas tarp acetalio ir pusacetalio?
Acetalio funkcinė grupė turi sp3 hibridizuotą anglies atomą, kuris yra prijungtas prie dviejų –OR grupių, vandenilio atomo ir –R grupės. Priešingai, centriniame pusacetalių atome yra sp3-C atomas, prijungtas prie keturių skirtingų cheminių grupių; jie yra –OR, –R, –OH ir –H.
Acetaliai yra chemiškai stabilūs, palyginti su pusacetaliais. Tačiau acetaliai, esant vandeninėms rūgštims, lengvai hidrolizuojasi atgal į pradinį alkoholį ir karbonilo junginį. Apskritai, pusacetalius paprastai laikome nestabiliais cheminiais junginiais, todėl jie linkę formuoti žiedines struktūras, kad padidintų stabilumą. Šiuo atveju galimas 5 arba 6 narių žiedų susidarymas, o tai vyksta –OH grupės reakcijai su karbonilo grupe. Du ciklinių pusacetalių pavyzdžiai yra gliukozė ir aldozė.
Santrauka – acetalis prieš pusacetalį
Acetaluose yra dvi –OR grupės, viena –R grupė ir –H atomas. Pusacetalyje viena iš –OR grupių acetalyje pakeičiama –OH grupe. Tai yra pagrindinis skirtumas tarp acetalio ir pusacetalio.
