Acetaly obsahují dvě skupiny –OR, jednu skupinu –R a atom –H. U hemiacetálů je jedna ze skupin –OR v acetalech nahrazena skupinou –OH. To je klíčový rozdíl mezi acetalem a hemiacetalem.

Acetaly a hemiacetaly jsou dvě funkční skupiny, které se nejčastěji vyskytují v přírodních produktech. Hemiacetal je meziproduktová chemická sloučenina vytvářená během chemického procesu tvorby acetalu. Proto tyto dvě skupiny mají mírný rozdíl ve své chemické struktuře. Podrobně je středním atomem uhlíku v obou těchto sloučeninách atom sp3-C vázaný ke čtyřem vazbám a z těchto čtyř vazeb je odlišný pouze jeden typ vazby.

OBSAH

1. Přehled a klíčový rozdíl
2. Co je Acetal
3. Co je Hemiacetal
4. Srovnání bok po boku - Acetal vs Hemiacetal v tabulkové formě
5. Shrnutí

Co je Acetal?

Acetal je funkční skupina, kde centrální atom uhlíku má čtyři vazby; -OR1, -OR2, -R3 a H (kde R1, R2 a R3 jsou organické fragmenty). Obě skupiny –OR mohou být navzájem rovnocenné (symetrické acetaly) nebo různé (smíšené acetaly).

O středním atomu uhlíku se říká, že je nasycený, protože má čtyři vazby, a to poskytuje centrálnímu atomu uhlíku tetrahedrální geometrii. Acetaly mohou být tvořeny z aldehydů. K vytvoření acetalu může dojít, když se hydroxylová skupina hemiacetalu protonuje a ztratí molekulu vody. Výsledná karbokace je pak rychle napadena molekulou alkoholu. Během posledního kroku se tvorba acetalu dokončí po obdržení protonu z alkoholu. Mechanismus tvorby acetalů lze vysvětlit následovně.

Kromě toho se acetaly používají k ochraně karbonylových skupin v organické syntéze, protože jsou stabilní s mnoha oxidačními a redukčními činidly a při hydrolýze v základním médiu.

Příklady

Některé příklady chemických sloučenin obsahujících acetální funkční skupiny jsou uvedeny níže.


  • Dimethoxymethan: rozpouštědlo
    Dioxolane
    Metaldehyd
    Paraldehyd
    Většina glykosidických vazeb v uhlohydrátech a jiných polysacharidech jsou acetální vazby.
    Celulóza je všudypřítomným příkladem polyacetalu.
    Polyoxymethylen (POM): formaldehydový polymer, který se používá jako plast.
    1,1-Diethoxyethan (acetaldehyd diethylacetal) je důležitým aromatickým činidlem v destilovaných nápojích.

Co je Hemiacetal?

Hemiacetaly jsou odvozeny od aldehydů a termín Hemiacetal pochází z řeckého slova „hemi“ znamená „polovina“.

Hemiacetaly lze syntetizovat několika způsoby; nukleofilní adicí alkoholu na aldehyd, nukleofilní adicí alkoholu na rezonančně stabilizovaný hemiacetální kationt a částečnou hydrolýzou acetalu.

Hlavním strukturním znakem hemiacetální molekuly je centrální atom uhlíku se čtyřmi různými vazbami; -OR1 skupina, -R2 skupina, -H skupina a skupina -OH.

Příklady

Většina hemiacetálů se vyskytuje jako běžné funkční skupiny v přírodních produktech. Některé příklady jsou;


  • Glukóza
    Mycorrhizin A
    Thromboxan B2

Jaký je rozdíl mezi acetálem a hemiacetálem?

Acetální funkční skupina má sp3 hybridizovaný atom uhlíku, který je vázán na dvě skupiny –OR, atom vodíku a skupinu –R. Naproti tomu centrální atom hemiacetálů obsahuje atom sp3-C navázaný na čtyři různé chemické skupiny; jsou -OR, -R, -OH a -H.

Acetaly jsou ve srovnání s hemiacetaly chemicky stabilní. Acetaly však snadno hydrolyzují zpět na svůj původní alkohol a karbonylovou sloučeninu v přítomnosti vodných kyselin. Obecně považujeme hemiacetaly za nestabilní chemické sloučeniny, a proto mají tendenci tvořit kruhové struktury ke zvýšení stability. V tomto případě je možné vytvořit pětičlenné nebo šestičlenné kruhy, k čemuž dochází reakcí mezi skupinou -OH s karbonylovou skupinou. Dva příklady cyklických hemiacetálů jsou glukóza a aldóza.

Rozdíl mezi acetetem a hemiacetálem - tabulková forma

Shrnutí - Acetal vs. Hemiacetal

Acetaly obsahují dvě skupiny –OR, jednu skupinu –R a atom –H. U hemiacetálů je jedna ze skupin –OR v acetalech nahrazena skupinou –OH. Toto je základní rozdíl mezi acetalem a hemiacetalem.

Reference:

1. Acetal. (n.d.). Načítáno 11. října 2016, odtud.
2. Hemiacetal. (n.d.). Načítáno 11. října 2016, odtud

Obrázek se svolením: