Halbacetal - Hemiacetal
Ein Halbacetal oder ein Halbiketal haben die allgemeine Formel R 1 R 2 C(OH)OR, wobei R 1 oder R 2 Wasserstoff oder ein organischer Substituent ist. Sie resultieren im Allgemeinen aus der Addition eines Alkohols an einen Aldehyd oder ein Keton , obwohl letztere manchmal als Hemiketale bezeichnet werden. Die meisten Zucker sind Halbacetale.
Nomenklatur
Gemäß der IUPAC- Definition können in R 1 R 2 C(OH)OR R 1 und R 2 ein Wasserstoff sein oder nicht. In einem Hemiketal kann keine der R-Gruppen ein Wasserstoff sein. Hemiketale werden als Halbacetale angesehen, bei denen keine der R-Gruppen H ist, und sind daher eine Unterklasse der Halbacetale. Das griechische Präfix hèmi bedeutet Hälfte, bezieht sich auf die Tatsache, dass ein einzelner Alkohol an die Carbonylgruppe angehängt wurde , im Gegensatz zu Acetalen oder Ketalen , die gebildet werden, wenn eine zweite Alkoxygruppe an die Struktur hinzugefügt wurde.
Cyclische Halbacetale und Halbketale werden manchmal Lactole genannt . Sie bilden sich oft leicht, insbesondere wenn es sich um 5- und 6-gliedrige Ringe handelt. Dabei reagiert eine intramolekulare OH-Gruppe mit der Carbonylgruppe. Glucose und viele andere Aldosen existieren als cyclische Halbacetale, während Fructose und ähnliche Ketosen als cyclische Hemiketale existieren.
Formation
Bildung von Halbacetalen |
|
Bildung von Halbketalen |
Lösungen einfacher Aldehyde in Alkoholen bestehen hauptsächlich aus dem Halbacetal. Das Gleichgewicht ist leicht umkehrbar und dynamisch. Das Gleichgewicht reagiert empfindlich auf sterische Effekte.
Carbonylverbindung | Alkohol Lösungsmittel | %hemiacetal |
---|---|---|
Acetaldehyd | Methanol | 97 |
Acetaldehyd | Ethanol | 91 |
Propionaldehyd | Methanol | 95 |
Bromaceton | Methanol | 47 |
Halbacetale in der Natur
Die wohl am häufigsten vorkommenden Halbacetale sind Zucker, zum Beispiel Glukose . Die günstige Bildung eines spannungsfreien Sechsrings und die Elektrophilie eines Aldehyds begünstigen stark die Acetalform.
Links Glucose, ein zyklisches Halbacetal. Rechts ein Lactol von Fructose, ein zyklisches Hemiketal. |
Reaktionen
Halbacetale und Halbketale können als Zwischenprodukte bei der Reaktion zwischen Alkoholen und Aldehyden oder Ketonen angesehen werden, wobei das Endprodukt ein Acetal oder ein Ketal ist:
- R 2 C=O + R'OH ⇌ R 2 C(OH)(OR')
- R 2 C(OH)(OR') + R'OH R 2 C(OR') 2 + H 2 O
Normalerweise ist die zweite Reaktion ungünstig. In Gegenwart eines Dehydratisierungsmittels läuft es ab.
Verweise
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