Hemiacetal

Na Galipedia, a Wikipedia en galego.
Fórmula esquelética dun hemiacetal.
Hemicetal (R non é H).

Os Hemiacetais e os hemicetais son dous tipos de compostos diferentes, que derivan, respectivamente, de aldehidos e cetonas, e que se orixinan pola adición nucleófila dun alcohol ao grupo carbonilo (C=O) do aldehido ou da cetona [1]. Teñen un grupo -OH e un residuo alcóxido (-OR) unidos a un mesmo carbono.

  • aldehido + alcohol = hemiacetal
  • cetona + alcohol = hemicetal

Non deben confundirse cos acetais e cetais, os cales se orixinan cando o grupo alcohólico do hemiacetal ou do hemicetal, respectivamente, é reemprazado por un segundo grupo alcoxi.

Fórmula xeral e formación[editar | editar a fonte]

Comparación entre un hemiacetal e un acetal. Arriba: 1-etoxibutan-1-ol, un hemiacetal (ten o OH). Abaixo: 1,1-dietoxibutano, un acetal (o OH foi substutuído por un segundo grupo alcóxido).

A fórmula xeral dun hemiacetal é R1R2C(OH)OR,[2] onde R1 ou R2 é xeralmente hidróxeno e o R (unido ao O) non é hidróxeno.
Na definición da IUPAC de hemiacetal R1 ou R2 poden ser ou non un H, en tanto que nun hemicetal ningún dos grupos R pode ser H. En realidade, os hemicetais son considerados como unha subclase dentro dos hemiacetais na cal os grupos R non son H. [3]

Formation of hemiacetals.png
Formación de hemiacetais

Hemiketal formation.png
Formación de hemicetais

Hemiacetais e hemicetais cíclicos[editar | editar a fonte]

Ribopiranosa.
Frutopiranosa.
Esquerda un lactol de ribosa, un hemiacetal cíclico.
Dereita, un lactol de frutosa, un hemicetal cíclico.
Ciclación da glicosa por formación dun hemiacetal. Versión non animada.

Tanto os hemiacetais coma os hemicetais son compostos xeralmente inestables, que reaccionan axiña e poden considerarse intermediarios na formación dos acetais e cetais. Porén, nalgúns casos, pode orixinarse un hemiacetal ou hemicetal cíclico estable, chamado lactol, [4] especialmente cando se poden formar ciclos de 5 ou 6 membros. O que ocorre é que se produce un enlace intramolecular entre un OH e o grupo carbonilo. Estas moléculas cíclicas son especialmente importantes na química dos carbohidratos. Por exemplo, a glicosa e moitas outras aldosas existen como hemiacetais cíclicos, e a frutosa e outras cetosas existen como hemicetais cíclicos.

Síntese[editar | editar a fonte]

En síntese orgánica, os hemiacetais poden obterse de diferentes xeitos:

Reaccións[editar | editar a fonte]

Os hemiacetais e hemicetais poden considerarse intermediarios na transformación de alcohois, aldehidos e cetonas en acetais e cetais:

-C=O + 2 ROH ⇌ -C(OH)(OR) + ROH ⇌ -C(OR)2 + H2O

Un hemiacetal pode reaccionar cun alcohol en condicións ácidas para formar un acetal, e pode disociarse para formar un aldehido e un alcohol.

Un aldehido disolvido en auga existe en equilibrio con baixas concentracións do seu hidrato, R-CH(OH)2. De xeito similar, con exceso de alcohol, o aldehido, o seu hemiacetal, e o seu acetal poden existir todos en disolución.

Os hemiacetais orixínanse pola adición do grupo hidroxilo dun alcohol ao carbono do grupo C=O. Os acetais son produtos de reaccións de substitución catalizadas por ácido. A presenza de ácido mellora a capacidade de reacción do grupo hidroxilo e permite a súa substitución por un grupo alcoxilo (-OR). A conversión de hemiacetal a acetal é unha reacción SN1.

As cetonas dan hemicetais e cetais, que non se forman tan rapidamente coma os hemiacetais e acetais. Para aumentar o rendemento na formación de cetais ou acetais, hai que retirar a auga que se forma durante a reacción.

Notas[editar | editar a fonte]

  1. Morcillo, Jesús (1989). Temas básicos de química (2ª ed.). Alhambra Universidad. p. 569. ISBN 9788420507828.
  2. IUPAC GoldBook - hemiacetals [1] H02774
  3. IUPAC GoldBook - hemiketals [2] H02776
  4. IUPAC Gold Book lactols

Véxase tamén[editar | editar a fonte]