Ацеталдарда екі –OR тобы, бір –R тобы және –H атомы бар. Гемиацеталдарда ацеталдағы –OR топтарының бірі –OH тобына ауыстырылады. Бұл ацеталь мен гемиацетальды арасындағы негізгі айырмашылық.
Ацетальдар мен гемиацеталдар - табиғи өнімдерде жиі кездесетін екі функционалды топ. Гемиацетал - ацеталь түзілудің химиялық процесі кезінде түзілетін аралық химиялық қосылыс. Сондықтан бұл екі топтың химиялық құрылымында шамалы айырмашылық бар. Егжей-тегжейлі айтқанда, осы қосылыстардың екеуінде де орталық көміртек атомы төрт байланыспен байланысқан sp3-C атомы болып табылады және осы төрт байланыстың ішінен тек бір байланыс түрі ғана ерекшеленеді.
Ацетал дегеніміз не?
Ацетал – орталық көміртегі атомында төрт байланыс бар функционалды топ; -OR1, -OR2, -R3 және H (мұндағы R 1, R2 және R3топтары органикалық фрагменттер). Екі –OR тобы бір-біріне эквивалентті (симметриялық ацеталдар) немесе әртүрлі (аралас ацеталь) болуы мүмкін.
1-сурет: ацетал
Орталық көміртек атомы қаныққан деп аталады, өйткені оның төрт байланысы бар және бұл орталық көміртегі атомына тетраэдрлік геометрия береді. Альдегидтерден ацеталдар түзілуі мүмкін. Ацеталдың түзілуі гемиацетальды гидроксил тобы су молекуласын жоғалту үшін протондалған кезде орын алуы мүмкін. Содан кейін алынған карбокат спирт молекуласымен жылдам шабуыл жасайды. Соңғы сатыда ацеталь түзілуі спирттен протон алғаннан кейін аяқталады. Ацеталдардың түзілу механизмін келесідей түсіндіруге болады.
2-сурет: ацеталдардың түзілуі
Сонымен қатар, ацеталдар органикалық синтезде карбонил топтарын қорғау үшін қолданылады, өйткені олар көптеген тотықтырғыштар мен тотықсыздандырғыштармен тұрақты және негізгі ортада гидролизде болады.
Мысалдар
Құрамында сірке функционалды топтары бар химиялық қосылыстардың кейбір мысалдары төменде берілген.
- Диметоксиметан: еріткіш
- Диоксолан
- Металдегид
- Паралдегид
- Көмірсулардағы және басқа полисахаридтердегі гликозидтік байланыстың көпшілігі ацеталды байланыстар болып табылады.
- Целлюлоза - полиацеталды барлық жерде кездесетін мысал.
- Полиоксиметилен (POM): пластик ретінде пайдаланылатын формальдегидті полимер.
- 1, 1-диетоксиэтан (ацетальдегид диэтил ацеталь), тазартылған сусындардағы маңызды хош иістендіргіш болып табылады.
Гемиацетал дегеніміз не?
Гемиацеталдар альдегидтерден алынған және «Гемиацетал» термині грек сөзінен шыққан «hemi» «жарты» дегенді білдіреді.
3-сурет: гемиацеталл
Гемиацеталдар бірнеше әдістер арқылы синтезделеді; альдегидке спирттің нуклеофильді қосылуы, резонансты тұрақтанған гемиацетальды катионға спирттің нуклеофильді қосылуы және ацеталдың ішінара гидролизі.
4-сурет: Гемиацетал түзілуі
Гемиацетальды молекуланың негізгі құрылымдық ерекшелігі төрт түрлі байланысы бар орталық көміртегі атомының болуы; -OR1 топ, -R2 топ, -H тобы және –OH тобы.
Мысалдар
Гемиацеталдардың көпшілігі табиғи өнімдерде жалпы функционалды топтар ретінде кездеседі. Кейбір мысалдар;
- Глюкоза
- Микоризин A
- Тромбоксан B2
Ацетал мен гемиацетальдын айырмашылығы неде?
Ацеталь функционалды тобында екі –OR тобымен, сутегі атомымен және –R тобымен байланысқан sp3 гибридтелген көміртек атомы бар. Керісінше, гемиацеталдар орталық атомында төрт түрлі химиялық топтармен байланысқан sp3-C атомы бар; олар –OR, -R, -OH және –H.
Ацетальдар гемиацеталдармен салыстырғанда химиялық тұрақты. Дегенмен, ацетальдар сулы қышқылдардың қатысуымен бастапқы спиртке және карбонил қосылысына оңай гидролизденеді. Жалпы, біз әдетте гемиацетальды тұрақсыз химиялық қосылыстар ретінде қарастырамыз, сондықтан олар тұрақтылықты арттыру үшін сақина құрылымдарын түзуге бейім. Бұл жағдайда 5 немесе 6 мүшелі сақиналардың түзілуі мүмкін және бұл –OH тобының карбонил тобымен реакциясы арқылы жүзеге асады. Циклді гемиацеталдықтардың екі мысалы - глюкоза және альдоза.
Қорытынды – Ацетал және Хемиацетал
Ацеталдарда екі –OR тобы, бір –R тобы және –H атомы бар. Гемиацеталдарда ацеталдағы –OR топтарының бірі –OH тобына ауыстырылады. Бұл ацеталь мен гемиацетальды арасындағы негізгі айырмашылық.
