Poloacetál alebo poloketál, občas i hemiacetál alebo hemiketál, je organická zlúčenina, ktorá vzniká adíciou alkoholu na aldehyd alebo ketón (karbonylové zlúčeniny). Prvá časť názvu, polo- alebo hemi- (z gréčtiny), poukazuje na to, že na karbonylovú skupinu bol naadovaný len jeden alkohol, narozdiel od acetálov a ketálov, ktoré vznikajú adíciou dvoch alkoxy skupín.^[1]

Vzorce a vznik

Všeobecný vzorec poloacetálu je R¹R²C(OH)OR, kde R¹ alebo R² je často vodík a R (viazaný na kyslík) nie je vodík. Definícia poloacetálu podľa IUPAC uvádza, že R¹ alebo R² môže ale nemusí byť vodík, u poloketálu nemôže byť vodík ani jednou z týchto skupín. Poloketály sú vlastne špeciálnym prípadom poloacetálov, kde ani jeden uhľovodíkový zvyšok R nie je vodík, čo z nich robí podskupinu poloacetálov.^[2]

Vznik poloacetálov

Vznik poloketálov

Cyklické poloacetály a poloketály

Vľavo je laktol ribózy, cyklický poloacetál. Vpravo je laktol fruktózy, cyklický poloketál.

Poloacetály a poloketály sú zvyčajne nestabilné zlúčeniny. V niektorých prípadoch však môžu tvoriť stabilné cyklické poloacetály a poloketály, nazývané laktoly,^[3] a to hlavne v prípadoch, ak sú cykly päť- alebo šesťčlenné. V takom prípade reaguje intramolekulárna -OH skupina s karbonylovou skupinou. Glukóza a mnoho iných aldóz existuje ako ckylické poloacetály, zatiaľ čo fruktóza a podobné ketózy existujú ako cyklické poloketály.

Syntéza

Poloacetály je možné pripraviť niekoľkými spôsobmi:

• Nukleofilnou adíciou alkoholu na karbonylovú skupinu aldehydu
• Nukleofilnou adíciou alkoholu na rezonančne stabilizovaný poloacetálový katión
• Parciálnou hydrolýzou acetálu

Reakcie

Poloacetály a poloketály sa dajú považovať za medziprodukty v reakciách alkoholov a aldehydov alebo ketónov, kde konečným produktom je acetál alebo ketál:

R₂C=O + 2 R'OH ⇌ R₂C(OH)(OR') + R'OH ⇌ R₂C(OR')₂ + H₂O

Poloacetál môže reagovať s alkoholom v kyslom prostredí za tvorby acetálu a môže disociovať na aldehyd a alkohol.

poloacetál + alkohol (nadbytok) + kyselina (katalyzátor) ↔ acetál + voda

Aldehyd rozpustený vo vode existuje v rovnováhe s malou koncentráciou jeho hydrátu, R-CH(OH)₂. Podobne sa pri nadbytku alkoholu v roztoku nachádzajú aldehyd, jeho poloacetál a acetál.

Poloacetál vzniká nukleofilným atakom hydroxylovej skupiny alkoholu na uhlík C=O väzby. Acetály vznikajú substitučnými reakciami katalyzovanými kyselinou. Prítomnosť kyseliny zlepšuje schopnosť hydroxylovej skupiny odstúpiť a umožňuje jej náhradu alkoxylovou skupinou (-OR). Premena poloacetálu na acetál je S_N1 reakcia.

Z ketónov vznikajú poloketály a ketály. Ich tvorba je pomalšia, než tvorba poloacetálov acetálov. Na zvýšenie výťažku ketálov alebo acetálov je možné odstraňovať vodu počas reakcie, na základe Le Châtelierovho princípu.

Referencie

Zdroj

Chemický portál

Tento článok je čiastočný alebo úplný preklad článku Hemiacetal na anglickej Wikipédii.