Ketali

Cetalele sunt compuși organici obținuți prin reacția unei cetone cu un alcool . Ei își asumă o importanță deosebită în chimia carbohidraților și ca grupe protectoare în sinteza organică . De exemplu, în sinteza acidului L-ascorbic pornind de la L- sorboză , acetonă este utilizată pentru a produce un cetal ciclic care permite o oxidare ulterioară a atomului de carbon specific (acela 1). Ketalii, conform definiției moderne IUPAC , reprezintă o subcategorie de acetali . ^[1]

Mecanism de formare

Reacția are loc într-un mediu acid, cu gruparea cetonică - (CO) - care reacționează cu gruparea alcoolică -OH:

• Protonul se leagă de oxigenul carbonilic care îl protonează:

 R 'R'
   | |
 RC = O + H +$$
  
    
      
        ⇄ 
      
    
    {\ displaystyle \ rightleftarrows} 
  
 RC = O + H

• Cetona protonată rezonează cu carbocația :

 R 'R'
  | |
RC = O + H$$
  
    
      
        ↔ 
      
    
    {\ displaystyle \ leftrightarrow} 
  
 RC + -OH

• În acest moment, carbocația suferă un atac nucleofil de oxigenul alcoolului, care își asumă o sarcină pozitivă:

 R 'R'H
  | | |
RC + -OH + R "-OH$$
  
    
      
        ⇌ 
      
    
    {\ displaystyle \ rightleftharpoons} 
  
 RCO + R "
                     |
                     OH

• Oxigenul atrage electronii legăturii de hidrogen către sine, provocând ruperea acestuia și eliberarea consecutivă a unui proton :

 R'H R '
  | | |
RCO + R "$$
  
    
      
        ⇄ 
      
    
    {\ displaystyle \ rightleftarrows} 
  
 RC-OR "+ H +
  | |
  OH OH

• Compusul obținut, format prin reacția cu o moleculă de alcool, constituie un hemiketal ^[2] (sau semi-ketal ) susceptibil la un alt atac electrofil de către un proton:

 R 'R'
  | |
RC-OR "+ H +$$
  
    
      
        ⇄ 
      
    
    {\ displaystyle \ rightleftarrows} 
  
 RC-OR "
  | |
  OH O + H
                   H.

• Molecula formată este instabilă și tinde să elimine apa formând o nouă carbocație:

 R 'R'
  | |        
RC-OR "$$
  
    
      
        ⇄ 
      
    
    {\ displaystyle \ rightleftarrows} 
  
 RC + -OR "+ H 2 O
  |
  O + H
  H.

• La această carbocație, în prezența excesului de alcool, se va adăuga o a doua moleculă de alcool pentru a forma ketalul final:

 R 'R'  
  | |
RC + -OR "+ R" -OH$$
  
    
      
        ⇄ 
      
    
    {\ displaystyle \ rightleftarrows} 
  
 RC-OR "(ketal protonat)
                      |
                      O + R "
                      H.
  R 'R' 
  | | 
RC-OR "$$
  
    
      
        ⇌ 
      
    
    {\ displaystyle \ rightleftharpoons} 
  
 RC-OR "+ H +
  | |
  O + R „SAU”
  H.

Notă

Elemente conexe

• Cetone
• Acetali
• Tiochetali
• Alcooli
• Hemiacetale

Portalul chimiei : portalul științei compoziției, proprietăților și transformărilor materiei