Emiacetali, acetali, emichetali e chetali
Addizione di alcoli e tioli al gruppo carbonilico delle aldeidi e dei chetoni: emiacetali e chetali
Gli alcoli si addizionano al gruppo carbonilico delle aldeidi e dei chetoni.
Le aldeidi reagiscono con gli alcoli formando gli emiacetali.
Gli emiacetali però sono troppo instabili per permetterne l'isolamento. In ambiente acido reagiscono con un'altra molecola di alcol per formare l'acetale.
In modo analogo i chetoni reagiscono con gli alcoli per formare gli emichetali e i chetali.
Meccanismo di reazione
Gli emiacetali (o gli emichetali) si formano per addizione nucleofila di un alcol al gruppo carbonilico.
In ambiente acido gli emiacetali (o gli emichetali) si trasformano in acetali (o chetali) attraverso un intermedio carbocationico.
Tale carbocatione è particolarmente stabile in quanto in una delle due sue forme limite sia l'ossigeno che il carbonio presentano l'ottetto completo.
L'attacco nucleofilo di un'altra molecola di alcol al carbocatione porta alla formazione dell'acetale (o del chetale).
La formazione degli acetali dalle aldeidi e dagli alcoli più semplici, come l'etanolo, può essere facilitata allontanando l'acqua prodotta dal sistema di reazione. Questo si può fare mediante una distillazione azeotropica con benzene.
I chetali semplici non possono essere preparati direttamente a causa della posizione sfavorevole dell'equilibrio.
Gli acetali e i chetali vengono facilmente idrolizzati ai corrispondenti composti carbonilici e ad alcoli usando soluzioni acquose di acidi. Il meccanismo è esattamente il contrario rispetto a quello della loro formazione.
Chetali e acetali come gruppi protettivi
I chetali e gli acetali sono molto stabili alle basi. Il fatto di essere instabili agli acidi e stabili alle basi rende gli acetali ed i chetali dei reagenti utilizzati come "gruppi protettivi": mentre vengono fatti reagire gli altri gruppi presenti sulla molecola stessa, essi possono proteggere i gruppi carbonilici aldeidici o chetonici presenti nella molecola in modo da non farli reagire.
Formazione di chetali e acetali ciclici
I chetali ciclici o gli acetali ciclici vengono facilmente prepararti dal glicole etilenico o dall'1,3-propandiolo.
Formazione di tioacetali e tiochetali
I tioli di addizionano ai composti carbonilici per formare i tioacetali e i tiochetali in modo analogo alla formazione degli acetali e dei chetali. Gli acidi di Lewis, specialmente il trifluoruro di boro, sono catalizzatori molto efficienti per queste addizioni.
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