- Štruktúra a vlastnosti acylovej skupiny
- Zlúčeniny a deriváty
- - Chloridy
- - Radikálne
- - Kation
- - Amides
- - Aldehydy
- - Ketóny a estery
- - Všeobecný komentár
- Príklady acylovej skupiny
- Referencie
Acyl je molekulárnej fragment, ktorý v organickej chémii zvyčajne pochádza z karboxylových kyselín. Jeho vzorec je RCO, kde R je uhlíkový, alkylový alebo arylový substituent, kovalentne viazaný priamo na karbonylovú skupinu, C = O. Zvyčajne ide iba o zlomok štruktúry organickej zlúčeniny, ako je biomolekula.
Hovorí sa, že je odvodený od karboxylovej kyseliny, RCOOH, pretože na odstránenie acylovej skupiny, RCO, bude stačiť na odstránenie hydroxylovej skupiny, OH. Všimnite si, že táto skupina obsahuje širokú skupinu organických (a anorganických) zlúčenín. Táto rodina je všeobecne známa ako acylové zlúčeniny (a nie azyl).
Štruktúrny vzorec acylovej skupiny. Zdroj: Su-no-G z Wikipédie.
Na hornom obrázku je štruktúrny vzorec acylovej skupiny. Je ľahké ho rozpoznať pozorovaním akejkoľvek molekulárnej štruktúry, pretože je vždy umiestnená na koncoch a je označená karbonylovou skupinou. Príkladom toho bude molekula acetyl-CoA, ktorá je nevyhnutná pre Krebsov cyklus.
Začlenenie tejto skupiny do molekuly je známe ako acylačná reakcia. Acylová skupina je súčasťou pracovných postupov v organických syntézach.
Štruktúra a vlastnosti acylovej skupiny
Štruktúra acylovej skupiny závisí od identity R. Atóm uhlíka uvedeného bočného reťazca R, ako aj C = O, ku ktorému je pripojená, leží v rovnakej rovine. Segment RCO prvého obrázka je preto plochý.
Táto skutočnosť sa však môže javiť ako nevýznamná, ak by to nebolo pre elektronické charakteristiky C = O: atóm uhlíka má slabý elektrónový deficit. Vďaka tomu je náchylný na útok nukleofilnými látkami bohatými na elektróny. Acylová skupina je teda reaktívna a predstavuje konkrétne miesto, kde prebieha organická syntéza.
Zlúčeniny a deriváty
V závislosti od R reťazcov alebo atómov, ktoré sú umiestnené vpravo od RCO, sa získajú rôzne zlúčeniny alebo deriváty acylovej skupiny.
- Chloridy
Predpokladajme napríklad, že atóm chlóru je umiestnený vpravo od RCO. Toto teraz nahrádza tú sinuositu znázornenú na prvom obrázku a zostáva ako: RCOCl. Máme teda deriváty nazývané acylchloridy.
Teraz, keď zmeníme identitu R v RCOCI, získame niekoľko acylchloridov:
-HCOCI, R = H, metanoylchlorid, drasticky nestabilná zlúčenina
CH 3 COCI, R = CH 3 , acetylchlorid
CH 3 CH 2 COCI, R = CH 2 CH 3 , propionylchlorid
C 6 H 5 COCI, R = C 6 H 5 (benzénovej kruh), Benzoylchlorid
Rovnaké odôvodnenie platí pre acylfluoridy, bromidy a jodidy. Tieto zlúčeniny sa používajú pri acylačných reakciách s cieľom začleniť RCO ako substituent do väčšej molekuly; napríklad na benzénový kruh.
- Radikálne
Acyl môže chvíľu existovať ako radikál, RCO, pochádzajúci z aldehydu. Tento druh je veľmi nestabilný a je okamžite neprimeraný alkylovému zvyšku a oxidu uhoľnatému:
RC • = O → R • + C≡O
- Kation
Acylová skupina sa môže tiež javiť ako katión, RCO + , ktorý je medziproduktom, ktorý reaguje na acyláciu molekuly. Tento druh obsahuje dve rezonančné štruktúry znázornené na obrázku nižšie:
Acylové katiónové rezonančné štruktúry. Zdroj: Jü
Všimnite si, ako je kladný čiastočný náboj rozdelený medzi atómy uhlíka a kyslíka. Z týchto dvoch štruktúr, s kladným nábojom na kyslík, je to dominantné.
- Amides
Teraz predpokladajme, že namiesto atómu Cl umiestnime aminoskupinu, NH 2 . Budeme potom amid, RCONH 2 , RC (O) NH 2 alebo RC = ONH 2 . Takto konečne zmeníme identitu R, získame rodinu amidov.
- Aldehydy
Ak namiesto NH 2 umiestnime atóm vodíka, budeme získanie aldehydu, RCOH alebo RCHO. Všimnite si, že acylová skupina je stále prítomná, aj keď prešla na pozadie dôležitosti. Aldehydy aj amidy sú acylové zlúčeniny.
- Ketóny a estery
Pri rovnakom zdôvodnení môžeme nahradiť H iným postranným reťazcom R, ktorý spôsobí vznik ketónu, RCOR 'alebo RC (O) R'. Tentokrát je acylová skupina „viac skrytá“, pretože jeden z týchto dvoch koncov sa môže považovať za RCO alebo R'CO.
Na druhej strane R 'môže tiež nahradiť OR', čo vedie k vzniku esteru, RCOOR '. V esteroch je acylová skupina viditeľná voľným okom, pretože je na ľavej strane karbonylovej skupiny.
- Všeobecný komentár
Acylová skupina prítomná v rôznych zlúčeninách. Zdroj: Jü.
Horný obrázok globálne predstavuje všetko, o čom sa hovorí v tejto časti. Acylová skupina je zvýraznená modrou farbou a počínajúc od horného rohu, zľava doprava sú: ketóny, acylový katión, acylový radikál, aldehyd, estery a amidy.
Aj keď je acylová skupina prítomná v týchto zlúčeninách, ako aj v karboxylových kyselinách a tioesteroch (RCO-SR '), karbonylová skupina sa zvyčajne pri definovaní svojich dipólových momentov prikladá väčší význam. RCO je zaujímavejšie, keď sa vyskytuje ako substituent alebo keď je priamo viazaný na kov (kovové acyly).
V závislosti od zlúčeniny môžu mať RCO rôzne názvy, ako je uvedené v pododdiele o acylchloridoch. Napríklad, CH 3 CO je známy ako acetyl alebo ethanoyl, zatiaľ čo CH 3 CH 2 CO, propionyl alebo propanoyl.
Príklady acylovej skupiny
Štruktúrny vzorec acetyl-CoA. Zdroj: Užívateľ: Bryan Derksen (originálny) a DMacks (hovor) (zmena farby).
Jedným z najreprezentatívnejších príkladov acylových zlúčenín je acetyl-CoA (horný obrázok). Upozorňujeme, že je okamžite identifikovaná, pretože je zvýraznená modrou farbou. Acyl acetyl-CoA, ako už názov napovedá, je acetyl, CH 3 CO. Aj keď sa to nemusí zdať, táto skupina je nevyhnutná v Krebsovom cykle nášho tela.
Aminokyseliny tiež obsahujú acylovú skupinu, iba má sklon zostať nepovšimnutý. Napríklad pre glycín, NH 2 -CH 2 -COOH, jej acyl sa stáva NH 2 -CH 2 -Čo segmentu , a nazýva sa glycyl. Medzitým za lyzín, jeho acyl sa stáva NH 2 (CH 2 ) 4 CHNH 2 CO, ktorý sa nazýva lysyl.
Aj keď to nie je zvyčajne diskutované príliš často, acylové skupiny môžu tiež pochádzať z anorganických kyselín; to znamená, že stredný atóm nemusí byť uhlík, ale môže byť tiež vyrobený z iných prvkov. Napríklad acylová skupina môže byť tiež RSO (RS = O), odvodená od kyseliny sulfónovej, alebo RPO (RP = O), odvodená od kyseliny fosfónovej.
Referencie
- Morrison, RT a Boyd, R., N. (1987). Organická chémia. 5. vydanie. Editorial Addison-Wesley Interamericana.
- Carey F. (2008). Organická chémia. (Šieste vydanie). Mc Graw Hill.
- Graham Solomons TW, Craig B. Fryhle. (2011). Organická chémia. (10. vydanie.). Wiley Plus.
- Wikipedia. (2020). Acylová skupina. Obnovené z: en.wikipedia.org
- Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (11. februára 2020). Definícia a príklady skupiny Acyl. Získané z: thinkco.com
- Laura Foist. (2020). Skupina Acyl: Definícia a štruktúra. Štúdia. Obnovené z: study.com
- Steven A. Hardinger. (2017). Ilustrovaný glosár organickej chémie: skupina Acyl. Získané z: chem.ucla.edu