Hemiacetal và hemiketal
Có một câu hỏi như sau:
Trước hết, bài tập gốc không hỏi số nhóm chức ether vì có thể gây khó khăn giữa ether với hemiacetal, hemiketal, acetal, và ketal là những khái niệm chưa học đến. Tuy nhiên tôi vẫn thêm câu hỏi này chỉ là để các bạn lớp 11 ôn lại các nhóm chức đã học trong chương trình lớp 11, và chỉ giới hạn trong chương trình lớp 11 mà thôi.
Lẽ ra, trong phần hợp chất carbonyl nên đề cập đến các phản ứng tạo hemiacetal, hemiketal, acetal, ketal và hydrate hóa:
Như vậy, aldehyde kết hợp với alcohol sẽ tạo hemiacetal. Hemiacetal (hemi có nghĩa là một nửa) có thể tiếp tục phản ứng với alcohol để tạo acetal.
Tương tự khi ketone tác dụng với alcohol ta cũng sẽ lần tượt thu được hemiketal và ketal:
Các nguyên tử oxygen màu đỏ O và màu lục O trong các 4 sản phẩm nêu trên là thành phần của các alkoxy (nếu giả thiết R₂, R' đều là các gốc alkyl) của hemiacetal, acetal, hemiketal và ketal, chứ không coi là nhóm chức ether, tuy bản chất vẫn là ether, vì được tạo thành từ aldehyde hoặc ketone ban đầu. Nguyên tử carbon ban đầu của aldehyde hoặc ketone, giờ đây được gọi là carbon hemiacetal (hoặc acetal) và carbon hemiketal (hoặc ketal).
Nếu xét sự tạo vòng của glucose:
Đây cũng chính là sự kết hợp của nhóm chức aldehyde –¹CH=O với nhóm chức alcohol –OH của ⁵C để tạo thành 2 dạng hemiacetal của glucose, tùy thuộc vị trí trong không gian của nhóm –OH hemiacetal tạo thành. Nguyên tử oxygen màu đỏ O bình thường là nhóm chức ether, nhưng ở đây do cùng gắn vào 1 carbon với nhóm –OH hemiacetal nên trở thành phần tử của nhóm hemiacetal này. Vì thế ta không gọi riêng ether và alcohol mà ghép lại thành hemiacetal và thường chỉ gọi là hemiacetal thôi (dù chúng vẫn là ether và alcohol).
Như cũng đã nêu trên, nhóm –OH hemiacetal cũng có thể tiếp tục phản ứng với alcohol để tạo acetal. Điều náy cũng xảy ra tương tự trong trường hợp glucose và các monosaccharide nói chung. Glucose là một hemiacetal, nếu tiếp tục phản ứng với alcohol, ví dụ CH₃OH, sẽ tạo thành acetal, gọi chung là glycoside.
Hai nguyên tử oxygen trong glycoside, nghĩa là trong acetal tạo thành, do bản chất là ether nên vẫn được gọi là diether trong các tài liệu:
Nguồn: GS William Reusch, Vỉtual Textbook of Organic Chemistry, Đại học Michigan
Tóm lại:
- Glucose dạng vòng có 4 nhóm –OH alcohol bình thường trên những nguyên tử carbon số 2, 3, 4, 6. Trên nguyên tử carbon số 1, ta có hai nhóm chức –OH và –O– được gọi chung là hemiacetal do là sản phẩm cộng của nhóm –OH tại ⁵C vào nhóm –¹CH=O dù bản chất thì vẫn là alcohol và ether tuy không viết ra như thế. Nguyên tử carbon số 1 này cũng gọi là carbon hemiacetal.
- Glycoside là acetal của glucose dạng hemiacetal nói trên, phản ứng tiếp với một alcohol. Tương tư, nguyên tử carbon số 1 là carbon acetal, liên kết với 2 nhóm alkoxi –OR', –OR", mà bản chất chỉ là hai nhóm ether.
Chúc luôn vui với Hóa.
Nguyễn Trọng Thọ
HọcHóa.TT
Comments
Post a Comment