ACILNA SKUPINA: STRUKTURA, KARAKTERISTIKE, SPOJEVI I DERIVATI - KEMIJA - 2025

Acil je molekularni fragmenti koji je u organskoj kemiji obično proizlazi iz karboksilnih kiselina. Njegova formula je RCO, gdje je R ugljikov, alkil ili arilni supstituent, kovalentno povezan izravno s karbonilnom skupinom, C = O. Obično je to samo djelić strukture organskog spoja, kao što je biomolekula.

Kaže se da potječe iz karboksilne kiseline, RCOOH, jer će biti dovoljno da se eliminira hidroksilna skupina, OH, da se dobije acilna skupina, RCO. Imajte na umu da ovu skupinu čini široka obitelj organskih (i anorganskih) spojeva. Ova je obitelj općenito poznata kao acilni spojevi (a ne kao azil).

Strukturna formula acilne skupine. Izvor: Su-no-G putem Wikipedije.

Na gornjoj slici imamo strukturnu formulu acilne skupine. To je lako prepoznati promatranjem bilo kakve molekularne strukture, jer je ona uvijek smještena na krajevima i označena je karbonilnom skupinom. Primjer toga vidjet ćemo u molekuli acetil-CoA, ključnoj za Krebsov ciklus.

Uključivanje ove skupine u molekulu poznato je kao reakcija aciliranja. Acilna skupina dio je radne rutine u organskim sintezama.

Struktura i karakteristike acilne skupine

Struktura acilne skupine ovisi o identitetu R. Atom ugljika navedenog bočnog lanca R, kao i C = O na koji je spojena, leže u istoj ravnini. RCO segment prve slike je, dakle, ravan.

Međutim, ta se činjenica može činiti beznačajnom da nije bilo elektronskih karakteristika C = O: ugljikov atom ima mali deficit elektrona. To ga čini osjetljivim na napad nukleofilnih agensa, bogatih elektronima. Tako je acilna skupina reaktivna, što je specifično mjesto na kojem se odvija organska sinteza.

Spojevi i derivati

Ovisno o R lancima ili atomima koji su postavljeni desno od RCO, dobivaju se različiti spojevi ili derivati ​​acilne skupine.

- Kloridi

Pretpostavimo na primjer da je atom klora postavljen desno od RCO. Ovo sada zamjenjuje onu sinuoznost predstavljenu na prvoj slici, koja ostaje kao: RCOCl. Dakle, imamo derivate koji se zovu acil kloridi.

Sada, mijenjajući identitet R u RCOCl, dobivamo nekoliko acil klorida:

-HCOCl, R = H, metanoil klorid, drastično nestabilan spoj

-CH ₃ COCl, R = CH ₃, acetil-klorida

-CH ₃ CH ₂ COCl, R = CH ₂ CH ₃, propionil klorid

C ₆ H ₅ COCl, R = C _C6 H ₅ (benzenski prsten), benzoil-klorida

Isti razlog vrijedi i za acil-fluoride, bromide i jodide. Ovi spojevi se koriste u reakcijama aciliranja, s ciljem da se RCO uključi kao supstituent većoj molekuli; na primjer, na benzenski prsten.

- Radikalno

Acil može trenutačno postojati kao radikal, RCO •, potječe od aldehida. Ova vrsta je vrlo nestabilna i odmah je proporcionalna alkil radikalu i ugljičnom monoksidu:

RC • = O → R • + C≡O

- Kation

Acilna skupina može se pojaviti i kao kation, RCO ⁺, kao intermedijar koji reagira na aciliranje molekule. Ova vrsta sadrži dvije rezonantne strukture prikazane na slici ispod:

Strukture akil-kation rezonancije. Izvor: Jü

Primijetite kako se pozitivni parcijalni naboj raspodjeljuje između atoma ugljika i kisika. Od ove dvije strukture, s pozitivnim nabojem kisika, najviše prevladava.

- Amidi

Pretpostavimo da je umjesto Cl atoma stavljamo amino skupinu, NH ₂. Ćemo onda su amid, RCONH ₂, RC (O) NH ₂ ili RC-NHCONH ₂. Dakle, konačno promijenivši identitet R, dobit ćemo obitelj amida.

- Aldehidi

Ako umjesto NH ₂ stavljamo vodika ćemo dobiti aldehid RCHO ili RCOH. Imajte na umu da je acilna skupina još uvijek prisutna čak i kad je prešla u značajnu pozadinu. I aldehidi i amidi su acilni spojevi.

- Ketoni i esteri

Nastavljajući istim zaključkom, možemo zamijeniti H s drugim bočnim lancem R, koji će stvoriti keton, RCOR 'ili RC (O) R'. Ovaj put acil skupina je više "skrivena", jer se bilo koji od dva kraja mogao smatrati RCO ili R'CO.

S druge strane, R 'se također može zamijeniti s OR ", što dovodi do estera, RCOOR". U esterima acilna skupina vidljiva je golim okom jer se nalazi na lijevoj strani karbonilne skupine.

- Opći komentar

Acilna skupina prisutna u raznim spojevima. Izvor: Jü.

Gornja slika globalno predstavlja sve što se raspravlja u ovom odjeljku. Acilna skupina označena je plavom bojom, a počevši od gornjeg ugla, s lijeva na desno, imamo: ketone, acil kation, acil radikal, aldehid, estere i amide.

Iako je acilna skupina prisutna u tim spojevima, kao i u karboksilnim kiselinama i tioesterima (RCO-SR '), karbonilnoj skupini obično se pridaje veća važnost kada se definiraju njeni dipolni trenuci. RCO je veće zanimanje kad se nađe kao supstituent ili kada je izravno pričvršćen na metal (metalni acili).

Ovisno o spoju, RCO može imati različita imena, kao što se vidi u pododjeljku na acil-kloridima. Na primjer, CH ₃ CO poznat kao acetil ili etanoil, dok CH ₃ CH ₂ CO, propionil ili propanoil.

Primjeri acilne skupine

Strukturna formula acetil-CoA. Izvor: Korisnik: Bryan Derksen (original) i DMacks (razgovor) (promjena boje).

Jedan od najreprezentativnijih primjera acilnih spojeva je acetil-CoA (gornja slika). Imajte na umu da je odmah prepoznat jer je označen plavom bojom. Acilna skupina acetil-CoA, kao njegovo ime implicira, acetil, CH ₃ CO. Iako se možda ne čini tako, ova je skupina ključna u Krebsovom ciklusu našeg tijela.

Aminokiseline također sadrže acilnu skupinu, samo što je opet, neobično, ostalo neopaženo. Na primjer, za glicin, NH ₂ CH ₂ COOH, njegov acil postaje NH ₂ CH ₂ -CO segment, i naziva se glicil. U međuvremenu, lizin, njegov acil postaje NH ₂ (CH ₂) ₄ CHNH ₂ CO, koji se zove lizil.

Iako se o njima obično ne raspravlja vrlo često, acilne skupine mogu potjecati i od anorganskih kiselina; to jest, središnji atom ne mora biti ugljik, već se može praviti i od drugih elemenata. Na primjer, acilna skupina također može biti RSO (RS = O), izveden iz sulfonske kiseline, ili RPO (RP = O), izveden iz fosfonske kiseline.

Reference

1. Morrison, RT i Boyd, R, N. (1987). Organska kemija. 5. izdanje Uredništvo Addison-Wesley Interamericana.
2. Carey F. (2008). Organska kemija. (Šesto izdanje). Mc Graw Hill.
3. Graham Solomons TW, Craig B. Fryhle. (2011). Organska kemija. (10. izdanje.). Wiley Plus.
4. Wikipedia. (2020). Acilna skupina. Oporavilo sa: en.wikipedia.org
5. Helmenstine, Anne Marie, dr. Sc. (11. veljače 2020.). Definicija i primjeri Acyl grupe. Oporavilo od: misel.com
6. Laura Foist. (2020). Acyl Group: Definicija i struktura. Studija. Oporavilo od: study.com
7. Steven A. Hardinger. (2017). Ilustrirani pojmovnik organske kemije: Acil skupina. Oporavak od: chem.ucla.edu