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Gli mwcaacetali sono mwcqcomposti organici rappresentati dalla formula generale Rmwcg2C(OR')mwcw2 (in cui "R" indica un mwdagruppo mwdqidrocarburico).cite-ref-iupac-1-0[1]

Gli acetali derivano dalla reazione tra un'mwewaldeide, o un mwfachetonecite-ref-iupac-1-1[1], e un mwgqalcol. Durante tale sintesi si formano gli emiacetali (o semiacetali), intermedi difficilmente isolabili;cite-ref-2[2] importanti emiacetali sono la forma mwhgfuranosica e mwhwpiranosica dei mwiaglucidi. Nella sintesi organica vengono spesso utilizzati come mwiqgruppi protettivi per il gruppo carbonilico, in quanto gli acetali, come gli altri mwigeteri, risultano inerti nei confronti dei nucleofili, delle basi e dei riducenti. La moderna definizione mwiwIUPAC considera i mwjachetali, composti analoghi derivati da un mwjqchetone e da un alcol, come una sottocategoria degli acetali. Gli acetali derivati dall'acetone sono talvolta detti mwjgacetonidi.

• Meccanismo di formazione

• Strategie pratiche di sintesi

• Ruolo e importanza degli acetali

• Note

• Voci correlate

• Altri progetti

• Collegamenti esterni

La funzione aldeidica reagisce con un alcol secondo la seguente reazione, che avviene in ambiente acido:

• Un protone si lega all'ossigeno del mwlacarbonile, determinando una carica positiva:

• Dal momento che l'mwmwossigeno è più mwnaelettronegativo del mwnqcarbonio attira a sé gli elettroni del doppio mwnglegame, determinandone la rottura e formando tramite mwnwrisonanza un mwoacarbocatione:

• A questo punto il carbocatione subisce un attacco nucleofilo da parte dell'ossigeno dell'alcol, che assume una carica positiva:

• L'ossigeno attira a sé gli elettroni del legame con l'mwqwidrogeno, determinandone la rottura e la conseguente liberazione di un mwraprotone:

• L'ultima mwswmolecola ottenuta è un mwtaemiacetale (C legato a un gruppo R, OH e un gruppo OR'),cite-ref-3[3] che subisce un nuovo attacco elettrofilo da parte di un protone:

• L'ossigeno attira a sé gli elettroni del legame con il carbonio determinandone la rottura e la liberazione di una molecola di mwvwacqua, con la formazione di un carbocatione:

• A questo punto la reazione prosegue con l'attacco nucleofilo dell'alcol che porta alla formazione dell'mwxwacetale:

Analizzando il meccanismo di formazione degli acetali salta subito all'occhio come tutti i processi coinvolti siano nient'altro che equilibri tra composto carbonilico e acetale. Nel caso di aldeidi semplici quali l'mwaqacetaldeide la mwagcostante di equilibrio per la reazione è complessivamente favorevole e l'acetale può essere ottenuto con rese rispettabili semplicemente trattando l'aldeide con due moli di alcol e un mwawcatalizzatore acido. Per ottenere una quantità ancora maggiore di prodotto, si può sostituire all'acido abbondante mwbacloruro di calcio anidro che, idrolizzandosi parzialmente in mwbqacido cloridrico, fornisce il catalizzatore necessario e al tempo stesso sottrae l'acqua man mano che si forma, spostando l'equilibrio sempre più verso destra. Nel caso di aldeidi complesse o ancor peggio di chetoni la costante è parecchio sfavorevole e, specialmente se l'alcol è poco costoso, si utilizza quest'ultimo come mwbgsolvente per la reazione o, nel caso di chetoni, si utilizzano dei metodi particolari per eliminare l'acqua non appena questa si forma. Uno dei motivi responsabili di una così bassa costante d'equilibrio nel caso dei chetoni è legata a considerazioni termodinamiche, in modo particolare al concetto di entropia. Sappiamo che l'mwbwenergia libera di Gibbs per una generica reazione è data dalla relazione ΔG=ΔH−TΔS

Nel caso delle aldeidi la reazione è così mwcqesotermica che il contributo dell'mwcgentropia, sebbene non trascurabile, passa comunque in secondo piano permettendo il regolare svolgersi della reazione. Quando consideriamo un chetone oltre al ΔS (da tre molecole ne otteniamo una sola, quindi l'entropia del sistema diminuisce) anche la variazione di mwcwentalpia (ΔH) è sfavorevole e la reazione in pratica non avviene. Un metodo comodo per ovviare al problema dell'entropia contraria è utilizzare una mole di diolo al posto di due moli di alcol normale, ottenendo in questo modo un acetale ciclico. In alcuni casi tuttavia ΔG è ancora positivo ed è necessario comunque allontanare l'acqua che si forma.

Gli acetali, come già accennato prima, rivestono un ruolo fondamentale oltre che nella chimica degli zuccheri (ricordiamo che i glucidi esistono prevalentemente in forma semiacetalica piuttosto che aperta) anche nella comune pratica di laboratorio, essendo agenti ideali per la protezione del mwdgcarbonile nel caso di sintesi multi-step. Essendo stabilissimi in soluzioni basiche è possibile lavorare tranquillamente sugli altri mwdwgruppi funzionali della molecola ed alla fine idrolizzare l'acetale in ambiente acido per liberare il gruppo protetto. La tendenza delle aldeidi a dare acetali può essere facilmente evidenziata prendendo la mweaformaldeide come esempio. In soluzione acquosa la formaldeide è disponibile commercialmente in concentrazione circa al 37% ma è anche disponibile sotto forma di paraformaldeide, un mweqpolimero solido che riscaldato dà nuovamente formaldeide gassosa o come triossano, un trimero ciclico. Anche altre aldeidi semplici formano polimeri, come nel caso di acetaldeide-metaldeide, mentre i chetoni non hanno simile comportamento.

cite-note-iupac-11. ↑ mwggThe International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC), mwgwmwhaIUPAC - acetals (A00062), su mwhqgoldbook.iupac.org. mwhgURL consultato il 7 febbraio 2023.

cite-note-22. ↑ mwigmwiwmwjaEmiacetali, su mwjqtreccani.it.

cite-note-33. ↑ mwkqThe International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC), mwkgmwkwIUPAC - hemiacetals (H02774), su mwlagoldbook.iupac.org. mwlqURL consultato il 7 febbraio 2023.

• mwmqAldeidi

• mwmwChetali

• mwnqTioacetali

Altri progetti

• Wikizionario

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• Wikimedia Commons contiene immagini o altri file su aetali

• mwog(EN) Definizione IUPAC, su goldbook.iupac.org.