ACILNA SKUPINA: ZGRADBA, LASTNOSTI, SPOJINE IN DERIVATI - KEMIJA - 2026

Acil je molekularna fragmenta, ki v organski kemiji običajno izhaja iz karboksilnih kislin. Njegova formula je RCO, kjer je R ogljikov, alkilni ali arilni substituent, kovalentno vezan neposredno na karbonilno skupino, C = O. Običajno gre le za delček strukture organske spojine, kot je biomolekul.

Rečeno je, da izhaja iz karboksilne kisline RCOOH, ker bo dovolj, da se izloči hidroksilna skupina, OH, da dobimo acilno skupino, RCO. Upoštevajte, da ta skupina obsega široko družino organskih (in anorganskih) spojin. Ta družina je na splošno znana kot acilne spojine (in ne azil).

Strukturna formula acilne skupine. Vir: Su-no-G prek Wikipedije.

Na zgornji sliki imamo strukturno formulo acilne skupine. Prepoznati ga je mogoče z opazovanjem katere koli molekularne strukture, saj se vedno nahaja na koncih in je označena s karbonilno skupino. Primer tega bomo videli v molekuli acetil-CoA, ki je bistvena za Krebsov cikel.

Vključitev te skupine v molekulo je znana kot acilacijska reakcija. Skupina acil je del delovne rutine pri organskih sintezah.

Struktura in značilnosti acilne skupine

Struktura acilne skupine je odvisna od identitete R. Ogljikov atom omenjene R stranske verige, kot tudi C = O, na katero je pritrjena, ležijo v isti ravnini. RCO segment prve slike je torej raven.

Vendar se to dejstvo morda zdi nepomembno, če ne bi šlo za elektronske značilnosti C = O: ogljikov atom ima rahel primanjkljaj elektronov. Zaradi tega je dovzetna za napad nukleofilnih snovi, bogatih z elektroni. Tako je acilna skupina reaktivna in je specifično mesto, kjer poteka organska sinteza.

Spojine in derivati

Glede na R verige ali atome, ki so postavljeni desno od RCO, dobimo različne spojine ali derivate acilne skupine.

- Kloridi

Recimo na primer, da je atom klora postavljen desno od RCO. To zdaj nadomešča tisto sinuosity, ki je predstavljena na prvi sliki, in ostane kot: RCOCl. Torej imamo derivate, imenovane acil kloridi.

Zdaj, če spremenimo identiteto R v RCOCl, dobimo več acil kloridov:

-HCOCl, R = H, metanoil klorid, drastično nestabilna spojina

CH ₃ COCl, R = CH ₃ acetil klorid

CH ₃ CH ₂ COCl, R = CH ₂ CH ₃ , propionil klorida

-C ₆ H ₅ COCl, R = C ₆ H ₅ (benzenov obroč), benzoil klorid

Isti sklep velja za acil fluoride, bromide in jodide. Te spojine se uporabljajo v acilacijskih reakcijah z namenom vključitve RCO kot nadomestka večji molekuli; na primer na benzenski obroč.

- radikalno

Acil lahko na kratko obstaja kot ostanek RCO •, ki izvira iz aldehida. Ta vrsta je zelo nestabilna in je takoj nesorazmerna z alkilnim radikalom in ogljikovim monoksidom:

RC • = O → R • + C≡O

- Kation

Acilna skupina se lahko pojavi tudi kot kation RCO ⁺ in je vmesni element, ki reagira na aciliranje molekule. Ta vrsta vsebuje dve resonančni strukturi, prikazani na spodnji sliki:

Reciklacijske strukture akcila. Vir: Jü

Opazite, kako se pozitivni delni naboj porazdeli med atome ogljika in kisika. Od teh dveh struktur s pozitivnim nabojem na kisik najbolj prevladuje.

- Amidi

Predpostavimo, da namesto atom Cl dajemo amino skupino NH ₂ . Bomo nato amid, RCONH ₂ , RC (O) NH ₂ ali Rc = ONH ₂ . Tako bomo končno spremenili identiteto R in si pridobili družino amidov.

- Aldehidi

Če namesto NH ₂ dajemo atom vodika, bomo dobili aldehid, RCOH ali RCHO. Upoštevajte, da je acilna skupina še vedno prisotna, tudi ko je prešla v pomembno ozadje. Tako aldehidi kot amidi so acilne spojine.

- Ketoni in estri

Nadaljujemo z istim sklepom, lahko nadomestimo H z drugo stransko verigo R, ki bo povzročila keton, RCOR 'ali RC (O) R'. Tokrat je acilna skupina bolj "skrita", saj bi lahko kateri koli od obeh koncev veljal za RCO ali R'CO.

Po drugi strani je R 'lahko tudi nadomeščen z OR', kar povzroči ester, RCOOR '. V estrih je acilna skupina vidna s prostim očesom, ker je na levi strani karbonilne skupine.

- Splošna pripomba

Acilna skupina, prisotna v različnih spojinah. Vir: Jü.

Zgornja slika globalno predstavlja vse, kar je obravnavano v tem razdelku. Akilna skupina je označena z modro barvo in od zgornjega kota, od leve proti desni, imamo: ketone, acil kation, acil radikal, aldehid, estre in amide.

Čeprav je acilna skupina prisotna v teh spojinah, pa tudi v karboksilnih kislinah in tioesterjih (RCO-SR '), ima karbonilna skupina navadno večjo pomembnost pri določanju njenih dipolnih trenutkov. RCO je večje zanimanje, če ga najdemo kot nadomestek ali ko je neposredno pritrjen na kovino (kovinski acili).

RCO ima lahko odvisno od spojine različna imena, kot je razvidno iz pododdelka o acil kloridih. Na primer, CH ₃ je CO znana kot acetil ali etanoil, medtem CH ₃ CH ₂ CO, propionil ali propanoil.

Primeri acilne skupine

Strukturna formula acetil-CoA. Vir: Uporabnik: Bryan Derksen (izvirnik) in DMacks (pogovor) (sprememba barve).

Eden najbolj reprezentativnih primerov acilnih spojin je acetil-CoA (zgornja slika). Upoštevajte, da je takoj prepoznan, ker je poudarjen z modro barvo. Acilna skupina acetil-CoA, kot že ime pove, je acetil, CH ₃ CO. Čeprav se morda ne zdi tako, je ta skupina bistvenega pomena v Krebsovem ciklu našega telesa.

Aminokisline vsebujejo tudi acilno skupino, le da je spet videti neopaženo. Na primer, glicina, NH ₂ CH ₂ COOH, njegova acilna skupina postane NH ₂ CH ₂ CO segmenta , in se imenuje glicil. Medtem, lizina, njegova acilna skupina postane NH ₂ (CH ₂ ) ₄ CHNH ₂ CO, ki se imenuje lizil.

Čeprav o njih običajno ne razpravljajo zelo redno, lahko acilne skupine izvirajo tudi iz anorganskih kislin; to pomeni, da osrednji atom ne mora biti ogljik, ampak je lahko tudi iz drugih elementov. Na primer, acilna skupina je lahko tudi RSO (RS = O), ki izhaja iz sulfonske kisline, ali RPO (RP = O), ki izhaja iz fosfonske kisline.

Reference

1. Morrison, RT in Boyd, R, N. (1987). Organska kemija. 5. izdaja Uredništvo Addison-Wesley Interamericana.
2. Carey F. (2008). Organska kemija. (Šesta izdaja). Mc Graw Hill.
3. Graham Solomons TW, Craig B. Fryhle. (2011). Organska kemija. (10. izdaja.). Wiley Plus.
4. Wikipedija. (2020). Acilna skupina. Pridobljeno: en.wikipedia.org
5. Helmenstine, Anne Marie, dr. (11. februar 2020). Opredelitev in primeri skupine Acyl. Pridobljeno: misel.com
6. Laura Foist. (2020). Acyl Group: Opredelitev in struktura. Študij. Pridobljeno: study.com
7. Steven A. Hardinger. (2017). Ilustrirani glosar organske kemije: skupina Acyl. Pridobljeno: chem.ucla.edu