ACYLGRUPPE: STRUKTUR, EGENSKAPER, FORBINDELSER OG DERIVATER - KJEMI - 2026

Den acylgruppe som er et molekylært fragment som i den organiske kjemi vanligvis stammer fra karboksylsyrer. Formelen er RCO, hvor R er en karbon-, alkyl- eller arylsubstituent, kovalent bundet direkte til karbonylgruppen, C = O. Det er vanligvis bare en brøkdel av strukturen til en organisk forbindelse, for eksempel en biomolekyl.

Det sies å være avledet fra en karboksylsyre, RCOOH, fordi den vil være tilstrekkelig til å eliminere hydroksylgruppen, OH, for å oppnå acylgruppen, RCO. Merk at denne gruppen består av en bred familie av organiske (og uorganiske) forbindelser. Denne familien er vanligvis kjent som acylforbindelser (og ikke asyl).

Strukturformel for acylgruppen. Kilde: Su-no-G via Wikipedia.

I det øvre bildet har vi strukturformelen til acylgruppen. Det er lett å gjenkjenne det ved å observere hvilken som helst molekylstruktur, siden den alltid er plassert i endene og er indikert av karbonylgruppen. Et eksempel på dette vil vi se i acetyl-CoA-molekylet, avgjørende for Krebs-syklusen.

Innlemmelsen av denne gruppen i et molekyl er kjent som en acyleringsreaksjon. Acylgruppen er en del av arbeidsrutinen innen organiske synteser.

Oppbygning og egenskaper for acylgruppen

Strukturen til acylgruppen avhenger av identiteten til R. Karbonatomet i nevnte R-sidekjede, så vel som C = O som den er festet til, ligger i samme plan. RCO-segmentet i det første bildet er derfor flatt.

Imidlertid kan dette faktum virke ubetydelig hvis det ikke var for de elektroniske egenskapene til C = O: karbonatomet har et lite elektronunderskudd. Dette gjør det utsatt for angrep fra nukleofile midler, rik på elektron. Dermed er acylgruppen reaktiv, og er et spesifikt sted hvor organisk syntese finner sted.

Forbindelser og derivater

Avhengig av R-kjedene eller atomene som er plassert til høyre for RCO, oppnås forskjellige forbindelser eller derivater av acylgruppen.

- Klorider

Anta for eksempel at et kloratom er plassert til høyre for RCO. Dette erstatter nå sinuositeten som er representert i det første bildet, og blir igjen som: RCOCl. Så vi har derivater som kalles acylklorider.

Nå som vi endrer identiteten til R i RCOCl, får vi flere acylklorider:

-HCOCl, R = H, metanoylklorid, drastisk ustabil forbindelse

-CH ₃ COCI, R = CH ₃ , acetylklorid

CH ₃ CH ₂ COCI, R = CH ₂ CH ₃ , propionylklorid

-C ₆ H ₅ COCI, R = C ₆ H ₅ (benzenring), benzoylklorid

Den samme resonnementet gjelder acylfluorider, bromider og jodider. Disse forbindelsene blir brukt i acyleringsreaksjoner, med det formål å inkorporere RCO som en substituent til et større molekyl; for eksempel til en benzenring.

- Radikal

Acyl kan eksistere øyeblikkelig som en radikal, RCO, som stammer fra en aldehyd. Denne arten er veldig ustabil, og er umiddelbart uforholdsmessig til en alkylradikal og karbonmonoksid:

RC • = O → R • + C≡O

- Kation

Acylgruppen kan også fremstå som en kation, RCO ⁺ , som et mellomprodukt som reagerer på acylat av et molekyl. Denne arten inneholder to resonansstrukturer representert på bildet nedenfor:

Resonansstrukturer av acylkation. Kilde: Jü

Legg merke til hvordan den positive delvise ladningen fordeles mellom karbon- og oksygenatomene. Av de to strukturene, med den positive ladningen på oksygen, er den den mest dominerende.

- Amides

Anta at i stedet for et Cl-atom plasserer vi en aminogruppe, NH ₂ . Vi vil da ha et amid, RCONH ₂ , RC (O) NH ₂ eller RC = ONH ₂ . Dermed endelig å endre identiteten til R, vil vi oppnå en familie av amider.

- Aldehyder

Hvis det i stedet for NH ₂ vi plasserer et hydrogenatom, vil vi få et aldehyd, RCOH eller RCHO. Legg merke til at acylgruppen fremdeles er til stede selv når den har gått inn i bakgrunnen av viktighet. Både aldehyder og amider er acylforbindelser.

- Ketoner og estere

Fortsetter vi med samme resonnement, kan vi erstatte H for en annen sidekjede R, som vil gi opphav til en keton, RCOR 'eller RC (O) R'. Denne gangen er acylgruppen mer "skjult", siden en av de to ender kan betraktes som RCO eller R'CO.

På den annen side kan R 'også erstattes med OR', noe som gir opphav til en ester, RCOOR '. I estere er acylgruppen synlig for det blotte øye fordi den er på venstre side av karbonylgruppen.

- Generell kommentar

Acylgruppen til stede i forskjellige forbindelser. Kilde: Jü.

Toppbildet globalt representerer alt diskutert i denne delen. Acylgruppen er uthevet i blått, og fra øverste hjørne, fra venstre mot høyre, har vi: ketoner, acylkation, acylradikal, aldehyd, estere og amider.

Selv om acylgruppen er til stede i disse forbindelsene, så vel som i karboksylsyrer og tioestere (RCO-SR '), blir karbonylgruppen vanligvis gitt større betydning når de definerer dipolmomentene. RCO er av større interesse når den blir funnet som en substituent, eller når den er direkte festet til et metall (metallacyler).

Avhengig av forbindelsen kan RCO ha forskjellige navn, sett i underavsnittet om acylklorider. For eksempel, CH ₃ er CO kjent som acetyl eller etanoyl, mens CH _3- CH _2- CO, propionyl eller propanoyl.

Eksempler på acylgruppe

Acetyl-CoA strukturell formel. Kilde: Bruker: Bryan Derksen (original) og DMacks (snakk) (fargeendring).

Et av de mest representative eksemplene på acylforbindelser er acetyl-CoA (toppbilde). Legg merke til at den umiddelbart blir identifisert fordi den er uthevet i blått. Av acylgruppen av acetyl-CoA, som navnet tilsier, er acetyl, CH ₃ CO. Selv om det kanskje ikke virker som det, er denne gruppen essensiell i Krebs-syklusen i kroppen vår.

Aminosyrer inneholder også acylgruppen, bare igjen, det har en tendens til å gå upåaktet hen. For eksempel, for glycin, NH ₂ CH ₂ blir -COOH, dens acylgruppe NH ₂ -CH ₂ -CO -segmentet , og kalles glycyl. I mellomtiden, for lysin, dens acylgruppe blir NH ₂ (CH ₂ ) ₄ CHNH ₂ CO, som kalles lysyl.

Selv om det vanligvis ikke diskuteres veldig regelmessig, kan acylgrupper også komme fra uorganiske syrer; det vil si at sentralatomet ikke trenger å være karbon, men kan også være laget av andre elementer. For eksempel kan en acylgruppe også være RSO (RS = O), avledet fra sulfonsyre, eller RPO (RP = O), avledet fra fosfonsyre.

referanser

1. Morrison, RT og Boyd, R, N. (1987). Organisk kjemi. 5. utgave. Redaksjonell Addison-Wesley Interamericana.
2. Carey F. (2008). Organisk kjemi. (Sjette utgave). Mc Graw Hill.
3. Graham Solomons TW, Craig B. Fryhle. (2011). Organisk kjemi. (10. utgave.). Wiley Plus.
4. Wikipedia. (2020). Acylgruppe. Gjenopprettet fra: en.wikipedia.org
5. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (11. februar 2020). Acyl Group Definisjon og eksempler. Gjenopprettet fra: thoughtco.com
6. Laura Foist. (2020). Acyl Group: Definisjon og struktur. Studere. Gjenopprettet fra: study.com
7. Steven A. Hardinger. (2017). Illustrert Ordliste for organisk kjemi: Acylgruppe. Gjenopprettet fra: chem.ucla.edu