ASYYLIRYHMÄ: RAKENNE, OMINAISUUDET, YHDISTEET JA JOHDANNAISET - KEMIA - 2026

Asyyliryhmä on molekyyli- fragmentti, joka orgaanisessa kemiassa tavallisesti peräisin karboksyylihapoista. Sen kaava on RCO, jossa R on hiili-, alkyyli- tai aryylisubstituentti, joka on kovalenttisesti kytketty suoraan karbonyyliryhmään, C = O. Se on yleensä vain murto-osa orgaanisen yhdisteen, kuten biomolekyylin, rakenteesta.

Sen sanotaan olevan johdettu karboksyylihaposta, RCOOH, koska se riittää eliminoimaan hydroksyyliryhmän, OH, asyyliryhmän RCO saamiseksi. Huomaa, että tämä ryhmä käsittää laajan perheen orgaanisia (ja epäorgaanisia) yhdisteitä. Tämä perhe tunnetaan yleensä asyyliyhdisteinä (eikä turvapaikka).

Asyyliryhmän rakennekaava. Lähde: Su-no-G Wikipedian kautta.

Yläkuvassa meillä on asyyliryhmän rakennekaava. Se on helppo tunnistaa tarkkailemalla mitä tahansa molekyylirakennetta, koska se sijaitsee aina päissä ja on osoitettu karbonyyliryhmällä. Esimerkki tästä näemme asetyyli-CoA-molekyylissä, joka on välttämätöntä Krebs-syklille.

Tämän ryhmän sisällyttäminen molekyyliin tunnetaan asylointireaktiona. Asyyliryhmä on osa orgaanisten synteesien työrutiinia.

Asyyliryhmän rakenne ja ominaisuudet

Asyyliryhmän rakenne riippuu R: n identiteetistä. Mainitun R-sivuketjun hiiliatomi sekä C = O, johon se on kiinnittynyt, ovat samassa tasossa. Siksi ensimmäisen kuvan RCO-segmentti on tasainen.

Tämä tosiasia saattaa kuitenkin vaikuttaa merkityksettömältä, ellei sillä olisi C = O: n elektronisia ominaisuuksia: hiiliatomilla on pieni elektronivaje. Tämän ansiosta se on alttiina elektroneja sisältäville nukleofiilisille aineille. Siten asyyliryhmä on reaktiivinen, koska se on erityinen kohta, jossa tapahtuu orgaanista synteesiä.

Yhdisteet ja johdannaiset

Riippuen R-ketjuista tai atomeista, jotka on sijoitettu RCO: n oikealle puolelle, saadaan asyyliryhmän erilaisia ​​yhdisteitä tai johdannaisia.

- Kloridit

Oletetaan esimerkiksi, että klooriatomi on sijoitettu RCO: n oikealle puolelle. Tämä korvaa nyt ensimmäisessä kuvassa esitetyn sinuositeetin, jäljellä: RCOCl. Joten meillä on johdannaisia, joita kutsutaan asyyliklorideiksi.

Nyt, muuttamalla R: n identiteettiä RCOCl: ssa, saamme useita asyyliklorideja:

-HCOCl, R = H, metanoyylikloridi, dramaattisesti epästabiili yhdiste

CH ₃ COCI, R = CH ₃, asetyylikloridia

CH ₃ CH ₂ COCI, R = CH ₂ CH ₃, propionyylikloridi

C ₆ H ₅ COCI, R = C ₆ H ₅ (bentseenirengas), bentsoyylikloridia

Sama päättely koskee asyylifluorideja, bromideja ja jodideja. Näitä yhdisteitä käytetään asylointireaktioissa tarkoituksena sisällyttää RCO substituenttina suurempaan molekyyliin; esimerkiksi bentseenirenkaaseen.

- radikaali

Asyyli voi esiintyä hetkeksi radikaalina, RCO •, joka on peräisin aldehydistä. Tämä laji on erittäin epävakaa ja on välittömästi suhteeton alkyyliradikaaliin ja hiilimonoksidiin:

RC • = O → R • + C≡O

- Kationi

Asyyliryhmä voi myös esiintyä kationina, RCO ⁺, välituotteena, joka reagoi molekyylin asyloimiseen. Tämä laji sisältää kaksi resonanssirakennetta, jotka on esitetty alla olevassa kuvassa:

Asyylikationiresonanssirakenteet. Lähde: Jü

Huomaa, kuinka positiivinen osavaraus jakautuu hiili- ja happiatomien kesken. Näistä kahdesta rakenteesta, jolla on hapen positiivinen varaus, se on hallitsevin.

- Amideja

Oletetaan nyt, että sen sijaan, Cl-atomi asetamme aminoryhmä, NH ₂. Meillä on sitten amidi, RCONH ₂, RC (O) NH ₂ tai RC = ONH ₂. Siten, lopulta muuttamalla R: n identiteettiä, saamme amidien perheen.

- Aldehydit

Jos sen sijaan NH ₂ asetamme vetyatomi, me aldehydin saamiseksi, RcOH tai RCHO. Huomaa, että asyyliryhmä on edelleen läsnä, vaikka se on siirtynyt tärkeyden taustaan. Sekä aldehydit että amidit ovat asyyliyhdisteitä.

- Ketonit ja esterit

Jatkamalla samaa päättelyä, voimme korvata H: n toisella sivuketjulla R, joka antaa ketonin, RCOR 'tai RC (O) R'. Tällä kertaa asyyliryhmä on enemmän "piilotettu", koska jompaakumpaa päätä voidaan pitää RCO: na tai R'CO: na.

Toisaalta R 'voidaan myös korvata OR: llä, jolloin syntyy esteri, RCOOR'. Estereissä asyyliryhmä on näkyvissä paljaalla silmällä, koska se on karbonyyliryhmän vasemmalla puolella.

- Yleinen kommentti

Asyyliryhmä, joka on läsnä erilaisissa yhdisteissä. Lähde: Jü.

Yläkuva edustaa kaikkea mitä tässä osiossa keskustellaan. Asyyliryhmä on korostettu sinisellä, ja ylhäältä kulmasta, vasemmalta oikealle, meillä on: ketonit, asyylikationi, asyyliradikaali, aldehydi, esterit ja amidit.

Vaikka asyyliryhmää on läsnä näissä yhdisteissä, samoin kuin karboksyylihapoissa ja tioestereissä (RCO-SR '), karbonyyliryhmälle annetaan yleensä enemmän merkitystä sen dipolimomenttien määrittelyssä. RCO on mielenkiintoisempi, kun se löydetään substituenttina tai kun se on kiinnittynyt suoraan metalliin (metalliasyylit).

Yhdisteestä riippuen RCO: lla voi olla erilaisia ​​nimiä, kuten nähdään asyylikloridien alajaksossa. Esimerkiksi, CH ₃ CO tunnetaan asetyyli tai etanoyyli-, kun taas CH ₃ CH ₂ CO, propionyyli tai propanoyyli.

Esimerkkejä asyyliryhmästä

Asetyyli-CoA-rakennekaava. Lähde: Käyttäjä: Bryan Derksen (alkuperäinen) ja DMacks (keskustelu) (värinvaihto).

Yksi edustavimmista esimerkeistä asyyliyhdisteistä on asetyyli-CoA (yläkuva). Huomaa, että se tunnistetaan heti, koska se on korostettu sinisellä. Asyyliryhmä asetyyli-CoA, kuten nimikin kertoo, on asetyyli, CH ₃ CO. Vaikka se ei ehkä näytä siltä, ​​tämä ryhmä on välttämätön kehomme Krebs-syklissä.

Aminohapot sisältävät myös asyyliryhmän, vain taas sillä on taipumus jäädä huomaamatta. Esimerkiksi glysiinin, NH ₂ -CH ₂ -COOH, sen asyyliryhmä tulee NH ₂ -CH ₂ -CO -segmentti, ja on nimeltään glysyyli. Samaan aikaan, lysiinin, sen asyyliryhmä tulee NH ₂ (CH ₂) ₄ CHNH ₂ CO, joka on nimeltään lysyyli.

Vaikka asyyliryhmistä ei yleensä keskustella kovinkaan säännöllisesti, ne voivat myös tulla epäorgaanisista hapoista; ts., keskiatomin ei tarvitse olla hiiltä, ​​vaan se voi olla myös muita elementtejä. Asyyliryhmä voi esimerkiksi olla myös RSO (RS = O), johdettu sulfonihaposta, tai RPO (RP = O), johdettu fosfonihaposta.

Viitteet

1. Morrison, RT ja Boyd, R, N. (1987). Orgaaninen kemia. 5. painos. Toimituksellinen Addison-Wesley Interamericana.
2. Carey F. (2008). Orgaaninen kemia. (Kuudes painos). Mc Graw Hill.
3. Graham Solomons TW, Craig B. Fryhle. (2011). Orgaaninen kemia. (10. painos.). Wiley Plus.
4. Wikipedia. (2020). Asyyliryhmä. Palautettu osoitteesta: en.wikipedia.org
5. Helmenstine, tohtori Anne Marie (11. helmikuuta 2020). Asyyliryhmän määritelmä ja esimerkit. Palautettu osoitteesta: gondo.com
6. Laura Foist. (2020). Acyl-ryhmä: Määritelmä ja rakenne. Tutkimus. Palautettu osoitteesta study.com
7. Steven A. Hardinger. (2017). Kuvitettu orgaanisen kemian sanasto: asyyliryhmä. Palautettu: chem.ucla.edu