GRUPA ACIL: STRUCTURĂ, CARACTERISTICI, COMPUȘI ȘI DERIVAȚI - CHIMIE - 2025

Grupa acil este un fragment molecular care, în chimia organică, derivă de obicei din acizii carboxilici. Formula sa este RCO, unde R este un substituent carbon, alchil sau arii, legat covalent direct la gruparea carbonil, C = O. De obicei este doar o fracțiune din structura unui compus organic, cum ar fi o biomoleculă.

Se spune că este derivat dintr-un acid carboxilic, RCOOH, deoarece va fi suficient pentru a elimina grupa hidroxil, OH, pentru a obține grupa acil, RCO. Rețineți că acest grup cuprinde o familie largă de compuși organici (și anorganici). Această familie este în general cunoscută sub numele de compuși acilici (și nu de azil).

Formula structurală a grupării acil. Sursa: Su-no-G prin Wikipedia.

În imaginea superioară avem formula structurală a grupării acil. Este ușor să o recunoaștem prin respectarea oricărei structuri moleculare, deoarece este întotdeauna localizată la capete și este indicată de grupul carbonil. Un exemplu în acest sens îl vom vedea în molecula acetil-CoA, esențială pentru ciclul Krebs.

Incorporarea acestei grupe într-o moleculă este cunoscută ca reacție de acilare. Grupul acil face parte din rutina de lucru în sinteze organice.

Structura și caracteristicile grupării acil

Structura grupului acil depinde de identitatea lui R. Atomul de carbon al lanțului lateral R menit, precum și C = O de care este atașat, se află în același plan. Prin urmare, segmentul RCO al primei imagini este plat.

Totuși, acest fapt poate părea nesemnificativ dacă nu ar fi fost pentru caracteristicile electronice ale C = O: atomul de carbon are un ușor deficit de electroni. Acest lucru îl face susceptibil de atac la agenți nucleofili, bogat în electroni. Astfel, grupa acil este reactivă, fiind un loc specific unde are loc sinteza organică.

Compuși și derivați

În funcție de lanțurile R sau de atomii care se plasează în dreapta RCO, se obțin diferiți compuși sau derivați ai grupării acil.

- Cloruri

Să presupunem, de exemplu, că un atom de clor este plasat în dreapta RCO. Aceasta înlocuiește acum acea sinuozitate reprezentată în prima imagine, rămânând astfel: RCOCl. Avem deci derivați numiți cloruri de acil.

Acum, schimbând identitatea R în RCOCl, obținem mai multe cloruri de acil:

-HCOCl, R = H, clorură de metanoil, compus instabil drastic

CH ₃ COCI, R = CH ₃ , clorură de acetil

CH ₃ CH ₂ COCI, R = CH ₂ CH ₃ , clorură de propionil

-C ₆ H ₅ COCI, R = C ₆ H ₅ (benzen inel), clorură de benzoil

Același raționament se aplică fluorurilor de acil, bromurilor și iodurilor. Acești compuși sunt folosiți în reacțiile de acilare, cu scopul de a încorpora RCO ca un substituent la o moleculă mai mare; de exemplu, la un inel de benzen.

- Radical

Acilul poate exista momentan ca un radical RCO •, originar dintr-o aldehidă. Această specie este foarte instabilă și este imediat disproporționată față de un radical alchil și monoxid de carbon:

RC • = O → R • + C≡O

- Cation

Grupul acil poate apărea, de asemenea, ca un cation, RCO ⁺ , fiind un intermediar care reacționează la acilarea unei molecule. Această specie conține două structuri de rezonanță reprezentate în imaginea de mai jos:

Structuri de rezonanță cationică acilică Sursa: Jü

Observați cum încărcarea parțială pozitivă este distribuită între atomii de carbon și oxigen. Dintre aceste două structuri, cu încărcarea pozitivă pe oxigen, este cea mai predominantă.

- Amide

Acum , să presupunem că în locul unui atom de CI plasăm o grupare amino, NH ₂ . Vom avea atunci o amidă, RCONH ₂ , RC (O) NH ₂ sau RC = ONH ₂ . Astfel, schimbând în sfârșit identitatea lui R, vom obține o familie de amide.

- Aldehide

Dacă în loc de NH ₂ am loc un atom de hidrogen, vom obține o aldehidă, RCOH sau RCHO. Rețineți că grupa acil este încă prezentă chiar și atunci când a trecut pe fundalul importanței. Atât aldehidele cât și amidele sunt compuși acilici.

- Cetone și esteri

Continuând cu același raționament, putem substitui H cu un alt lanț lateral R, care va da naștere la o cetonă, RCOR 'sau RC (O) R'. De data aceasta grupa acil este mai „ascunsă”, deoarece unul dintre cele două capete ar putea fi considerat RCO sau R'CO.

Pe de altă parte, R 'poate fi înlocuit și cu OR', dând naștere unui ester, RCOOR '. În esteri, grupa acil este vizibilă cu ochiul liber, deoarece se află în partea stângă a grupării carbonil.

- Comentariu general

Grupul acil prezent în diferiți compuși. Sursa: Jü.

Imaginea de sus reprezintă la nivel global tot ce este discutat în această secțiune. Grupul acil este evidențiat în albastru, și pornind din colțul superior, de la stânga la dreapta, avem: cetone, cation acilic, radical acil, aldehidă, esteri și amide.

Deși gruparea acil este prezentă în acești compuși, precum și în acizii carboxilici și tioesteri (RCO-SR '), grupei carbonil este de obicei acordată mai multă importanță atunci când definește momentele dipolului. RCO are un interes mai mare atunci când se găsește ca substituent sau când este atașat direct la un metal (aciluri metalice).

În funcție de compus, RCO poate avea diferite denumiri, așa cum se vede în subsecțiunea referitoare la clorurile de acil. De exemplu, CH ₃ CO este cunoscut ca acetil sau etanoil, în timp ce CH ₃ CH ₂ CO, propionil sau propanoil.

Exemple de grupare acil

Formula structurală acetil-CoA. Sursa: Utilizator: Bryan Derksen (original) și DMacks (discuție) (schimbare de culoare).

Unul dintre cele mai reprezentative exemple de compuși acilici este acetil-CoA (imaginea de sus). Rețineți că este identificat imediat, deoarece este evidențiat în albastru. Gruparea acil-CoA acetil, așa cum sugerează și numele, este acetil, CH ₃ CO. Deși poate nu pare, acest grup este esențial în ciclul Krebs al corpului nostru.

Aminoacizii conțin și gruparea acil, numai că, din nou, tinde să treacă neobservată. De exemplu, pentru glicină, NH ₂ CH ₂ -COOH, gruparea acil devine NH ₂ - CH ₂ - CO segment , și se numește glicil. Intre timp, pentru lizină, gruparea acil devine NH ₂ (CH ₂ ) ₄ CHNH ₂ CO, care se numește lizil.

Deși nu sunt discutate de regulă foarte regulat, grupările acil pot proveni și din acizi anorganici; adică atomul central nu trebuie să fie carbon, ci poate fi realizat și din alte elemente. De exemplu, o grupare acil poate fi, de asemenea, RSO (RS = O), derivată din acidul sulfonic, sau RPO (RP = O), derivată din acid fosfonic.

Referințe

1. Morrison, RT și Boyd, R, N. (1987). Chimie organica. Ediția a V-a. Editorial Addison-Wesley Interamericana.
2. Carey F. (2008). Chimie organica. (Ediția a șasea). Mc Graw Hill.
3. Graham Solomons TW, Craig B. Fryhle. (2011). Chimie organica. (Ediția a 10-a.) Wiley Plus.
4. Wikipedia. (2020). Acyl group. Recuperat de la: en.wikipedia.org
5. Helmenstine, Anne Marie, doctorat. (11 februarie 2020). Definiția și exemplele grupului Acyl. Recuperat de la: thinkco.com
6. Laura Foist. (2020). Acyl Group: definiție și structură. Studiu. Recuperat din: studiu.com
7. Steven A. Hardinger. (2017). Glosar ilustrat de chimie organică: grup acil. Recuperat din: chem.ucla.edu