Les acétals contiennent deux groupes –OR, un groupe –R et un atome –H. Dans les hémiacétals, l'un des groupes -OR des acétals est remplacé par un groupe -OH. C'est la principale différence entre l'acétal et l'hémiacétal.
Les acétals et les hémiacétals sont deux groupes fonctionnels que l'on trouve le plus souvent dans les produits naturels. L'hémiacétal est un composé chimique intermédiaire formé au cours du processus chimique de formation de l'acétal. Par conséquent, ces deux groupes ont une légère différence dans leur structure chimique. En détail, l'atome de carbone central dans ces deux composés est un atome sp3-C lié à quatre liaisons, et sur ces quatre liaisons, un seul type de liaison est différent.
Qu'est-ce que l'acétal ?
Acétal est un groupe fonctionnel où l'atome de carbone central a quatre liaisons; -OR1, -OR2, -R3 et H (où R 1, R2 et R3 sont des fragments organiques). Les deux groupes –OR peuvent être équivalents (acétals symétriques) ou différents (acétal mixte).
Figure 1: Acétal
L'atome de carbone central est dit saturé car il possède quatre liaisons, ce qui donne à l'atome de carbone central une géométrie tétraédrique. Les acétals peuvent être formés à partir d'aldéhydes. La formation d'un acétal peut avoir lieu lorsque le groupe hydroxyle d'un hémiacétal devient protoné pour perdre une molécule d'eau. Le carbocation résultant est alors rapidement attaqué par une molécule d'alcool. Au cours de l'étape finale, la formation d'acétal se termine après avoir reçu un proton de l'alcool. Le mécanisme de formation des acétals peut être expliqué comme suit.
Figure 2: Formation des acétals
De plus, les acétals sont utilisés pour protéger les groupes carbonyles en synthèse organique car ils sont stables avec de nombreux agents oxydants et réducteurs et en hydrolyse en milieu basique.
Exemples
Certains exemples de composés chimiques contenant des groupes fonctionnels acétal sont présentés ci-dessous.
- Diméthoxyméthane: un solvant
- Dioxolane
- Métaldéhyde
- Paraldéhyde
- La plupart des liaisons glycosidiques dans les glucides et autres polysaccharides sont des liaisons acétal.
- La cellulose est un exemple omniprésent de polyacétal.
- Polyoxyméthylène (POM): un polymère de formaldéhyde utilisé comme plastique.
- 1, 1-Diéthoxyéthane (acétaldéhyde diéthylacétal), est un agent aromatisant important dans les boissons distillées.
Qu'est-ce que l'hémiacétal ?
Les hémiacétals sont dérivés d'aldéhydes et le terme hémiacétal vient du mot grec "hémi" qui signifie "moitié".
Figure 3: Hémiacétal
Les hémiacétals peuvent être synthétisés en utilisant plusieurs méthodes; par addition nucléophile d'alcool à un aldéhyde, par addition nucléophile d'alcool à un cation hémiacétal stabilisé par résonance et par hydrolyse partielle d'un acétal.
Figure 4: Formation de l'hémiacétal
La principale caractéristique structurelle d'une molécule d'hémiacétal est d'avoir un atome de carbone central avec quatre liaisons différentes; -OU1 groupe, -R2 groupe, -H groupe et un groupe –OH.
Exemples
La plupart des hémiacétals se trouvent en tant que groupes fonctionnels communs dans les produits naturels. Quelques exemples sont;
- Glucose
- Mycorhizine A
- Thromboxane B2
Quelle est la différence entre l'acétal et l'hémiacétal ?
Le groupe fonctionnel acétal a un atome de carbone hybride sp3 qui est lié à deux groupes –OR, un atome d'hydrogène et un groupe –R. En revanche, l'atome central des hémiacétals contient un atome sp3-C lié à quatre groupes chimiques différents; ce sont -OR, -R, -OH et -H.
Les acétals sont chimiquement stables par rapport aux hémiacétals. Cependant, les acétals s'hydrolysent facilement en leur alcool parent et le composé carbonyle en présence d'acides aqueux. En général, nous considérons généralement les hémiacétals comme des composés chimiques instables, par conséquent, ils ont tendance à former des structures annulaires pour augmenter la stabilité. Dans ce cas, la formation de cycles à 5 ou 6 chaînons est possible, et cela se produit par la réaction entre le groupe -OH avec un groupe carbonyle. Deux exemples d'hémiacétals cycliques sont le glucose et l'aldose.
Résumé - Acétal vs Hémiacétal
Les acétals contiennent deux groupes –OR, un groupe –R et un atome –H. Dans les hémiacétals, l'un des groupes -OR des acétals est remplacé par un groupe -OH. C'est la différence fondamentale entre l'acétal et l'hémiacétal.
