- Structure et caractéristiques du groupe acyle
- Composés et dérivés
- - Chlorures
- - Radical
- - Cation
- - Amides
- - Aldéhydes
- - Cétones et esters
- - Commentaire général
- Exemples de groupe acyle
- Références
Le groupe acyle est un fragment moléculaire qui, en chimie organique, dérive généralement d'acides carboxyliques. Sa formule est RCO, où R est un substituant carbone, alkyle ou aryle, lié de manière covalente directement au groupe carbonyle, C = O. Il ne s'agit généralement que d'une fraction de la structure d'un composé organique, tel qu'une biomolécule.
On dit qu'il dérive d'un acide carboxylique, RCOOH, car il suffira d'éliminer le groupe hydroxyle, OH, pour obtenir le groupe acyle, RCO. A noter que ce groupe comprend une large famille de composés organiques (et inorganiques). Cette famille est généralement connue sous le nom de composés acylés (et non d'asile).
Formule développée du groupe acyle. Source: Su-no-G via Wikipedia.
Dans l'image du haut, nous avons la formule développée du groupe acyle. Il est facile de le reconnaître en observant toute structure moléculaire, car il est toujours situé aux extrémités et est indiqué par le groupe carbonyle. Nous en verrons un exemple dans la molécule d'acétyl-CoA, essentielle pour le cycle de Krebs.
L'incorporation de ce groupe dans une molécule est connue sous le nom de réaction d'acylation. Le groupe acyle fait partie de la routine de travail des synthèses organiques.
Structure et caractéristiques du groupe acyle
La structure du groupe acyle dépend de l'identité de R. L'atome de carbone de ladite chaîne latérale R, ainsi que le C = O auquel il est attaché, se trouvent dans le même plan. Le segment RCO de la première image est donc plat.
Cependant, ce fait pourrait sembler insignifiant s'il n'y avait pas les caractéristiques électroniques de C = O: l'atome de carbone a un léger déficit d'électrons. Cela le rend susceptible d'être attaqué par des agents nucléophiles, riches en électrons. Ainsi, le groupe acyle est réactif, étant un site spécifique où la synthèse organique a lieu.
Composés et dérivés
En fonction des chaînes R ou des atomes placés à droite de RCO, différents composés ou dérivés du groupement acyle sont obtenus.
- Chlorures
Supposons par exemple qu'un atome de chlore soit placé à droite de RCO. Cela remplace maintenant cette sinuosité représentée dans la première image, restant comme: RCOCl. Nous avons donc des dérivés appelés chlorures d'acyle.
Maintenant, en changeant l'identité de R dans RCOCl, nous obtenons plusieurs chlorures d'acyle:
-HCOCl, R = H, chlorure de méthanoyle, composé radicalement instable
-CH 3 COCl, R = CH 3, chlorure d'acétyle
-CH 3 CH 2 COCl, R = CH 2 CH 3, chlorure de propionyle
-C 6 H 5 COCl, R = C 6 H 5 (cycle benzénique), chlorure de benzoyle
Le même raisonnement s'applique aux fluorures, bromures et iodures d'acyle. Ces composés sont utilisés dans des réactions d'acylation, dans le but d'incorporer du RCO en tant que substituant à une molécule plus grande; par exemple, à un cycle benzénique.
- Radical
L'acyle peut exister momentanément sous la forme d'un radical, RCO •, provenant d'un aldéhyde. Cette espèce est très instable et est immédiatement disproportionnée par rapport à un radical alkyle et au monoxyde de carbone:
RC • = O → R • + C≡O
- Cation
Le groupe acyle peut également apparaître sous la forme d'un cation, RCO +, étant un intermédiaire qui réagit pour acyler une molécule. Cette espèce contient deux structures de résonance représentées dans l'image ci-dessous:
Structures de résonance d'acyle cationique. Source: Jü
Remarquez comment la charge partielle positive est répartie entre les atomes de carbone et d'oxygène. De ces deux structures, avec la charge positive sur l'oxygène, c'est la plus prédominante.
- Amides
Supposons maintenant qu'au lieu d'un atome Cl, nous plaçons un groupe amino, NH 2. On aura alors un amide, RCONH 2, RC (O) NH 2 ou RC = ONH 2. Ainsi, en changeant finalement l'identité de R, nous obtiendrons une famille d'amides.
- Aldéhydes
Si au lieu de NH 2 nous plaçons un atome d'hydrogène, nous obtiendrons un aldéhyde, RCOH ou RCHO. Notez que le groupe acyle est toujours présent même lorsqu'il est passé à l'arrière-plan d'importance. Les aldéhydes et les amides sont des composés acylés.
- Cétones et esters
En poursuivant le même raisonnement, on peut substituer H à une autre chaîne latérale R, ce qui donnera naissance à une cétone, RCOR 'ou RC (O) R'. Cette fois, le groupe acyle est plus "caché", car l'une des deux extrémités peut être considérée comme RCO ou R'CO.
D'autre part, R 'peut également être substitué à OR', donnant naissance à un ester, RCOOR '. Dans les esters, le groupe acyle est visible à l'oeil nu car il se trouve sur le côté gauche du groupe carbonyle.
- Commentaire général
Le groupe acyle présent dans divers composés. Source: Jü.
L'image du haut représente globalement tout ce qui est discuté dans cette section. Le groupe acyle est mis en évidence en bleu, et en partant du coin supérieur, de gauche à droite, nous avons: les cétones, le cation acyle, le radical acyle, l'aldéhyde, les esters et les amides.
Bien que le groupe acyle soit présent dans ces composés, ainsi que dans les acides carboxyliques et les thioesters (RCO-SR '), le groupe carbonyle a généralement plus d'importance lors de la définition de ses moments dipolaires. RCO est d'un plus grand intérêt lorsqu'il est trouvé comme substituant, ou lorsqu'il est directement lié à un métal (acyles métalliques).
Selon le composé, RCO peut avoir des noms différents, comme on le voit dans la sous-section sur les chlorures d'acyle. Par exemple, CH 3 CO est appelé acétyle ou éthanoyle, tandis que CH 3 CH 2 CO, propionyle ou propanoyle.
Exemples de groupe acyle
Formule développée de l'acétyl-CoA. Source: Utilisateur: Bryan Derksen (original) et DMacks (discussion) (changement de couleur).
L'un des exemples les plus représentatifs de composés acylés est l'acétyl-CoA (image du haut). Notez qu'il est immédiatement identifié car il est surligné en bleu. Le groupe acyle de l'acétyl-CoA, comme son nom l'indique, est l'acétyle, CH 3 CO. Bien que cela puisse ne pas en avoir l'air, ce groupe est essentiel dans le cycle de Krebs de notre corps.
Les acides aminés contiennent également le groupe acyle, mais, là encore, il a tendance à passer inaperçu. Par exemple, pour la glycine, NH 2 -CH 2 -COOH, son groupe acyle devient le segment NH 2 -CH 2 -CO, et est appelé glycyle. Pendant ce temps, pour la lysine, son groupe acyle devient NH 2 (CH 2) 4 CHNH 2 CO, qui est appelé lysyle.
Bien qu'ils ne soient généralement pas discutés très régulièrement, les groupes acyle peuvent également provenir d'acides inorganiques; c'est-à-dire que l'atome central ne doit pas nécessairement être du carbone, mais peut également être constitué d'autres éléments. Par exemple, un groupe acyle pourrait également être RSO (RS = 0), dérivé de l'acide sulfonique, ou RPO (RP = 0), dérivé de l'acide phosphonique.
Références
- Morrison, RT et Boyd, R, N. (1987). Chimie organique. 5e édition. Éditorial Addison-Wesley Interamericana.
- Carey F. (2008). Chimie organique. (Sixième édition). Mc Graw Hill.
- Graham Solomons TW, Craig B. Fryhle. (2011). Chimie organique. (10e édition.). Wiley Plus.
- Wikipédia. (2020). Groupe acyle. Récupéré de: en.wikipedia.org
- Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (11 février 2020). Définition du groupe acyle et exemples. Récupéré de: thinkco.com
- Laura Foist. (2020). Groupe Acyl: Définition et structure. Étude. Récupéré de: study.com
- Steven A. Hardinger. (2017). Glossaire illustré de chimie organique: groupe acyle. Récupéré de: chem.ucla.edu