Acetalbildung

Die Acetalbildung (oder Acetalisierung) ist eine chemische Reaktion bei der ein Acetal entsteht. Sie kann auf verschiedene Arten geschehen. Bekannt ist vor allem die Bildung aus Aldehyden. Ein Acetal ist das Kondensationsprodukt aus einem Aldehyd oder Keton und einem oder zwei Alkoholen („Halbacetal“ bzw. „Vollacetal“).

Allgemeine Darstellung

Diese Reaktion ist eine echte Gleichgewichtsreaktion, d. h. das Gleichgewicht kann sowohl weit auf der rechten, als auch weit auf der linken Seite liegen. Die Gleichgewichtslage kann durch Manipulation der Reaktionsbedingungen verändert werden. Das entstehende Wasser kann ständig aus dem Reaktionsgemisch entfernt werden (z. B. durch Destillation) oder der Alkohol wird im Überschuss zugegeben.

Additionsreaktion aus Aldehyden

Aldehyde (Alkanale) reagieren mit Alkanolen zu Halbacetalen. Diese reagieren im sauren Milieu unter Wasseraustritt weiter zu Acetalen.

Bildung von Halb- und Vollacetalen aus Aldehyden

Bei der analogen Reaktion mit Ketonen entstehen Ketale; mit Diolen oder Polyolen bilden sich cyclische Acetale, etwa das Isopropylidenglycerin (Solketal) aus Aceton und Glycerin:

Bildung von Solketal aus Aceton und Glycerin

Reaktionsmechanismus

Nach der initialen Protonierung einer Aldehyd-Funktion durch katalytische Mengen einer geeigneten Säure (z. B. p-TsOH) kann das nun elektrophilere Kohlenstoffatom durch Nukleophile wie z. B. Ethylenglykol angegriffen werden. Das erhaltene Halbacetal kann unter Protonierung und anschließender Wasserspaltung in ein weiteres Oxonium-Ion überführt werden, welches durch den nukleophilen Angriff einer zweiten Alkohol-Funktion ein Vollacetal generiert. Im Falle von Ethylengylkol bildet sich ein zyklisches Acetal, welches häufig als Schutzgruppe von Aldehyden in komplexeren Synthesen eingesetzt wird.^[1]

Additionsreaktion aus Ketonen

Auch aus Ketonen (Alkanone) können Acetale gebildet werden, wobei diese Reaktion jedoch langsamer verläuft als bei Aldehyden bzw. Alkanalen. Die Ketalbildung verläuft analog zur Acetalbildung.

Acetale als Schutzgruppen

Bei der Umwandlung eines Aldehyds oder Ketons in ein Acetal wird die reaktive Carbonylgruppe in eine verhältnismäßig reaktionsträge etherähnliche Einheit überführt. Da die Acetalbildung reversibel ist, macht man sich dies in Synthesen zu Nutze, um Carbonylgruppen vor Umsetzungen zu schützen.

Literatur

• Jonathan Clayden, Nick Greeves und Stuart G. Warren: Organische Chemie. 2. Auflage. Springer, Berlin 2013, ISBN 978-3-642-34715-3.

Weblinks

Wiktionary: Acetalbildung – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen

Einzelnachweise

1. Jonathan Clayden, Nick Greeves, Stuart Warren, Peter Wothers: Organic Chemistry. 9. Auflage. Oxford University Press, New York 2009, ISBN 978-0-19-850346-0, S. 342–347.