Hemiacetaal

Hemiacetalen en hemiketalen zijn stoffen afkomstig van respectievelijk aldehyden en ketonen. Het Griekse woord hèmi betekent half. Deze stoffen worden gesynthetiseerd door additie van een alcohol aan een carbonylgroep.

Structuurformule van een hemiacetaal

Hemiketaal

Wanneer de alcoholgroep is vervangen door een tweede alkoxygroep wordt een acetaal of een ketaal gevormd.

Formule en synthese

Boven: 1-ethoxybutaan-1-ol, een hemiacetaal. Onder: 1,1-diethoxybutaan, een acetaal

De algemene formule van een hemiacetaal is R¹R²C(OH)OR,^[1] waarbij R¹ of R² vaak een waterstof is en R (gebonden aan O) geen waterstof (H).
Terwijl in de IUPAC definitie van een hemiacetaal R¹ of R² wel of niet een waterstof kan zijn, is in een hemiketaal geen van de R-groepen een H. Hemiketalen worden beschouwd als hemiacetalen die geen H R-groepen hebben, dus een onderklasse van de hemiacetalen.^[2]

Vorming van hemiacetalen

Vorming van hemiketalen

Cyclische hemiacetalen en hemiketalen

Ribopyranose	Fructopyranose
Links een lactol van ribose, een cyclische hemiacetaal. Rechts een lactol van fructose, een cyclische hemiketaal.

D-Glucose in waterige oplossing: vorming van een cyclisch hemiacetaal.

Hemiacetalen en hemiketalen zijn in het algemeen onstabiele stoffen. In sommige gevallen echter kunnen stabiele cyclische hemiacetalen en hemiketalen, de lactolen,^[3] snel gevormd worden, speciaal wanneer 5- en 6-ringen mogelijk zijn. In dit geval reageert een intramoleculaire OH-groep met een carbonyl groep. Glucose en vele andere aldosen komen voor als cyclische hemiacetalen, terwijl fructose en vergelijkbare ketosen voorkomen als cyclische hemiketalen.

Synthese

Met organische synthese kunnen hemiacetalen op verschillende manieren bereid worden:

• Nucleofiele additie van een alcohol aan een carbonylgroep of een aldehyde
• Nucleofiele additie van een alcohol aan een door resonantie gestabiliseerd hemiacetaal kation
• Gedeeltelijk hydrolyse van een acetaal