アセタールには、-R基とa-H原子を持つ基が2つ以上存在する。ヘミアセタールでは、アセタール中の1つ以上の基が-OH基で置換されています。これがアセタール、ヘミアセタールの大きな違いです。

アセタールおよびヘミアセタールは、天然物に含まれる最も一般的な官能基である。ヘミアセタールは、アセタール生成の化学過程で生成される中間体化合物である。そのため、この2つのグループの化学構造は微妙に異なっている。具体的には、両化合物の中心炭素原子はsp3-C原子が4つ結合しており、この4つの結合のうち1つだけが異なる種類の結合である。

カタログ

1. 概要と主な違い 2. アセタールとは 3. ヘミアセタールとは 4. 横並び比較-アセタール、ヘミアセタールの表形式 5. まとめ

アセタールは何ですか？

アセタールとは、中心炭素原子が-OR1、-OR2、-R3、H（ここでR1、R2、R3基は有機フラグメント）の4つの結合を持つ官能基のことである。これら2つまたは2つの基は、互いに等価であっても（対称アセタール）、異なっていても（混合アセタール）よい。

中心炭素原子は4つの結合を持つため飽和しており、中心炭素原子は四面体の形状を持つ。アルデヒドからアセタールを生成することができる。ヘミアセタールの水酸基がプロトン化され、水分子が失われるとアセタールが生成されることがある。その結果、正の炭素イオンは急速にアルコール分子に攻撃される。最終的には、アルコールからプロトンを受け取り、アセタールの生成を完了する。アセタール生成のメカニズムは、次のように説明できる。

また、有機合成では、アセタールはさまざまな酸化還元剤やアルカリ媒体での加水分解によって安定化するため、カルボニル基の保護に使用されます。

例

アセタール官能基を有する化合物の例を以下に挙げる。

• ジメトキシメタン：溶剤
• ジオキソラン
• アセトアルデヒド
• アセトアルデヒド
• 糖質などの多糖類のグリコシド結合は、そのほとんどがアセタール結合である。
• セルロースは、一般的に見られるポリアセタールである。
• ポリオキシメチレン（POM）：プラスチックとして使用されるホルムアルデヒドポリマー。
• 1,1-ジエトキシエタン（アセトアルデヒドジエチルアセタール）は、蒸留飲料の重要な香味料として使用されています。

ヘミアセタールは何ですか？

ヘミカルバゾンはアルデヒド類に由来し、ヘミアセタールの語源はギリシャ語で「半分」を意味する「hemi」である。

ヘミカルバジドは、アルデヒドへのアルコールの求核付加、共鳴安定化ヘミアセタールカチオンへのアルコールの求核付加、アセタールの部分加水分解などの方法で合成することができる。

ヘミアセタール分子の主な構造的特徴は、中心炭素原子上に-OR1基、-R2基、-H基、a-OH基という4種類の結合が存在することである。

例

セミカルバジドは、天然物によく含まれる官能基であり、その例としては次のようなものがある。

• グルコース
• 菌根菌A
• トロンボキサンB2

アセタールとヘミアセタールの違い

アセタール官能基は、sp3混成炭素原子が、水素原子と-R基の2つまたは2つの基と結合している。一方、ヘミアセタールの中心原子にはsp3-C原子があり、4種類の化学基（-OR、-R、-OH、-H）と結合している。

ヘミアセタールに比べ、アセタールは化学的に安定である。しかし、アセタール類は水溶性酸の存在下では容易に親アルコールやカルボニル化合物に加水分解して戻ってしまう。一般にヘミアセタールは不安定な化合物であると考えるのが普通であり、そのため安定性を高めるために環構造を形成する傾向がある。この場合、-OH基とカルボニル基の反応により、5員環や6員環を形成することが可能である。環状ヘミアセタールの例として、グルコースとアルドースがある。

概要 - アセタール vs. ヘミアセタール

アセタールには、-R基とa-H原子を持つ基が2つ以上存在する。ヘミアセタールでは、アセタール中の1つ以上の基が-OH基で置き換えられています。これがアセタール、ヘミアセタールの基本的な違いです。

引用

写真のキャプション

1. “Acetal formation” By akane700 – Own work (CC BY-SA 3.0) via Comm*** Wikimedia  2. “Formation of hemiacetals” By Kupirijo at English Wikipedia (CC BY-SA 3.0) via Comm*** Wikimedia 3. “Generic Acetal” By Jeff Dahl – Own work (Public Domain) via Comm*** Wikimedia 4. “Acetal-2D-skeletal” By Benjah-bmm27 – Own work (Public Domain) via Comm*** Wikimedia