Grupo acil: estrutura, características, compostos e derivados - Ciência - 2023

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o grupo acila É um fragmento molecular que, em química orgânica, geralmente é derivado de ácidos carboxílicos. Sua fórmula é RCO, onde R é um substituinte de carbono, alquil ou aril, covalentemente e diretamente ligado ao grupo carbonil, C = O. Geralmente é apenas uma fração da estrutura de um composto orgânico, como uma biomolécula.

Diz-se que é derivado de um ácido carboxílico, RCOOH, porque bastará eliminar o grupo hidroxila, OH, para obter o grupo acila, RCO. Observe que este grupo compreende uma ampla família de compostos orgânicos (e inorgânicos). Esta família é geralmente conhecida como compostos acílicos (e não asilo).

Na imagem superior, temos a fórmula estrutural do grupo acila. É fácil reconhecê-lo observando qualquer estrutura molecular, pois está sempre localizado nas extremidades e é indicado pelo grupo carbonila. Um exemplo disso veremos na molécula de acetil-CoA, essencial para o ciclo de Krebs.

A incorporação desse grupo em uma molécula é conhecida como reação de acilação. O grupo acila faz parte da rotina de trabalho em sínteses orgânicas.

Estrutura e características do grupo acil

A estrutura do grupo acilo depende da identidade de R. O átomo de carbono da referida cadeia lateral R, bem como o C = O ao qual está ligado, encontram-se no mesmo plano. O segmento RCO da primeira imagem é, portanto, plano.

No entanto, esse fato poderia parecer insignificante se não fosse pelas características eletrônicas de C = O: o átomo de carbono tem um ligeiro déficit de elétrons. Isso o torna suscetível ao ataque de agentes nucleofílicos, ricos em elétrons. Assim, o grupo acila é reativo, sendo um local específico no qual ocorrem as sínteses orgânicas.

Compostos e derivados

Dependendo das cadeias R ou dos átomos que são colocados à direita de RCO, diferentes compostos ou derivados do grupo acila são obtidos.

- Cloretos

Suponha, por exemplo, que um átomo de cloro seja colocado à direita de RCO. Isso agora substitui aquela sinuosidade representada na primeira imagem, permanecendo como: RCOCl. Portanto, temos derivados chamados cloretos de acila.

Agora, mudando a identidade de R no RCOCl, obtemos vários cloretos de acila:

-HCOCl, R = H, cloreto de metanoil, composto drasticamente instável

-CH₃COCl, R = CH₃, cloreto de acetila

-CH₃CH₂COCl, R = CH₂CH₃, cloreto de propionil

-C₆H₅COCl, R = C₆H₅ (anel de benzeno), cloreto de benzoil

O mesmo raciocínio se aplica aos fluoretos de acila, brometos e iodetos. Esses compostos são usados em reações de acilação, com o objetivo de incorporar RCO como substituinte em uma molécula maior; por exemplo, a um anel de benzeno.

- Radical

O acil pode existir momentaneamente como um radical, RCO •, originado de um aldeído. Esta espécie é muito instável e é imediatamente desproporcional a um radical alquil e monóxido de carbono:

RC • = O → R • + C≡O

- Cation

O grupo acil também pode ocorrer como um cátion, RCO⁺, sendo um intermediário que reage para acilar uma molécula. Esta espécie contém duas estruturas de ressonância representadas na imagem abaixo:

Observe como a carga parcial positiva é distribuída entre os átomos de carbono e oxigênio. Destas duas estruturas, [R - C≡O⁺], com carga positiva no oxigênio, é o mais predominante.

- Amidas

Suponha agora que em vez de um átomo de Cl colocamos um grupo amino, NH₂. Teremos então uma amida, RCONH₂, RC (O) NH₂ ou RC = ONH₂. Assim, finalmente mudando a identidade de R, obteremos uma família de amidas.

- Aldeídos

Se em vez de NH₂ colocamos um átomo de hidrogênio, obteremos um aldeído, RCOH ou RCHO. Observe que o grupo acila ainda está presente, mesmo quando passou para o segundo plano de importância. Tanto os aldeídos quanto as amidas são compostos de acila.

- Cetonas e ésteres

Continuando com o mesmo raciocínio, podemos substituir H por outra cadeia lateral R, que dará origem a uma cetona, RCOR 'ou RC (O) R'. Desta vez, o grupo acila está mais "escondido", uma vez que qualquer uma das duas extremidades pode ser considerada como RCO ou R'CO.

Por outro lado, R 'também pode ser substituído por OR', dando origem a um éster, RCOOR '. Nos ésteres, o grupo acila é visível a olho nu porque está no lado esquerdo do grupo carbonila.

- Comentário geral

A imagem superior representa globalmente tudo o que é discutido nesta seção. O grupo acila é destacado em azul e, partindo do canto superior, da esquerda para a direita, temos: cetonas, cátion acila, radical acila, aldeído, ésteres e amidas.

Embora o grupo acila esteja presente nesses compostos, assim como nos ácidos carboxílicos e tioésteres (RCO-SR '), o grupo carbonila costuma receber mais importância na definição de seus momentos dipolares. RCO é de maior interesse quando é encontrado como um substituinte, ou quando está diretamente ligado a um metal (acilos de metal).

Dependendo do composto, RCO pode ter nomes diferentes, como visto na subseção sobre cloretos de acila. Por exemplo, CH₃CO é conhecido como acetil ou etanoil, enquanto CH₃CH₂CO, propionil ou propanoil.

Exemplos de grupo acil

Um dos exemplos mais representativos de compostos de acila é acetil-CoA (imagem superior). Observe que ele é imediatamente identificado porque está destacado em azul. O grupo acil de acetil-CoA, como seu nome indica, é acetil, CH₃CO. Embora possa não parecer, este grupo é essencial no ciclo de Krebs do nosso corpo.

Os aminoácidos também contêm o grupo acila, mas, novamente, ele tende a passar despercebido. Por exemplo, para glicina, NH₂-CH₂‐COOH, seu grupo acila se torna o segmento NH₂-CH₂‐CO e é denominado glicil. Enquanto isso, para a lisina, seu grupo acila se torna NH₂(CH₂)₄CHNH₂CO, que é chamado de lisil.

Embora geralmente não sejam discutidos com muita regularidade, os grupos acila também podem vir de ácidos inorgânicos; ou seja, o átomo central não precisa ser carbono, mas também pode ser feito de outros elementos. Por exemplo, um grupo acil também pode ser RSO (RS = O), derivado de ácido sulfônico, ou RPO (RP = O), derivado de ácido fosfônico.

Referências

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