물과 마찬가지로 알코올도 알데히드와 케톤의 카르보닐 탄소에 추가될 수 있습니다. 카르보닐 화합물에 알코올 한 분자를 첨가하면 헤미아세탈 또는 반아세탈이 형성됩니다. 아래 그림과 같이 헤미아세탈에서 탄소는 OH 및 OR 그룹에 직접 연결됩니다.
알코올은 낮은 친핵체이므로 중성 조건에서 헤미아세탈의 형성이 매우 느립니다. 염기성 또는 산성 반응 매체를 사용하면 반응 속도가 향상됩니다.
황산이나 p-톨루엔술폰산과 같은 산 촉매는 양성자를 제공하여 알코올과 상호 작용합니다. 이는 활성 종으로 작용하고 이어서 카르보닐 산소를 양성자화하여 카르보닐 탄소를 강한 친전자성으로 만드는 양성자화된 알코올을 생성합니다. 이제 알코올 분자가 이 카르보닐 탄소를 공격하여 옥소늄 양이온을 형성합니다. 옥소늄 양이온에서 양성자를 잃으면 헤미아세탈이 형성됩니다.
반면, 염기가 있는 경우 알코올은 탈양성자화 반응을 거쳐 음전하를 띤 알콕시드 음이온을 형성합니다. 이 매우 염기성인 음이온은 카르보닐 탄소를 공격합니다. 중간 형태는 다른 알코올 분자에서 양성자를 추출하여 헤미아세탈을 형성합니다.
고리형 헤미아세탈은 수산기와 카르보닐기가 동일한 분자에 존재할 때 형성됩니다. 자연적으로 발생하는 단순 탄수화물은 일반적으로 고리형 헤미아세탈 형태로 존재합니다. 예를 들어, D-글루코스의 α 및 β 아노머 형태는 헤미아세탈 형태입니다.
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