Hoe reageert een hemi-acetal in H+/H2O?

[vdslaur]

Is er iemand die onderstaande reactie kan uitleggen? 
 
Zelf zou ik denken dat de hydroxylgroep van het hemi-acetal het proton zal opnemen, waardoor water kan afgesplitst worden.
 
Maar verder heb ik geen idee. 

[Fuzzwood]

Op het moment dat water afsplitst, heb je geen zuurstof meer om het aldehyde te vormen, akkoord? Er is een veel logischere plaats voor de plek van een extra proton. Bedenk ook dat deze reactie zuurgekatalyseerd is.

[vdslaur]

Hmm.. misschien dat de dubbele binding het proton opneemt. Daardoor ontstaat er een C⁺ naast de O en breekt de binding tussen O - C - OH. Die binding valt dan samen met de C⁺ waardoor C=O ontstaat.
 
Als ik dit uitteken bekom ik reeds het rechtse keton.
 
Links bekom ik echter ...C₄-C₅⁺ - OH dus tussen C₄ en C₅ moet nog een dubbele binding komen en die + moet weg. Kan dit met behulp van het water? 

[Fuzzwood]

De zuurstof in de ring heeft ook vrije elektronenparen. Bedenk daar eens iets leuks mee.

[vdslaur]

Dus het eerste deel met dat proton was niet juist? 
 
Ik zou dan denken dat die vrije elektronen het proton gaan opnemen maar dan wordt het O^{+ _} H
 
En dan valt misschien de binding tussen O^{+ _}C^_ OH op die O waardoor we al die open structuur bekomen? 

[Fuzzwood]

Juistem.
 
De stap die jij nu beschrijt levert je de OH groep op aan de ene kant en een geprotoneerd aldehyde aan de andere kant. Verlies van dat extra proton (ik zei al: zuurgekatalyseerd ) levert je de 2e structuur op.
 
Het regeltje wat boven de structuren staat zou ik overigens iets anders verwoorden aangezien je nu kunt lezen dat er water afgesplitst wordt, wat verwarrend werkt. Beter zou er staan: Hemi-acetaal: splitst in waterig milieu in een alcohol- en carbonylfunctie.

[vdslaur]

Ik kom echter geen geprotoneerd aldehyde uit..ik heb immers nog niets met het water gedaan. Wat zal het water doen? 
 
Ik dacht misschien OH^- van water aanvallen op die C⁺ maar dan bekom je een carbonzure functie. 

[Fuzzwood]

Weet je heel erg zeker dat daar een + lading zit? Waar zou die vandaan moeten komen?

[vdslaur]

Die + komt daar omdat ik de binding gesplitst heb dus daar komt die + bij mij vandaan

[Marko]

Misschien is het makkelijk om gewoon het antwoord te geven:
 
Er komt daar inderdaad een + lading op als je de binding met het geprotoneerde O-atoom verbreekt. Op dat moment is er echter nog geen sprake van een C=O groep. Het C-atoom zit met een enkele binding aan een OH-groep vast (rechts op het molecuul).
 
Dát O-atoom kan een H⁺ afsplitsen, en de elektronen aan het carbokation doneren, waardoor een dubbele binding ontstaat. De + lading zit dan echter op de afgesplitste H⁺

[vdslaur]

Hartelijk dank. Nu begrijp ik die stap.
 
Alleen vroeg ik mij nog af wat de functie is van water? Zorgt de OH- van water voor het onttrekken van dat proton van OH? 

[Fuzzwood]

Waar zou je anders een zuur in willen oplossen zodat het een significant aandeel aan vrije H⁺ zal hebben?
 
Overigens is H₂O basisch genoeg om een positieve HO⁺=C groep te deprotoneren.