Α,β-Nezasićeno karbonilno jedinjenje

α,β-Nezasićena karbonilna jedinjenja su organska jedinjenja opšte strukture (O=CR)−C^α=C^β-R.^[1][2] Takva jedinjenja uključuju enone i enale, ali i karboksilne kiseline i odgovarajuće estre i amide. U ovim jedinjenjima, karbonilna grupa je konjugovana sa alkenom (otuda pridev nezasićen). Za razliku od slučaja karbonila bez bočne alkenske grupe, α,β-nezasićena karbonilna jedinjenja su podložna napadu nukleofila na β-ugljeniku. Ovaj obrazac reaktivnosti naziva se vinilognim. Primeri nezasićenih karbonila su akrolein (propenal), mezitil oksid, akrilna kiselina i maleinska kiselina. Nezasićeni karbonili se mogu pripremiti u laboratoriji u aldolnoj reakciji i u Perkinovoj reakciji.

Opšta struktura a,b-nezasićenih karbonilnih jedinjenja.
R₂ & R₄ can also be single hydrogens.

Klasifikacije

α,β-Nezasićena karbonilna jedinjenja mogu se podklasisati prema prirodi karbonilnih i alkenskih grupa.

• Osnovni α,β-nezasićeni karbonili
• 
  Metil vinil keton, najjednostavniji α,β-nezasićeni keton
• 
  Akrolein, najjednostavniji α,β-nezasićeni aldehid
• 
  Metil akrilat, α,β-nezasićeni estar
• 
  Akrilamid, prekursor poliakrilamida
• 
  Maleinska kiselina, α,β-nezasićeni dikarbonil
• 
  Fumarna kiselina, izomerna sa maleinskom kiselinom
• 
  Akriloil hlorid
• 
  Halkon

Akriloil grupa

Struktura akriloil grupe

α,β-Nezasićena karbonilna jedinjenja koja sadrže karbonil konjugovan sa alkenom koji je terminalni ili vinilni, sadrže akriloil grupu (H₂C=CH−C(=O)−); to je acil grupa izvedena iz akrilne kiseline. Preferirani IUPAC naziv za grupu je prop-2-enoil, a poznat je i kao akrilil ili jednostavno (i netačno) kao akril. Jedinjenja koja sadrže akriloil grupu mogu se nazvati „akrilna jedinjenja”.

α,β-Nezasićene kiseline, estri i amidi

α,β-nezasićena kiselina je vrsta α,β-nezasićenog karbonilnog jedinjenja koje se sastoji od alkena konjugovanog sa karboksilnom kiselinom.^[3] Najjednostavniji primer je akrilna kiselina (CH₂=CHCO₂H). Ova jedinjenja su sklona polimerizaciji, što dovodi do velike površine poliakrilatne plastike. Akrilatni polimeri su izvedeni iz, ali ne sadrže akrilatnu grupu.^[4] Karboksilna grupa akrilne kiseline može da reaguje sa amonijakom da bi se formirao akrilamid, ili sa alkoholom da bi se formirao akrilatni estar. Akrilamid i metil akrilat su komercijalno važni primeri α,β-nezasićenih amida i α,β-nezasićenih estara, respektivno. Takođe se lako polimerizuju. Akrilna kiselina, njeni estri i njeni derivati amida sadrže akriloilnu grupu.

α,β-Nezasićeni dikarbonili su takođe česti. Matična jedinjenja su maleinska kiselina i izomerna fumarna kiselina. Maleinska kiselina formira estre, imid i anhidrid, odnosno dietil maleat, maleimid i anhidrid maleinske kiseline. Fumarna kiselina, kao fumarat, je intermedijer u Krebsovom ciklusu limunske kiseline, što je od velikog značaja u bioenergiji.

Enoni

Enon (ili alkenon) je organsko jedinjenje koje sadrži i alkenske i ketonske funkcionalne grupe. U α,β-nezasićenom enonu, alken je konjugovan sa karbonil grupom ketona.^[3] Najjednostavniji enon je metil vinil keton (butenon,CH₂=CHCOCH₃). Enoni se obično proizvode pomoću aldolne kondenzacije ili Knoevenagelove kondenzacije. Neki komercijalno značajni enoni proizvedeni kondenzacijom acetona su mezitil oksid (dimer acetona) i foron i izoforon (trimeri).^[5] U Mejer-Šusterovoma rearanžiranju, početno jedinjenje je propargil alkohol. Drugi metod za pristup α,β-nezasićenim karbonilima je eliminacija selenoksida. Ciklični enoni se mogu pripremiti putem Pauson-Handove reakcije.

Opšta reakcija za aldolnu kondenzaciju između dva karbonilna jedinjenja

Ciklični enoni

Ciklični enoni uključuju ciklopropenon, ciklobutenon,^[6] ciklopentenon, cikloheksenon i cikloheptenon.^[7]

Enali

Enal (ili alkenal) je organsko jedinjenje koje sadrži i alkenske i aldehidne funkcionalne grupe. U α,β-nezasićenom enalu, alken je konjugovan sa karbonil grupom aldehida (formil grupa).^[3] Najjednostavniji enal je akrolein (CH₂=CHCHO). Drugi primeri uključuju cis-3-heksenal (esencija pokošenih travnjaka) i cinamaldehid (esencija cimeta).

• Drugi α,β-nezasićeni karbonili
• 
  E-krotonaldehid, enal koji postoji kao izomer
• 
  Cikloheksenon, uobičajeni ciklični enon
• 
  testosteron, muški polni hormon
• 
  Cimetaldehid, esencija cimeta
• 
  Parahinon, posebno elektrofilni α,β-nezasićeni karbonil
• 
  Enonski kompleks gvožđe trikarbonila
• 
  Skvarinska kiselina

Reakcije α,β-nezasićenih karbonila

α,β-Nezasićeni karbonili su elektrofilni kako na karbonilnom ugljeniku tako i na β-ugljeniku. U zavisnosti od uslova, bilo koje mesto napadaju nukleofili. Dodaci alkenu se nazivaju konjugiranim adicijama. Jedna vrsta adicija konjugata je Majklova adicija, koja se komercijalno koristi u konverziji mezitil oksida u izoforon. Zbog svoje produžene konjugacije, α,β-nezasićeni karbonili su skloni polimerizaciji. U industrijskom obimu, polimerizacija dominira upotrebom α,β-nezasićenih karbonila. Opet zbog njihovog elektrofilnog karaktera, alkenski deo α,β-nezasićenih karbonila je dobar dienofil u Diels-Alderovim reakcijama. Oni se dalje mogu aktivirati Luisovim kiselinama, koje se vezuju za karbonil kiseonik. α,β-Nezasićeni karbonili su dobri ligandi za niskovalentne metalne komplekse, primeri su Fe(bda)(CO)₃ i tris(dibenzilidenaceton)dipaladijum(0).

α,β-Nezasićeni karbonili se lako hidrogenišu. Hidrogenacija može ciljati karbonil ili alken (redukcija konjugata) selektivno, ili obe funkcionalne grupe.

Enoni se podvrgavaju Nazarovljevoj reakciji ciklizacije i Rahat-Karijerovoj reakciji (dimerizacija).

α,β-Nezasićeni tioestri

α,β-Nezasićeni tioestri su intermedijeri u nekoliko enzimskih procesa. Dva istaknuta primera su kumaroil-koenzim A i krotonil-koenzim A. Oni nastaju delovanjem acil-KoA dehidrogenaza.^[8] Flavin adenin dinukleotid (FAD) je neophodan kofaktor.

Bezbednost

Pošto su α,β-nezasićena jedinjenja elektrofili i agensi za alkilovanje, mnoga α,β-nezasićena karbonilna jedinjenja su toksična. Endogeni kolektor glutationa prirodno štiti od toksičnih elektrofila u telu. Neki lekovi (amifostin, N-acetilcistein) koji sadrže tiol grupe mogu zaštititi od takve štetne alkilacije.