Anomēru oglekļa īpašības un piemēri
The anomērs ir stereocentrs, kas atrodas ogļhidrātu (mono vai polisaharīdu) cikliskajās struktūrās. Tā kā tas ir stereocentrs, precīzāk epimērs, no tā izriet divi diastereoizomēri, kas apzīmēti ar burtiem α un β; tie ir anomēri un ir daļa no plašās cukura nomenklatūras.
Katrs anomērs, α vai β, atšķiras no anomēra oglekļa OH grupas pozīcijas attiecībā pret gredzenu; bet abos gadījumos anomērs ir vienāds un atrodas tajā pašā vietā molekulā. Anomēri ir cikliskie pusacetāli, kas ir molekulāras reakcijas produkts atklātā cukura ķēdē; ir aldozes (aldehīdi) vai ketozes (ketoni).
Augšējā attēlā redzams β-D-glikopiranozes krēsla konformācija. Kā redzams, tas sastāv no sešu locekļu gredzena, ieskaitot skābekļa atomu starp oglekli 5 un 1; pēdējā, vai drīzāk pirmā, ir anomēra ogleklis, kas veido divas vienkāršas saites ar diviem skābekļa atomiem.
Detalizēti, OH grupai, kas piestiprināta pie oglekļa 1, ir orientēta virs sešstūra gredzena, tāpat kā CH grupa2OH (ogleklis 6). Tas ir β anomērs. Savukārt α anomērs atšķiras tikai šajā OH grupā, kas atrodas zem gredzena, tāpat kā tas būtu trans-diastereomērs.
Indekss
- 1 Hemiacetales
- 1.1. Cikliskais hemiacetāls
- 2 Anomēra oglekļa īpašības un to atpazīšana
- 3 Piemēri
- 3.1 1. piemērs
- 3.2. 2. piemērs
- 3.3 3. piemērs
- 4 Atsauces
Hemiacetāli
Lai labāk izprastu un atšķirt anomēru oglekli, ir jādodas nedaudz dziļāk hemiacetālu koncepcijā. Hemiacetāli ir ķīmiskas reakcijas rezultāts starp alkoholu un aldehīdu (aldozēm) vai ketonu (ketozēm)..
Šo reakciju var attēlot ar šādu vispārēju ķīmisko vienādojumu:
ROH + R'CHO => ROCH (OH) R '
Kā redzams, spirts reaģē ar aldehīdu, veidojot hemiacetālu. Kas notiks, ja gan R, gan R 'pieder pie vienas ķēdes? Tādā gadījumā mums būtu ciklisks hemiacetāls, un vienīgais iespējamais veids, kā var veidoties, ir tas, ka abas funkcionālās grupas, -OH un -CHO, atrodas molekulārajā struktūrā..
Turklāt struktūrai jābūt elastīgai ķēdei un saitēm, kas spēj veicināt OH nukleofilo uzbrukumu CHO grupas karboniloglēm. Kad tas notiek, struktūra aizveras piecu vai sešu locekļu gredzenā.
Cikliskais hemiacetāls
Augšējā attēlā ir parādīts cikliskas hemiacetāla veidošanās piemērs glikozes monosaharīdam. Ir redzams, ka tas sastāv no aldozes ar CHO aldehīda grupu (ogleklis 1). To uzbrūk 5 oglekļa grupas OH, kā to norāda sarkanā bultiņa.
Struktūra iet no atvērtās ķēdes (glikozes) līdz piranozes gredzenam (glikopiranozei). Sākumā var nebūt sakarības starp šo reakciju un to, kas tikko izskaidrots hemiacetālam; bet, ja gredzens ir rūpīgi novērots, īpaši C sadaļā5-O-C1(OH) -C2, būs saprotams, ka tas atbilst skelets, kas sagaidāms hemiacetālam.
Ogļūdeņraži 5 un 2 atbilst attiecīgi R un R 'vienādojumam. Tā kā tās ir vienas un tās pašas struktūras daļa, tad tas ir ciklisks hemiacetāls (un gredzens ir pietiekams, lai būtu skaidrs).
Anomēru oglekļa īpašības un to atpazīšana
Kur ir anomērs? Glikozes gadījumā tā ir CHO grupa, kas var nokļūt nukleofīlā OH uzbrukumā zem vai virs. Atkarībā no uzbrukuma orientācijas veidojas divi dažādi anomēri: α un β, kā jau minēts.
Tāpēc pirmā iezīme, kurai piemīt šī oglekļa atoma, ir tas, ka atklātā cukura ķēdē ir tāds, kas cieš no nukleofilā uzbrukuma; tas ir, CHO grupa aldozēm vai R grupa2C = O, ketozēm. Tomēr, kad ir izveidojies cikliskais hemiacetāls vai gredzens, šis ogleklis var radīt iespaidu, ka tas ir pazudis.
Tas ir, ja jums ir citas specifiskākas īpašības, lai to atrastu jebkurā ogļhidrātu piranoso vai furanoso gredzenā:
-Anomēra ogleklis vienmēr ir pa labi vai pa kreisi no skābekļa atoma, kas veido gredzenu.
-Vēl svarīgāk tas ir saistīts ne tikai ar šo skābekļa atomu, bet arī uz OH grupu, kas nāk no CHO vai R2C = O.
-Tā ir asimetriska, ti, tai ir četri dažādi aizvietotāji.
Ar šīm četrām īpašībām ir viegli atpazīt anomēru oglekli, ievērojot jebkuru "saldo struktūru"..
Piemēri
1. piemērs
Augstāk ir β-D-frukofuranoze, cikliska hemiacetāla ar piecu locekļu gredzenu.
Lai noteiktu anomēru oglekli, vispirms paskatieties uz oglekļiem, kas atrodas skābekļa atoma kreisajā un labajā pusē. Tad tas, kas ir saistīts ar OH grupu, ir anomērs; kas šajā gadījumā jau ir iekļauts sarkanā aplī.
Tas ir β anomērs, jo anomēra oglekļa OH ir virs gredzena, tāpat kā CH grupa2OH.
2. piemērs
Tagad mēs cenšamies izskaidrot, kuras ir anomātiskās ogles saharozes struktūrā. Kā norādīts, tas sastāv no diviem monosaharīdiem, kas kovalenti saistīti ar glikozīdu saiti, -O-.
Labais gredzens ir tieši tas pats, kas pieminēts: β-D-fruktofuranosa, tikai tas, ka tas ir "pagriezts" pa kreisi. Anomerārais ogleklis saglabājas tāds pats kā iepriekšējā gadījumā, un tas atbilst visām īpašībām, kuras no tā varētu sagaidīt.
No otras puses, gredzens kreisajā pusē ir α-D-glikopiranoze.
Atkārtojot to pašu anomēru oglekļa atpazīšanas procedūru, aplūkojot divus oglekļus, kas atrodas skābekļa atoma kreisajā un labajā pusē, tiek konstatēts, ka pareizais ogleklis ir savienojums ar OH grupu; kas piedalās glikozīdu saitē.
Tāpēc abas anomātiskās ogles ir savienotas ar -O- saiti, un tāpēc tās ir iekļautas sarkanos apļos.
3. piemērs
Visbeidzot, tiek ierosināts identificēt divu glikozes vienību anomātiskos ogles celulozē. Atkal, ogļhidrāti tiek novēroti ap skābekli gredzenā, un konstatēts, ka kreisajā glikozes gredzenā anomēra ogleklis piedalās glikozīdu saitē (iekļauts sarkanajā apli).
Labajā glikozes gredzenā anomēra ogleklis atrodas pa labi no skābekļa, un tas ir viegli identificējams, jo tas ir saistīts ar glikozīdu saites skābekli. Tādējādi abi anomērie ir pilnībā identificēti.
Atsauces
- Morrison, R. T. un Boyd, R, N. (1987). Organiskā ķīmija 5ta Izdevums Redakcija Addison-Wesley Interamericana.
- Carey F. (2008). Organiskā ķīmija (Sestais izdevums). Mc Graw kalns.
- Graham Solomons T.W., Craig B. Fryhle. (2011). Organiskā ķīmija. Amīni (10. \ Tth izdevumā.). Wiley Plus.
- Rendina G. (1974). Lietišķās bioķīmijas metodes. Interamericana, Meksika.
- Chang S. (s.f.). Anomerās oglekļa ceļvedis: kas ir anomēra ogleklis? [PDF] Saturs iegūts no: chem.ucla.edu
- Gunawardena G. (2018. gada 13. marts). Anomēru ogles. Ķīmija LibreTexts. Saturs iegūts no: chem.libretexts.org
- Foist L. (2019). Anomērs ogleklis: definīcija un pārskats. Pētījums. Saturs iegūts no: study.com