Raksturīgs epimers, apmācība un piemēri



The epimeri tie ir diastereoizomēri, kuros tikai viens no to akirālajiem centriem atšķiras no telpiskās konfigurācijas; atšķirībā no enantiomēriem, kur visiem akirālajiem centriem ir dažādas konfigurācijas, un tie atspoguļo pāris spoguļattēlus, kas nevar pārklāties viens pret otru.

Pārējiem diastereoizomēriem (piemēram, ģeometriskiem izomēriem) var būt vairāk nekā divi centri ar dažādām konfigurācijām. Tādējādi liela daļa stereoizomēru ir diastereoizomēri; kamēr epimēri ir daudz mazāk, bet ne mazāk svarīgi.

Pieņemsim, ka struktūra ar melnu atomu skeletu ir saistīta ar burtiem A, B, C un D (augšējais attēls). Punkta līnija attēlo spoguli, parādot, ka iepriekšminēto molekulu pāris nav enantiomēri, jo visiem to kirālajiem centriem ir tāda pati konfigurācija; izņemot pirmo centru, kas saistīts ar burtiem B un D.

Kreisajā molekulā ir burts D, kas skatās uz labo pusi, bet labās puses molekulas burts D izskatās pa kreisi. Lai uzzinātu, kāda būs katra konfigurācija, jāizmanto Cahn-Ingold-Prelog sistēma (R-S).

Indekss

  • 1 Epimēru raksturojums
  • 2 Apmācība
    • 2.1 Tautomerizācija
  • 3 Piemēri
    • 3.1. Glikozes anomēri
    • 3.2. Mentola izomēri
  • 4 Atsauces

Epimēru raksturojums

Epimēru galvenā iezīme ir tikai asirālā (vai stereogēno) centrā. D un B telpiskās orientācijas maiņa var radīt stabilākus vai nestabilākus konformerus; tas nozīmē, ka vienkāršo saišu rotācija rada divus atomus vai lielo atomu grupas vai pārvietojas prom.

No šī viedokļa viens epimērs var būt daudz stabilāks par otru. Tas, kurš, pagriežot savas saites, rada stabilākas struktūras, būs epimērs ar vislielāko tendenci veidot līdzsvaru.

Atgriežoties pie burtiem, D un B var būt ļoti apjomīgi, bet C ir mazs atoms. Tādā veidā, labajā pusē esošais epimērs ir stabilāks, jo D un C, kas atrasts pa kreisi no pirmajiem diviem centriem, cieš no mazāk steriska traucējuma.

Mikroskopiski tas kļūst par raksturīgo aplūkojamo epimēru pāru; bet makroskopiski atšķirības tiek akcentētas un beidzas, piemēram, ar kušanas punktiem, refrakcijas rādītājiem, dažādiem NMR spektriem (papildus daudzām citām īpašībām)..

Bet bioloģijas un fermentu katalizēto reakciju jomā epimēri ir tālāk diferencēti; cilvēks varētu būt metabolizēts organismā, bet otrs nav.

Apmācība

Kā veidojas epimēri? Ar ķīmisko reakciju, ko sauc par epimerizāciju. Ja abi epimēri atšķiras lielā stabilitātes pakāpē, tiek izveidots epimerizācijas līdzsvars, kas nav nekas cits kā interkonversija:

EpA <=> EpB

Ja EpA ir epimērs A un EpB epimērs B. Ja viens no tiem ir daudz stabilāks par otru, tam būs augstāka koncentrācija un tas izraisīs to, ko sauc par mutarāciju; tas ir, tas varēs mainīt polarizētās gaismas staru virzienu.

Epimimerizācija nevar būt līdzsvara stāvoklis un tādēļ ir neatgriezeniska. Šādos gadījumos tiek iegūts diasteroizomēru EpA / EpB racēmiskais maisījums.

Epimēra sintētiskais ceļš atšķiras atkarībā no iesaistītajiem reaģentiem, reakcijas vides un procesa mainīgajiem (katalizatoru izmantošana, spiediens, temperatūra utt.)..

Šī iemesla dēļ katra epimera pāru veidošanās būtu jāpārbauda atsevišķi no citiem; katram ir savi ķīmiskie mehānismi un sistēmas.

Tautomerizācija

No visiem epimēra veidošanās procesiem divu diastereoizomēru tautomerizāciju var uzskatīt par vispārēju piemēru.

Tas sastāv no bilances, kurā molekula izmanto ketonisko (C = O) vai enolisko (C-OH) formu. Kad ketoniskā forma ir pārvērsta, mainās oglekļa savienojums ar karbonilgrupu (ja tas ir hirāls), radot epimēru pāri.

Piemērs iepriekš minētajam ir cis-dekalona un trans-dekalona pāris.

Cis-dekalona struktūra parādīta iepriekš. H atomi atrodas abu gredzenu augšējā daļā; kamēr trans-decalonā, viens ir virs gredzeniem, bet otrs ir zemāk. Ogleklis, kas atrodas kreisajā pusē no C = O grupas, ir ķirālais centrs, un tāpēc tas, kas atšķir epimērus.

Piemēri

Glikozes anomēri

Augšējā attēlā ir divu D-glikozes anomēru furanous gredzeni: α un β. No gredzeniem var redzēt, ka OH grupas uz oglekļa 1 ir atrodamas tajā pašā virzienā, kur atrodas blakus esošais OH, α-anomērs vai pretēji, tāpat kā β-anomērs.

Abu anomēru Fisher projekcijas (pa labi no attēla) veido atšķirību starp abiem epimēriem, kas savukārt ir vēl skaidrāki. Tomēr diviem α-anomēriem var būt dažādas telpiskās konfigurācijas vienā no citiem oglekļiem un tādējādi ir epimēri.

C-1 Fišera projekcijā α-anomēram OH grupa "izskatās" pa labi, bet β-anomērā "izskatās" pa kreisi.

Mentola izomēri

Attēlā ir visi mentola molekulas stereoizomēri. Katra kolonna ir enantiomēru pāris (uzmanīgi novērot), bet rindas atbilst diastereomēriem.

Tātad, kādi ir epimeri? Tiem jābūt tiem, kas tikko atšķiras oglekļa telpiskajā stāvoklī, ne vairāk.

(+) - mentols un (-) - neoisomentols ir epimēri, turklāt diastereoizomēri (tie nav vienā kolonnā). Detalizēti novērojot abās grupās -OH un -CH3 tie iznāk no plaknes (virs gredzena), bet (-) - neoisomentolā izopropilgrupa norāda arī no plaknes.

Ne tikai (+) - mentols ir (-) - neoisomentola, bet arī (+) - neomentola epimērs. Pēdējais atšķiras tikai ar to, ka grupa -CH3 punkti zem plaknes. Citi epimeri ir:

-(-) - izomentols un (-) - neomentols

-(+) - izomentols un (+) - neomentols

-(+) - neoisomentols un (-) - neomentols

-(+) - neomentols un (-) - neoisomentols

Šie stereoizomēri ir praktisks piemērs, lai noskaidrotu epimēru jēdzienu, un var redzēt, ka no vairākiem diastereoizomēriem daudzus var diferencēt tikai vienā asimetriskā vai kirālā oglekļa veidā..

Atsauces

  1. Graham Solomons T.W., Craig B. Fryhle. (2011). Organiskā ķīmija. (10. \ Tth izdevumā.). Wiley Plus.
  2. Carey F. (2008). Organiskā ķīmija (Sestais izdevums). Mc Graw kalns.
  3. Klases Urugvaja Educa. (s.f.). Epimers Saturs iegūts no: aulas.uruguayeduca.edu.uy
  4. Vikipēdija. (2018). Epimērs. Saturs iegūts no: en.wikipedia.org/wiki/Epimer
  5. Fray J. M. (2014). Epimera veidošanās izpēte amīda savienojuma reakcijās: eksperiments uzlabotiem bakalaura studentiem. Notingemas Universitātes Ķīmijas skola, University Park, Nottingham NG7 2RD, Apvienotā Karaliste. J. Chem. Educ. 2014, 91, 1, 136-140
  6. Reist & col. (1995). Racemizācija, enantiomerizācija, diastereomerizācija un epimerizācija: to nozīme un farmakoloģiskā nozīme. Chirality 7: 396-400.