Jellemző epimerek, képzés és példák



az epimerei ezek diasztereoizomerek, amelyekben csak egy achirális centrumuk különbözik a térbeli konfigurációtól; ellentétben az enantiomerekkel, ahol az összes akirális központ különböző konfigurációval rendelkezik, és tükrözött képeket képvisel, amelyek nem tudnak átfedni egymást a másik felett.

A többi diasztereoizomer (például geometriai izomerek) több mint két, különböző konfigurációjú központtal rendelkezhet. Ezért a sztereoizomerek nagy része diasztereoizomerek; míg az epimerek sokkal kevésbé, de kevésbé fontosak.

Tegyük fel, hogy az A, B, C és D betűkkel összekötött fekete atomok csontváza van (felső kép). A szaggatott vonal a tükörre utal, ami azt mutatja, hogy a fenti molekulacsoport nem enantiomerek, mivel minden királis centrumuk azonos konfigurációjú; kivéve az első központot, amely a B és D betűhöz kapcsolódik.

A bal oldali molekula a jobb oldali D betűvel rendelkezik, míg a jobb oldali molekula D betűje balra néz. Ahhoz, hogy megtudjuk, mi lesz a konfiguráció, mindenképpen a Cahn-Ingold-Prelog rendszerének (R-S) rendszerét kell alkalmazni..

index

  • 1 Az epimerek jellemzői
  • 2 Képzés
    • 2.1 Tautomerizáció
  • 3 Példák
    • 3.1. Glükóz anomerek
    • 3.2 Mentol izomerek
  • 4 Referenciák

Az epimerek jellemzői

Az epimerek fő jellemzője csak egy akirális (vagy sztereogén) központban van. A D és B térbeli tájolásának megváltoztatása stabilabb vagy instabilabb konformereket eredményezhet; vagyis az egyszerű kapcsolatok elforgatása két atomot vagy nagyméretű atomot eredményez, vagy elmozdul.

Ebből a szempontból egy epimer sokkal stabilabb lehet, mint a másik. Az, aki a linkjeik forgatásával stabilabb struktúrákat generál, az epimer lesz a legnagyobb tendenciával, hogy egyensúlyt alakítson ki.

Visszatérve a betűkhöz, D és B nagyon terjedelmes lehet, míg a C egy kis atom. Ekkor a jobb oldalon lévő epimer stabilabb, mivel az első két központ bal oldalán található D és C kevésbé sztérikus akadályt szenved..

Mikroszkóposan ez a vizsgált epimerek párjává válik; de makroszkopikusan a különbségeket kiemelik, és végül például olvadáspontok, törésmutatók, különböző NMR-spektrumok (sok más tulajdonság mellett).

De a biológia és az enzimek által katalizált reakciók területén az epimerek tovább differenciálódnak; az egyik a szervezet által metabolizálható, míg a másik nem.

edzés

Hogyan képződnek az epimerek? Az epimerizációnak nevezett kémiai reakción keresztül. Ha mindkét epimert nem különböznek nagyfokú stabilitásban, akkor létrejön egy epimerizációs egyensúly, ami nem más, mint egy interkonverzió:

EPA <=> EPB

Ha az EpA az epimer A és az EpB az epimer B. Ha az egyikük sokkal stabilabb, mint a másik, akkor nagyobb koncentrációban lesz, és azt, amit mutációnak nevezünk; azaz a polarizált fénysugár irányát megváltoztatja.

Az epimerizáció nem lehet egyensúly, ezért visszafordíthatatlan. Ezekben az esetekben az EpA / EpB diasztereoizomerek racém elegyét kapjuk.

Az epimer szintetikus útvonala változik attól függően, hogy mely reagensek, a reakcióközeg és a folyamatváltozók (katalizátorok, nyomás, hőmérséklet stb.) Függenek..

Ezért az egyes epimerek párjának kialakulását egyedileg kell tanulmányozni a többiektől; mindegyiknek saját kémiai mechanizmusai és rendszerei vannak.

tautomerizációt

Az epimer-képződés valamennyi folyamatában a két diasztereoizomer tautomerizációja általános példa.

Ez olyan egyensúlyból áll, ahol a molekula keton (C = O) vagy enol (C-OH) formát alkalmaz. Amint a ketonformát átalakítottuk, a karbonilcsoporthoz kapcsolódó szénatom konfigurációja (ha királis) változik, és egy pár epimert generál.

A fentiekre példa a cisz-dekalon és a transz-dekalon pár.

A cisz-dekalon szerkezete a fentiekben látható. A H-atomok a két gyűrű felső részén találhatók; míg a transz-decalonában az egyik a gyűrűk felett van, a másik pedig az alábbiakban. A C = O csoport bal oldalán lévő szén a királis központ, és ezért az az, amely megkülönbözteti az epimert.

Példák

Glükóz anomerek

A felső képen a két D-glükóz anomér furános gyűrűi vannak: α és β. A gyűrűkből látható, hogy az 1 szénatomon lévő OH-csoportok a szomszédos OH, az a-anomer vagy az ellentétes irányban azonos irányban vannak, mint a p-anomerben..

Mindkét anométer Fisher-vetületei (a kép jobb oldalán) különbséget tesznek mindkét epimer között, amelyek viszont anomerek még tisztábbak. Két α-anomernek azonban különböző térbeli konfigurációi lehetnek a többi szénatomban, és így epimerek lehetnek..

Fisher α-anomerre vetített C-1-ben az OH-csoport jobbra néz, míg a β-anomer "néz ki" balra.

Mentol izomerek

A képen a mentol molekula összes sztereoizomerje van. Mindegyik oszlop enantiomerpárot képvisel (óvatosan figyeljük), míg a sorok megfelelnek a diasztereomereknek.

Szóval, mi az epimerek? Olyanoknak kell lenniük, amelyek alig különböznek a szén térbeli helyzetében.

A (+) - mentol és a (-) - neoisomentol epimerek, továbbá diasztereoizomerek (nem ugyanabban az oszlopban vannak). Részletesen, mindkét csoportban -OH és -CH3 kilépnek a síkból (a gyűrű fölött), de a (-) - neoisomentolban az izopropilcsoport a síkból is kiderül.

Nem csak a (+) - mentol a (-) - neoisomentol, hanem a (+) - neomentol epimerje. Ez utóbbi csak abban különbözik, hogy a -CH csoport3 pontok a sík alatt. Más epimerek:

-(-) - izomentol és (-) - neomentol

-(+) - izomentol és (+) - neomentol

-(+) - neoisomentol és (-) - neomentol

-(+) - neomentol és (-) - neoisomentol

Ezek a sztereoizomerek gyakorlati példát jelentenek az epimerek fogalmának tisztázására, és azt látják, hogy számos diasztereoizomer közül sokan csak egyetlen aszimmetrikus vagy királis szénsé válhatnak..

referenciák

  1. Graham Solomons T. W., Craig B. Fryhle. (2011). Szerves kémia. (10th kiadás.). Wiley Plus.
  2. Carey F. (2008). Szerves kémia (Hatodik kiadás). Mc Graw-hegy.
  3. Tantermek Uruguay Educa. (N.d.). Epimerek. Lap forrása: aulas.uruguayeduca.edu.uy
  4. Wikipedia. (2018). Epimerje. Lap forrása: en.wikipedia.org/wiki/Epimer
  5. Fray J. M. (2014). Epimer képződés vizsgálata amid-kapcsoló reakciókban: Egy kísérlet a továbbfejlesztett egyetemi hallgatók számára. Kémiai Iskola, Nottinghami Egyetem, University Park, Nottingham NG7 2RD, Egyesült Királyság. J. Chem. Educ. 2014, 91, 1, 136-140
  6. Reist & col. (1995). Racemizáció, enantiomerizáció, diasztereomerizáció és epimerizáció: azok jelentése és farmakológiai jelentősége. Chirality 7: 396-400.