Anomeriska kolegenskaper och exempel

den anomert kol är en stereocenter närvarande i de cykliska strukturerna av kolhydrater (mono- eller polysackarider). Att vara en stereocenter, mer exakt en epimer, härleder två diastereoisomerer, betecknade med bokstäverna a och β; Dessa är anomererna, och ingår i den omfattande nomenklaturen i sockervärlden.

Varje anomer, a eller p, skiljer sig i läget för OH-gruppen i det anomera kolet i förhållande till ringen; men i båda är det anomera kolet detsamma och ligger på samma plats i molekylen. Anomererna är cykliska hemiacetaler, produkt av en intramolekylär reaktion i den öppna kedjan av sockerarter; är aldoser (aldehyder) eller ketoser (ketoner).

Stolkonformationen för β-D-glukopyranos visas i den övre bilden. Såsom kan ses består den av en ring av sex medlemmar, innefattande en syreatom mellan kolatomerna 5 och 1; den senare eller snarare den första är det anomera kolet, vilket bildar två enkla bindningar med två syreatomer.

Om det observeras i detalj är OH-gruppen bunden till kol 1 orienterad över hexagonalringen, som CH-gruppen₂OH (kol 6). Detta är p-anomeren. A-anomeren skulle å andra sidan skilja sig åt endast i denna OH-grupp, vilken skulle vara belägen nedför ringen, precis som om den var en trans diastereomer.

index

• 1 hemiacetaler
  • 1,1 cyklisk hemiacetal
• 2 Egenskaper för anomert kol och hur man känner igen det
• 3 exempel
  • 3.1 Exempel 1
  • 3.2 Exempel 2
  • 3.3 Exempel 3
• 4 referenser

hemiacetaler

Det är nödvändigt att gå lite djupare in i begreppet hemiacetaler för att bättre förstå och skilja det anomera kolet. Hemiacetaler är produkten av en kemisk reaktion mellan en alkohol och en aldehyd (aldoser) eller en keton (ketoser).

Denna reaktion kan representeras av följande allmänna kemiska ekvation:

ROH + R'CHO => ROCH (OH) R '

Som det kan ses, reagerar en alkohol med en aldehyd för att bilda hemiacetal. Vad skulle hända om både R och R 'tillhör samma kedja? I så fall skulle vi ha en cyklisk hemiacetal, och det enda möjliga sättet att det kan bildas är att båda funktionella grupper, -OH och -CHO, är närvarande i molekylstruktur.

Dessutom bör strukturen bestå av en flexibel kedja och med bindningar som kan underlätta den nukleofila attacken av OH mot kolylkolet i CHO-gruppen. När detta händer stängs strukturen i en ring med fem eller sex medlemmar.

Cyklisk hemiacetal

Ett exempel på bildandet av en cyklisk hemiacetal för glukosmonosackariden visas i den övre bilden. Det kan ses att det består av en aldos med en aldehydgrupp CHO (kol 1). Detta attackeras av OH-gruppen av kol 5, som indikeras av den röda pilen.

Strukturen går från att vara en öppen kedja (glukos) till en pyranosring (glukopyranos). I början kan det inte finnas något samband mellan denna reaktion och den som just förklarats för hemiacetalen; men om ringen följs noggrant, speciellt i avsnitt C⁵-O-C¹(OH) -C², det kommer att uppskattas att detta motsvarar det skelett som förväntas för en hemiacetal.

Kolatomerna 5 och 2 kommer att representera R och R 'i den allmänna ekvationen. Eftersom dessa är en del av samma struktur är det då en cyklisk hemiacetal (och ringen är tillräcklig för att vara uppenbar).

Karakteristik av anomert kol och hur man känner igen det

Var är det anomera kolet? I glukos är detta CHO-gruppen, som kan genomgå nukleofil OH-attack antingen under eller över. Beroende på orienteringen av attacken bildas två olika anomerer: a och p, som redan nämnts.

Därför är en första egenskap som har detta kol, att i den öppna kedjan av socker är den som lider av nukleofilattackan; det vill säga det är CHO-gruppen, för aldoser eller grupp R₂C = O, för ketoserna. Men när den cykliska hemiacetalen eller ringen är bildad, kan detta kol ge intrycket av att ha försvunnit.

Det är här du har andra mer specifika egenskaper för att lokalisera den i någon piranoso eller furanoso ring av alla kolhydrater:

-Det anomera kolet ligger alltid till höger eller vänster om den syreatom som utgör ringen.

-Ännu viktigare är detta inte bara kopplat till denna syreatom, utan också till OH-gruppen, som kommer från CHO eller R₂C = O.

-Det är asymmetriskt, det vill säga det har fyra olika substituenter.

Med dessa fyra egenskaper är det lätt att känna igen anomert kol genom att observera någon "söt struktur".

exempel

Exempel 1

Ovan är β-D-fruktofuranos, en cyklisk hemiacetal med en femledad ring.

För att identifiera det anomera kolet, kolla först kolatomerna på vänster och höger sida av syreatomen som utgör ringen. Sedan är den som är kopplad till OH-gruppen det anomera kolet; som i detta fall redan är innesluten i en röd cirkel.

Detta är p-anomeren, eftersom OH hos det anomera kolet ligger ovanför ringen, som CH-gruppen₂OH.

Exempel 2

Nu försöker vi förklara vilka de anomera kolatomerna i strukturen av sackaros. Som noterat består den av två monosackarider kovalent bundna av en glykosidbindning, -O-.

Ringen till höger är exakt densamma som just nämnts: β-D-fructofuranosa, bara att den är "vänster" till vänster. Det anomera kolet förblir detsamma för det föregående fallet och uppfyller alla egenskaper som man skulle kunna förvänta sig av det.

Å andra sidan är ringen till vänster a-D-glukopyranos.

Upprepa samma procedur för erkännande av det anomera kolet, betraktande de två kolatomerna på den vänstra och högra sidan av syreatomen, det framgår att det rätta kolet är det som är kopplat till OH-gruppen; som deltar i glykosidbindningen.

Därför är båda anomera kolatomerna kopplade med -O-länken, och det är därför de är inneslutna i röda cirklar.

Exempel 3

Slutligen föreslås att man identifierar de anomera kolatomerna i två glukosenheter i cellulosa. Igen observeras kolatomerna runt syret i ringen, och det är uppdagat att i aningen av glukos till vänster deltar det anomera kolet i glykosidbindningen (omsluten i den röda cirkeln).

I den rätta glukosringen är emellertid det anomera kolet till höger om syret, och det är lätt att identifiera eftersom det är bundet till syre av glykosidbindningen. Således är båda anomera kolatomerna fullständigt identifierade.

referenser

1. Morrison, R.T. och Boyd, R, N. (1987). Organisk kemi 5^ta Edition. Redaktionell Addison-Wesley Interamericana.
2. Carey F. (2008). Organisk kemi (Sjätte upplagan). Mc Graw Hill.
3. Graham Solomons T.W., Craig B. Fryhle. (2011). Organisk kemi. Aminer. (10^th upplagan.). Wiley Plus.
4. Rendina G. (1974). Tillämpad biokemi tekniker. Interamericana, Mexiko.
5. Chang S. (s.f.). En guide till det anomera kolet: Vad är ett anomert kol? [PDF]. Hämtad från: chem.ucla.edu
6. Gunawardena G. (13 mars 2018). Anomert kol. Kemi LibreTexts. Hämtad från: chem.libretexts.org
7. Foist L. (2019). Anomerisk kol: Definition och översikt. Study. Hämtad från: study.com