Karakteristiska epimerer, träning och exempel



den epimerer de är diastereoisomerer, där endast en av deras achirala centra skiljer sig från den rumsliga konfigurationen; till skillnad från enantiomerer, där alla achirala centra har olika konfigurationer och representerar ett par spegelbilder som inte kan överlappa varandra över varandra.

Resten av diastereoisomererna (t.ex. geometriska isomerer) kan ha mer än två centra med olika konfigurationer. En stor andel av stereoisomerer är därför diastereoisomerer; medan epimrarna är mycket mindre, men inte för det, mindre viktigt.

Antag en struktur med ett skelett av svarta atomer kopplade till bokstäverna A, B, C och D (toppbild). Den prickade linjen representerar spegeln, vilket visar att paret av molekyler ovan inte är enantiomerer, eftersom alla deras chirala centra har samma konfiguration; förutom det första centret, kopplat till bokstäverna B och D.

Molekylen till vänster har bokstaven D som ser till höger, medan molekylens bokstav D till höger ser till vänster. För att veta vad som kommer att vara konfigurationen av var och en måste tillgripa systemet (R-S) av Cahn-Ingold-Prelog.

index

  • 1 Egenskaper hos epimrarna
  • 2 träning
    • 2.1 Tautomerisering
  • 3 exempel
    • 3.1 Glukosanomerer
    • 3.2 Mentholisomerer
  • 4 referenser

Egenskaper hos epimrarna

Epimers huvudkaraktär ligger bara i ett achiralt (eller stereogent) centrum. Att ändra den rumsliga orienteringen av D och B kan resultera i mer stabila eller instabila conformers; det vill säga att rotationerna i de enkla länkarna orsakar att två atomer eller grupper av skrymmande atomer finns eller flyttas bort.

Ur det här perspektivet kan en epimer vara mycket stabilare än den andra. Den som, genom att rotera sina länkar, genererar mer stabila strukturer, blir epimer med den största tendensen att bilda en balans.

Återgå till bokstäverna kan D och B vara mycket volymin, medan C är en liten atom. Då är epimeren till höger stabilare, eftersom D och C som finns till vänster om de två första centren lider av mindre steriskt hinder.

Mikroskopiskt blir detta ett kännetecken för paret av epimerer som beaktas; men makroskopiskt accentueras skillnaderna och slutar exempelvis med smältpunkter, brytningsindex, olika NMR-spektra (förutom många andra egenskaper).

Men inom biologin och reaktioner katalyserade av enzymer är där epimererna differentieras ytterligare; man kan metaboliseras av kroppen, medan den andra inte gör det.

utbildning

Hur bildas epimerer? Genom en kemisk reaktion som kallas epimerisering. Om båda epimrarna inte skiljer sig åt i stor grad av stabilitet upprättas en epimeriseringsjämvikt, vilket bara är en interconversion:

EPA <=> EpB

Där EpA är epimer A och EpB epimer B. Om en av dem är mycket stabilare än den andra kommer den att ha en högre koncentration och orsaka det som kallas mutarotation; det vill säga det kommer att kunna ändra riktningen för en polariserad ljusstråle.

Epimeriseringen kan inte vara en jämvikt, och därför vara irreversibel. I dessa fall erhålles en racemisk blandning av diasteroisomerer EpA / EpB.

Epimerens syntetiska väg varierar beroende på vilka reagens som är involverade, reaktionsmediet och processvariablerna (användning av katalysatorer, tryck, temperatur etc.).

Av denna anledning bör bildandet av varje par epimerer studeras individuellt från de andra; var och en med sina egna kemiska mekanismer och system.

tautomerisering

Bland alla processer av epimerbildning kan tautomeriseringen av två diastereoisomerer betraktas som ett allmänt exempel.

Detta består av en balans där molekylen adopterar en ketonisk (C = O) eller enolisk (C-OH) form. När den ketoniska formen har omvandlats ändras konfigurationen av kolet intill karbonylgruppen (om det är chiralt), vilket alstrar ett par epimerer.

Ett exempel på ovanstående är cis-dekalonen och trans-dekalonparet.

Strukturen av cis-dekalon visas ovan. H-atomer finns i den övre delen av de två ringarna; medan i trans-decalona ligger en ovanför ringarna och den andra är nedanför. Kolet till vänster om C = O-gruppen är det chirala centrumet och därför den som skiljer epimererna.

exempel

Glukosanomerer

I den övre bilden har vi de furana ringarna av de två D-glukosanomererna: a och β. Ur ringarna kan man se att OH-grupperna på kol 1 finns antingen i samma riktning för den intilliggande OH, i a-anomeren eller i motsatta riktningar, som i p-anomeren.

Fisher-projiceringen av båda anomererna (till höger om bilden) gör skillnaden mellan båda epimererna, som i sin tur är anomerer ännu tydligare. Emellertid kan två a-anomerer ha olika rumsliga konfigurationer i en av de andra kolatomerna och därmed vara epimerer.

I C-1 av Fishers projektion för a-anomeren "ser OH-gruppen" till höger, medan i p-anomeren "ser" till vänster.

Mentholisomerer

På bilden har vi alla stereoisomerer av mentolmolekylen. Varje kolumn representerar ett par enantiomerer (observera noga), medan raderna motsvarar diastereomererna.

Så, vad är epimrarna? De måste vara de som knappast skiljer sig i kolets rumsliga ställning.

På (+) - mentol och (-) - neoisomentol är epimerer, och även diastereoisomerer (inte i samma kolumn). Om det observeras i detalj, i båda grupperna -OH och -CH3 De kommer ut ur planet (ovanför ringen), men i (-) - neoisomentolen pekar isopropylgruppen också ut från planet.

Inte bara (+) - mentol är epimer av (-) - neoisomentol, men också (+) - neomenthol. Den senare skiljer sig endast genom att gruppen -CH3 punkter under planet. Andra epimerer är:

-(-) - isomentol och (-) - neomentol

-(+) - isomentol och (+) - neomentol

-(+) - neoisomentol och (-) - neomentol

-(+) - neomentol och (-) - neoisomentol

Dessa stereoisomerer representerar ett praktiskt exempel för att klargöra begreppet epimerer och kan se att från flera diastereoisomerer kan många endast differentieras till ett enda asymmetriskt eller kiralt kol.

referenser

  1. Graham Solomons T.W., Craig B. Fryhle. (2011). Organisk kemi. (10th upplagan.). Wiley Plus.
  2. Carey F. (2008). Organisk kemi (Sjätte upplagan). Mc Graw Hill.
  3. Klassrum Uruguay Educa. (N.D.). Epimerer. Hämtad från: aulas.uruguayeduca.edu.uy
  4. Wikipedia. (2018). Epimer. Hämtad från: en.wikipedia.org/wiki/Epimer
  5. Fray J. M. (2014). Undersökning av epimerformation i amidkopplingsreaktioner: Ett experiment för avancerade grundstudenter. Kemiska institutionen, University of Nottingham, Universitetsparken, Nottingham NG7 2RD, Storbritannien. J. Chem. Educ. 2014, 91, 1, 136-140
  6. Reist & col. (1995). Racemisering, enantiomerisering, diastereomerisering och epimerisering: deras betydelse och farmakologiska betydelse. Chirality 7: 396-400.