Anomeriske karbonegenskaper og eksempler



den anomert karbon er en stereocenter tilstede i sykliske strukturer av karbohydrater (mono eller polysakkarider). Å være en stereocenter, mer eksakt en epimer, kommer fra det to diastereoisomerer, betegnet med bokstavene a og β; disse er anomerer, og er en del av den omfattende nomenklaturen i sukkerverdenen.

Hver anomer, a eller p, varierer i stillingen av OH-gruppen i det anomere karbon i forhold til ringen; men i begge er det anomeriske karbon det samme, og ligger på samme sted i molekylet. Anomerer er sykliske hemiacetaler, produkt av en intramolekylær reaksjon i den åpne kjeden av sukkerarter; er aldoser (aldehyder) eller ketoser (ketoner).

Stolkonformasjonen for β-D-glukopyranose er vist i det øvre bildet. Som det kan sees består det av en ring av seks medlemmer, inkludert et oksygenatom mellom karbonene 5 og 1; sistnevnte, eller rettere, den første er det anomere karbon, som danner to enkle bindinger med to oksygenatomer.

Hvis det observeres i detalj, er OH-gruppen festet til karbon 1 orientert over den sekskantede ringen, som CH-gruppen2OH (karbon 6). Dette er p-anomeren. A-anomeren ville derimot bare avvike i denne OH-gruppen, som ville ligge ned i ringen, akkurat som om den var en trans-diastereomer.

index

  • 1 hemiacetaler
    • 1.1 Cyclisk hemiacetal
  • 2 Kjennetegn på anomert karbon og hvordan man gjenkjenner det
  • 3 eksempler
    • 3.1 Eksempel 1
    • 3.2 Eksempel 2
    • 3.3 Eksempel 3
  • 4 referanser

hemiacetaler

Det er nødvendig å gå litt dypere inn i begrepet hemiacetaler for bedre å forstå og skille mellom det anomere karbon. Hemiacetaler er produktet av en kjemisk reaksjon mellom en alkohol og et aldehyd (aldoser) eller et keton (ketoser).

Denne reaksjonen kan representeres ved følgende generelle kjemiske ligning:

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

Som det kan sees, reagerer en alkohol med et aldehyd for å danne hemiacetalet. Hva ville skje hvis både R og R 'tilhører samme kjede? I så fall ville vi ha en syklisk hemiacetal, og den eneste mulige måten det kan dannes er at både funksjonelle grupper, -OH og -CHO, er tilstede i molekylstrukturen.

I tillegg bør strukturen bestå av en fleksibel kjede og med bindinger som er i stand til å lette det nukleofile angrepet av OH mot karbonylkullet i CHO-gruppen. Når dette skjer, lukkes strukturen i en ring på fem eller seks medlemmer.

Syklisk hemiacetal

Et eksempel på dannelsen av et syklisk hemiacetal for glukosemonosakkaridet er vist i det øvre bildet. Det kan sees at det består av en aldose, med en aldehydgruppe CHO (karbon 1). Dette er angrepet av OH-gruppen av karbon 5, som angitt av den røde pilen.

Strukturen går fra å være en åpen kjede (glukose) til en pyranose ring (glukopyranose). I begynnelsen kan det ikke være noen sammenheng mellom denne reaksjonen og den som nettopp forklares for hemiacetalen; men hvis ringen følges nøye, spesielt i avsnitt C5-O-C-1(OH) -C2, Det vil bli verdsatt at dette tilsvarer skjelettet som forventes for et hemiacetal.

Karbonene 5 og 2 kommer til å representere R og R 'i den generelle ligningen. Siden disse er en del av samme struktur, er det da en syklisk hemiacetal (og ringen er nok til å være tydelig).

Kjennetegn på anomert karbon og hvordan man gjenkjenner det

Hvor er det anomere karbonet? I glukose er dette CHO-gruppen, som kan gjennomgå nukleofilt OH-angrep enten under eller over. Avhengig av angrepets orientering dannes to forskjellige anomerer: a og p, som allerede nevnt.

Derfor er en første egenskap som har dette karbonet, at i den åpne kjeden av sukker er den som lider av det nukleofile angrepet; det vil si, det er CHO-gruppe, for aldoser eller gruppe R2C = O, for ketosene. Men når den sykliske hemiacetalen eller ringen er dannet, kan dette karbon gi inntrykk av å ha forsvunnet.

Det er her du har andre mer spesifikke egenskaper for å finne den i enhver piranoso eller furanoso ring av alle karbohydrater:

-Det anomeriske karbonet er alltid til høyre eller venstre for oksygenatomet som utgjør ringen.

-Enda viktigere er dette ikke bare knyttet til dette oksygenatomet, men også til OH-gruppen, som kommer fra CHO eller R2C = 0.

-Det er asymmetrisk, det vil si, det har fire forskjellige substituenter.

Med disse fire egenskapene er det lett å gjenkjenne anomerisk karbon ved å observere noen "søt struktur".

eksempler

Eksempel 1

Over er β-D-fruktofuranose, et syklisk hemiacetal med en femleddet ring.

For å identifisere det anomeriske karbonet, se først på karbonene på venstre og høyre side av oksygenatomet som utgjør ringen. Deretter er den som er koblet til OH-gruppen det anomere karbonet; som i dette tilfellet allerede er omsluttet i en rød sirkel.

Dette er p-anomeren fordi OH av det anomere karbon er over ringen, som CH-gruppen2OH.

Eksempel 2

Nå prøver vi å forklare hvilke anomeriske karboner i strukturen av sukrose. Som nevnt består den av to monosakkarider kovalent bundet av en glykosidbinding, -O-.

Ringen til høyre er akkurat det samme som bare nevnes: β-D-fructofuranosa, bare at den er "slått" til venstre. Det anomere karbon forblir det samme for det forrige tilfellet, og oppfyller alle egenskaper som forventes av det.

På den annen side er ringen til venstre a-D-glukopyranose.

Ved å gjenta samme fremgangsmåte for anerkjennelse av det anomere karbon, ser man på de to karbonene på venstre og høyre side av oksygenatomet, er det funnet at riktig karbon er det som er koblet til OH-gruppen; som deltar i glykosidbindingen.

Derfor er begge anomere karboner forbundet med -O-lenken, og derfor er de omsluttet i røde sirkler.

Eksempel 3

Endelig foreslås det å identifisere de anomeriske karbonene av to glukoseenheter i cellulose. Igjen blir karbonene observert rundt oksygen i ringen, og det er funnet at i den venstre glukose-ring deltar det anomere karbon i glykosidbindingen (vedlagt i den røde sirkel).

I riktig glukose ring er det anomere karbon imidlertid til høyre for oksygen, og det er lett å identifisere fordi det er bundet til oksygenet av glykosidbindingen. Således er begge anomere karboner fullt identifisert.

referanser

  1. Morrison, R.T. og Boyd, R, N. (1987). Organisk kjemi 5tA Edition. Redaktør Addison-Wesley Interamericana.
  2. Carey F. (2008). Organisk kjemi (Sjette utgave). Mc Graw Hill.
  3. Graham Solomons T.W., Craig B. Fryhle. (2011). Organisk kjemi. Aminer. (10th utgaven.). Wiley Plus.
  4. Rendina G. (1974). Anvendt biokjemi teknikker. Interamericana, Mexico.
  5. Chang S. (s.f.). En guide til det anomere karbonet: Hva er et anomert karbon? [PDF]. Hentet fra: chem.ucla.edu
  6. Gunawardena G. (13. mars 2018). Anomerisk kull. Kjemi LibreTexts. Hentet fra: chem.libretexts.org
  7. Foist L. (2019). Anomerisk karbon: Definisjon og oversikt. Study. Hentet fra: study.com