Charakteristické epimery, trénink a příklady



epimery jedná se o diastereoizomery, ve kterých se pouze jedno z jejich achirálních center liší od prostorové konfigurace; na rozdíl od enantiomerů, kde všechna achirální centra mají různé konfigurace, a představují dvojici zrcadlových obrazů, které se nemohou překrývat nad ostatními.

Zbytek diastereoizomerů (například geometrické izomery) může mít více než dvě centra s různými konfiguracemi. Velké procento stereoizomerů jsou tedy diastereoizomery; zatímco epimery jsou mnohem méně, ale ne pro to, méně důležité.

Předpokládejme strukturu s kostrou černých atomů spojenou s písmeny A, B, C a D (horní obraz). Tečkovaná čára představuje zrcadlo, které demonstruje, že dvojice molekul výše nejsou enantiomery, protože všechna jejich chirální centra mají stejnou konfiguraci; kromě prvního centra, spojeného s písmeny B a D.

Molekula na levé straně má písmeno D na pravé straně, zatímco písmeno D molekuly vpravo, vlevo. Chcete-li vědět, jaká bude konfigurace každého z nich, musí se uchýlit k systému (R-S) společnosti Cahn-Ingold-Prelog.

Index

  • 1 Charakteristika epimerů
  • 2 Trénink
    • 2.1 Tautomerizace
  • 3 Příklady
    • 3.1 Glukózové anomery
    • 3.2 Izomery mentolu
  • 4 Odkazy

Charakteristika epimerů

Hlavní charakteristika epimérů spočívá pouze v achirálním (nebo stereogenním) centru. Změna prostorové orientace D a B může mít za následek stabilnější nebo nestabilní konformery; to znamená, že rotace jednoduchých vazeb způsobí, že se naleznou dva atomy nebo skupiny objemných atomů nebo se oddělí.

Z tohoto pohledu může být jeden epimer mnohem stabilnější než druhý. Ten, kdo otočením svých článků vytvoří stabilnější struktury, bude epimer s největší tendencí vytvořit rovnováhu.

Vracet se k písmenům, D a B může být velmi objemný, zatímco C je malý atom. Pak je epimer na pravé straně stabilnější, protože D a C nacházející se vlevo od prvních dvou center trpí menší sterickou překážkou.

Mikroskopicky se to stává charakteristikou uvažovaného páru epimérů; ale makroskopicky, rozdíly jsou zvýrazněny a končí, například s bodem tání, indexy lomu, různými NMR spektry (kromě mnoha dalších vlastností).

Ale v oblasti biologie a reakcí katalyzovaných enzymy se epimery dále diferencují; jeden by mohl být metabolizován tělem, zatímco druhý ne.

Školení

Jak se tvoří epimery? Chemickou reakcí zvanou epimerizace. Jestliže se oba epimery neliší ve velkém stupni stability, stanoví se epimerizační rovnováha, která není ničím jiným než interkonverzí:

EpA <=> EpB

Kde EpA je epimer A a EpB epimer B. Jestliže jeden z nich je mnohem stabilnější než druhý, bude mít vyšší koncentraci a způsobí to, co je známo jako mutarotace; to znamená, že bude schopen změnit směr polarizovaného paprsku světla.

Epimerizace nemusí být rovnováha, a proto je nevratná. V těchto případech se získá racemická směs diasteroisomerů EpA / EpB.

Syntetická cesta epimeru se mění v závislosti na tom, která činidla jsou obsažena, reakční prostředí a proměnné procesu (použití katalyzátorů, tlak, teplota atd.)..

Z tohoto důvodu by se tvorba každého páru epimérů měla studovat individuálně od ostatních; každý s vlastními chemickými mechanismy a systémy.

Tautomerizace

Ze všech procesů tvorby epimerů lze za obecný příklad považovat tautomerizaci dvou diastereoizomerů.

To sestává z rovnováhy, kde molekula používá ketonovou (C = O) nebo enolovou (C-OH) formu. Jakmile byla ketonová forma převedena, změní se konfigurace uhlíku sousedícího s karbonylovou skupinou (je-li to chirální) a vytvoří se pár epimérů..

Příkladem výše uvedeného je pár cis-dekalon a trans-dekalon.

Struktura cis-dekalonu je ukázána výše. Atomy H se nacházejí v horní části dvou kruhů; zatímco v trans-dekaloně je jedna nad kruhy a druhá pod ní. Uhlík vlevo od skupiny C = O je chirální centrum, a proto ten, který odlišuje epimery.

Příklady

Anemery glukózy

V horním obrázku máme furanové kruhy dvou D-glukózových anomerů: α a β. Z prstenců je vidět, že OH skupiny na uhlíku 1 se nacházejí buď ve stejném směru sousední OH, v a-anomeru nebo v opačných směrech, jako v p-anomeru..

Fisherovy projekce obou anomerů (vpravo od obrazu) dělají rozdíl mezi oběma epimery, které jsou zase anomery ještě jasnější. Dva a-anomery však mohou mít různé prostorové konfigurace v jednom z dalších uhlíků, a tedy epimery.

V C-1 Fisherovy projekce pro α-anomer, OH skupina "vypadá" doprava, zatímco v β-anomeru "vypadá" vlevo.

Izomery mentolu

Na obrázku máme všechny stereoizomery molekuly mentholu. Každý sloupec představuje pár enantiomerů (pozorně pozorovat), zatímco řádky odpovídají diastereomerům.

Jaké jsou tedy epimery? Musí to být ty, které se v prostorové poloze uhlíku sotva liší.

(+) - mentol a (-) - neoisomentol jsou epimery a navíc diastereoizomery (nejsou ve stejné koloně). Pokud je podrobně pozorováno, v obou skupinách -OH a -CH3 oni vycházejí z letadla (nad prstencem), ale v (-) - neoisomentol isopropyl skupina také ukazuje ven z letadla.

Nejen (+) - menthol je epimer (-) - neoisomentolu, ale také (+) - neomenthol. Ten se liší pouze tím, že skupina -CH3 pod rovinou. Další epimery jsou:

-(-) - isomentol a (-) - neomentol

-(+) - isomentol a (+) - neomentol

-(+) - neoisomentol a (-) - neomentol

-(+) - neomentol a (-) - neoisomentol

Tyto stereoisomery představují praktický příklad pro objasnění pojmu epimeru a mohou vidět, že z několika diastereoizomerů lze mnoho odlišit pouze na jeden asymetrický nebo chirální uhlík..

Odkazy

  1. Graham Solomons T.W., Craig B. Fryhle. (2011). Organická chemie. (10)th vydání.). Wiley Plus.
  2. Carey F. (2008). Organická chemie (Šesté vydání). Mc Graw Hill.
  3. Učebny Uruguay Educa. (s.f.). Epimers Citováno z: aulas.uruguayeduca.edu.uy
  4. Wikipedia. (2018). Epimer. Zdroj: en.wikipedia.org/wiki/Epimer
  5. Fray J. M. (2014). Studium tvorby epimerů v amidových vazebných reakcích: Experiment pro pokročilé vysokoškolské studenty. School of Chemistry, University of Nottingham, University Park, Nottingham NG7 2RD, Spojené království. J. Chem., Educ. 2014, 91, 1, 136-140
  6. Reist & col. (1995). Racemizace, enantiomerizace, diastereomerizace a epimerizace: jejich význam a farmakologický význam. Chirality 7: 396-400.