Karakteristiske epimerer, træning og eksempler



den epimere de er diastereoisomerer, hvor kun en af ​​deres achirale centre adskiller sig fra rumlig konfiguration; i modsætning til enantiomerer, hvor alle de achirale centre har forskellige konfigurationer og repræsenterer et par spejlbilleder, der ikke kan overlappe hinanden over hinanden.

Resten af ​​diastereoisomerne (f.eks. Geometriske isomerer) kan have mere end to centre med forskellige konfigurationer. Derfor er en stor procentdel af stereoisomerer diastereoisomerer; mens epimerne er meget mindre, men ikke for det, mindre vigtige.

Antag en struktur med et skelet af sorte atomer forbundet med bogstaverne A, B, C og D (topbillede). Den stiplede linje repræsenterer spejlet, hvilket viser at parret af molekyler ovenfor ikke er enantiomerer, da alle deres chirale centre har samme konfiguration; bortset fra det første center, der er knyttet til bogstaverne B og D.

Molekylet til venstre har bogstavet D kigget til højre side, mens molekylets bogstav D til højre ser til venstre. For at vide, hvad der vil være konfigurationen af ​​hver enkelt, skal man ty til systemet (R-S) af Cahn-Ingold-Prelog.

indeks

  • 1 Karakteristik af epimerer
  • 2 træning
    • 2.1 Tautomerisering
  • 3 eksempler
    • 3.1 Glucose anomerer
    • 3.2 Mentholisomerer
  • 4 referencer

Karakteristik af epimererne

Epimers hovedkarakteristika ligger kun i et achiralt (eller stereogent) center. Ændring af den rumlige orientering af D og B kan resultere i mere stabile eller ustabile konformatorer; det vil sige, at rotationerne af de enkle links forårsager to atomer eller grupper af klumpede atomer, der skal findes eller at bevæge sig væk.

Fra dette perspektiv kan en epimer være meget stabilere end den anden. Den, der ved at rotere deres links genererer mere stabile strukturer, vil være epimer med den største tendens til at danne balance.

Tilbage til bogstaverne kan D og B være meget voluminøse, mens C er et lille atom. Derefter er epimeren til højre mere stabil, da D og C fundet til venstre for de to første centre lider af en mindre sterisk hindring.

Mikroskopisk bliver dette et karakteristik for det par af epimere, der overvejes; men makroskopisk accentueres forskellene og slutter for eksempel med smeltepunkter, brydningsindekser, forskellige NMR-spektre (ud over mange andre egenskaber).

Men inden for biologi og reaktioner katalyseret af enzymer, er epimerne yderligere differentierede; man kan metaboliseres af kroppen, mens den anden ikke gør det.

uddannelse

Hvordan dannes epimere? Gennem en kemisk reaktion kaldes epimerisering. Hvis begge epimerer ikke adskiller sig i stor grad af stabilitet, etableres en epimeriseringsligevægt, hvilket kun er en interconversion:

Epa <=> EpB

Hvor EpA er epimeren A og EpB epimer B. Hvis en af ​​dem er meget stabilere end den anden, vil den have en højere koncentration og forårsage, hvad der er kendt som en mutarotation; det vil sige, det vil kunne ændre retningen af ​​en polariseret stråle af lys.

Epimeriseringen kan ikke være en ligevægt, og derfor være irreversibel. I disse tilfælde opnås en racemisk blanding af diastereoisomerer EpA / EpB.

Epimerens syntetiske vej varierer afhængigt af, hvilke reagenser der er involveret, reaktionsmediet og procesvariablerne (anvendelse af katalysatorer, tryk, temperatur osv.).

Af denne grund bør dannelsen af ​​hvert par epimerer undersøges individuelt fra de andre; hver med sine egne kemiske mekanismer og systemer.

tautomerisering

Blandt alle processer af epimerdannelse kan tautomeriseringen af ​​to diastereoisomerer betragtes som et generelt eksempel.

Dette består af en balance, hvor molekylet vedtager en ketonisk (C = O) eller enolisk (C-OH) form. Når den ketoniske form er blevet omdannet, ændrer konfigurationen af ​​carbonet, der støder op til carbonylgruppen (hvis den er chiral), frembringelse af et par epimerer.

Et eksempel på det ovennævnte er cis-decalonen og trans-decalon-paret.

Strukturen af ​​cis-decalon er vist ovenfor. H-atomer findes i den øverste del af de to ringe; mens i trans-decalona er en over ringene, og den anden er under. Kulen til venstre for C = O-gruppen er det chirale center, og derfor den der differentierer epimererne.

eksempler

Glucose anomerer

I det øvre billede har vi de furanske ringe af de to D-glucose anomerer: a og β. Fra ringene kan det ses, at OH-grupperne på carbon 1 findes enten i samme retning af den tilstødende OH, i a-anomeren eller i modsatte retninger, som i β-anomeren.

Fisher fremskrivningerne af begge anomerer (til højre for billedet) gør forskellen mellem begge epimerer, som igen er anomerer endnu klarere. Imidlertid kan to a-anomerer have forskellige rumlige konfigurationer i et af de andre carboner og dermed være epimerer.

I C-1 af Fisher's fremskrivning for a-anomeren "ser" OH-gruppen til højre, mens i β-anomeren "ser" til venstre.

Mentholisomerer

På billedet har vi alle stereoisomerer af mentol molekylet. Hver kolonne repræsenterer et par enantiomerer (observere omhyggeligt), mens rækkerne svarer til diastereomererne.

Så hvad er epimerne? De skal være dem, der næsten ikke adskiller sig i den rumlige position af et kulstof.

(+) - menthol og (-) - neoisomentol er epimerer, og desuden er diastereoisomerer (de er ikke i samme kolonne). Hvis det observeres i detaljer, i begge grupper -OH og -CH3 de kommer ud af flyet (over ringen), men i (-) - neoisomentol peger isopropylgruppen også ud af flyet.

Ikke kun (+) - menthol er epimer af (-) - neoisomentol, men også (+) - neomenthol. Sidstnævnte adskiller sig kun ved at gruppen -CH3 punkter under flyet. Andre epimerer er:

-(-) - isomentol og (-) - neomentol

-(+) - isomentol og (+) - neomentol

-(+) - neoisomentol og (-) - neomentol

-(+) - neomentol og (-) - neoisomentol

Disse stereoisomerer repræsenterer et praktisk eksempel for at præcisere begrebet epimerer og kan se, at mange fra forskellige diastereoisomerer kun kan differentieres kun i et enkelt asymmetrisk eller chiralt kulstof.

referencer

  1. Graham Solomons T.W., Craig B. Fryhle. (2011). Organisk kemi. (10th udgave.). Wiley Plus.
  2. Carey F. (2008). Organisk kemi (Sjette udgave). Mc Graw Hill.
  3. Klasseværelser Uruguay Educa. (N.D.). Epimere. Hentet fra: aulas.uruguayeduca.edu.uy
  4. Wikipedia. (2018). Epimer. Hentet fra: en.wikipedia.org/wiki/Epimer
  5. Fray J. M. (2014). Undersøgelse af epimerdannelse i Amide-Koblingsreaktioner: Et eksperiment for Advanced Undergraduate Students. School of Chemistry, University of Nottingham, University Park, Nottingham NG7 2RD, Det Forenede Kongerige. J. Chem. Educ. 2014, 91, 1, 136-140
  6. Reist & col. (1995). Racemisering, Enantiomerisering, Diastereomerisering og Epimerisering: deres Betydning og Farmakologisk Betydning. Kirurgi 7: 396-400.