- hemiacetaler
- Syklisk hemiacetal
- Kjennetegn på anomert karbon og hvordan du gjenkjenner det
- eksempler
- Eksempel 1
- Eksempel 2
- Eksempel 3
- referanser
Det anomere karbonet er et stereosenter som er tilstede i de sykliske strukturer av karbohydrater (mono- eller polysakkarider). Å være et stereosenter, nærmere bestemt en epimer, er to diastereoisomerer avledet fra det, betegnet med bokstavene α og β; dette er anomerer, og er en del av den omfattende nomenklaturen i sukkerens verden.
Hver anomer, a eller β, skiller seg i posisjonen til OH-gruppen til det anomere karbon i forhold til ringen; men i begge deler er det anomere karbonet det samme, og det ligger på samme sted i molekylet. Anomerer er sykliske hemiacetals, et produkt av en intramolekylær reaksjon i den åpne kjeden av sukker. er aldoser (aldehyder) eller ketoser (ketoner).
Stolkonformasjon for β-D-glukopyranose. Kilde: Commons Wikimedia.
Det øvre bildet viser stolkonformasjonen for β-D-glukopyranose. Som det fremgår, består den av en seks-leddet ring, inkludert et oksygenatom mellom karbonatomer 5 og 1; sistnevnte, eller rettere sagt førstnevnte, er det anomere karbonet, som danner to enkeltbindinger med to oksygenatomer.
Hvis du ser nøye, er OH-gruppen festet til karbon 1 orientert over den sekskantede ringen, og det samme gjør CH 2 OH-gruppen (karbon 6). Dette er β-anomeren. Α-anomeren, på den annen side, ville bare skille seg i denne OH-gruppen, som ville være plassert nede i ringen, akkurat som om det var en transdiastereoisomer.
hemiacetaler
Det er nødvendig å fordype litt dypere i begrepet hemiacetals for bedre å forstå og skille anomert karbon. Hemiacetals er et produkt av en kjemisk reaksjon mellom en alkohol og et aldehyd (aldoser) eller en keton (ketoser).
Denne reaksjonen kan være representert ved følgende generelle kjemiske ligning:
ROH + R'CHO => ROCH (OH) R '
Som det kan ses, reagerer en alkohol med et aldehyd for å danne hemiacetal. Hva ville skje hvis både R og R 'tilhører samme kjede? I så fall ville du ha en syklisk hemiacetal, og den eneste mulige måten det kan dannes på er at begge funksjonelle grupper, -OH og -CHO, er til stede i molekylstrukturen.
I tillegg må strukturen bestå av en fleksibel kjede, og med bindinger som er i stand til å lette det nukleofile angrepet av OH mot karbonylkarbonet i CHO-gruppen. Når dette skjer, lukkes strukturen i en fem- eller seks-leddet ring.
Syklisk hemiacetal
Syklisk hemiacetal-dannelse. Kilde: Alejandro Porto
Et eksempel på dannelse av et syklisk hemiacetal for glukosemonosakkarid er vist på bildet over. Det kan sees å bestå av en aldose, med en aldehydgruppe CHO (karbon 1). Dette angripes av OH-gruppen av karbon 5, som indikert av den røde pilen.
Strukturen går fra å være en åpen kjede (glukose), til en pyranøs ring (glukopyranose). Til å begynne med kan det ikke være noe forhold mellom denne reaksjonen og den som nettopp er forklart for hemiacetal; men hvis ringen er nøye observeres, spesielt i C- 5 -OC 1 (OH) -C 2. avsnitt , skal det forstås at den tilsvarer den forventede skjelettet for et hemiacetal.
Karbonatomer 5 og 2 kommer til å representere henholdsvis R og R 'for den generelle ligningen. Siden disse er en del av den samme strukturen, er det da en syklisk hemiacetal (og ringen er nok til å være tydelig).
Kjennetegn på anomert karbon og hvordan du gjenkjenner det
Hvor er det anomere karbonet? I glukose er dette CHO-gruppen, som kan gjennomgå nukleofilt angrep fra OH enten under eller over. Avhengig av angreps orientering, dannes to forskjellige anomerer: α og β, som allerede nevnt.
Derfor er et første kjennetegn som dette karbonet er at i den åpne sukkerkjeden er det den som lider av det nukleofile angrepet; det er, er det CHO-gruppe, for aldoser, eller R 2 C = O-gruppen, for ketoser. Når den sykliske hemiacetal eller ringen er dannet, kan det imidlertid virke som om dette karbonet har forsvunnet.
Det er her andre mer spesifikke egenskaper er funnet å lokalisere den i en hvilken som helst pyranøs eller furanosering av alle karbohydrater:
-Det anomere karbonet er alltid til høyre eller venstre for oksygenatomet som utgjør ringen.
-Selv mer viktig, er det ikke bare knyttet til dette oksygenatom, men også til OH-gruppen, fra CHO eller R 2 C = O.
-Det er asymmetrisk, det vil si at det har fire forskjellige substituenter.
Med disse fire egenskapene er det lett å gjenkjenne anomert karbon ved å se på hvilken som helst "søt struktur."
eksempler
Eksempel 1
β-D-fruktofuranose. Kilde: NEUROtiker (samtale • bidrag)
Over er β-D-fruktofuranose, en syklisk hemiacetal med en fem-leddet ring.
For å identifisere det anomere karbonet, må vi først se på karbonene på venstre og høyre side av oksygenatomet som utgjør ringen. Da er den som er koblet til OH-gruppen det anomere karbonet; som i dette tilfellet allerede er sirklet i rødt.
Dette er den β anomeren fordi OH av den anomeriske karbon er over ringen, som er CH 2- OH-gruppen.
Eksempel 2
Sakkarose. Kilde: NEUROtiker via Wikipedia.
Nå prøver vi å forklare hva som er de anomere karbonstoffene i strukturen til sukrose. Som det fremgår, består det av to monosakkarider kovalent bundet av en glykosidbinding, -O-.
Ringen til høyre er nøyaktig den samme som nettopp er nevnt: β-D-fruktofuranose, bare den er "vendt" til venstre. Det anomere karbonet forblir det samme i det forrige tilfellet, og oppfyller alle egenskapene som kan forventes av det.
På den annen side er ringen til venstre α-D-glukopyranose.
Ved å gjenta den samme anomere karbongjenkjenningsprosedyren, se på de to karbonene på venstre og høyre side av oksygenatomet, blir det funnet at det høyre karbonet er det som er knyttet til OH-gruppen; som deltar i glukosidbindingen.
Derfor er begge anomere karbonatomer forbundet med -O-bindingen, og derfor er de lukket i røde sirkler.
Eksempel 3
Cellulose. Kilde: NEUROtiker
Til slutt foreslås det å identifisere de anomere karbonatene i to glukoseenheter i cellulose. Igjen observeres karbonatene rundt oksygenet i ringen, og det er funnet at i glukoseringen til venstre deltar det anomere karbonet i glykosidbindingen (innelukket i den røde sirkelen).
I glukoseringen til høyre er imidlertid det anomere karbonet til høyre for oksygen, og identifiseres lett fordi det er bundet til oksygenet i glykosidbindingen. Dermed er begge anomere karbonatomer fullt identifisert.
referanser
- Morrison, RT og Boyd, R, N. (1987). Organisk kjemi. 5 ta utgave. Redaksjonell Addison-Wesley Interamericana.
- Carey F. (2008). Organisk kjemi. (Sjette utgave). Mc Graw Hill.
- Graham Solomons TW, Craig B. Fryhle. (2011). Organisk kjemi. Aminer. (10 th edition.). Wiley Plus.
- Rendina G. (1974). Anvendte biokjemiteknikker. Interamericana, Mexico.
- Chang S. (nd). En guide til det anomere karbonet: Hva er et anomert karbon? . Gjenopprettet fra: chem.ucla.edu
- Gunawardena G. (13. mars 2018). Anomerisk kull. Kjemi LibreTexts. Gjenopprettet fra: chem.libretexts.org
- Foist L. (2019). Anomerisk karbon: Definisjon og oversikt. Studere. Gjenopprettet fra: study.com