Карактеристике и примери аномерног угљеника



Тхе аномерни угљеник је стереоцентар присутан у цикличним структурама угљених хидрата (моно или полисахариди). Бити стереоцентар, тачније епимер, из њега проистичу два дијастереоизомера, означена словима α и β; то су аномери и дио су опсежне номенклатуре у свијету шећера.

Сваки аномер, а или β, разликују се у положају ОХ групе аномерног угљеника у односу на прстен; али у оба, аномерни угљеник је исти и налази се на истом месту у молекулу. Аномери су циклични хемиацетали, продукт интрамолекуларне реакције у отвореном ланцу шећера; су алдозе (алдехиди) или кетозе (кетони).

Конформација столице за β-Д-глукопиранозу приказана је на горњој слици. Као што се може видети, он се састоји од прстена од шест чланова, укључујући атом кисеоника између угљеника 5 и 1; ово друго, или боље речено, прво, је аномерни угљеник, који формира две једноставне везе са два атома кисеоника.

Ако се детаљно посматра, ОХ група везана за угљеник 1 је оријентисана изнад хексагоналног прстена, као ЦХ група2ОХ (угљеник 6). Ово је β аномер. Са друге стране, α-аномер би се разликовао само у овој ОХ групи, која би се налазила низ прстен, као да је транс диастереомер..

Индек

  • 1 Хемиацеталес
    • 1.1 Циклични хемиацетал
  • 2 Карактеристике аномерног угљеника и како га препознати
  • 3 Примери
    • 3.1 Пример 1
    • 3.2 Пример 2
    • 3.3 Пример 3
  • 4 Референце

Хемиацеталс

Неопходно је ићи мало дубље у концепт хемиацетала како би боље разумели и разликовали аномерни угљеник. Хемицетали су производ хемијске реакције између алкохола и алдехида (алдоза) или кетона (кетоза).

Ова реакција се може представити следећом општом хемијском једначином:

РОХ + Р'ЦХО => РОЦХ (ОХ) Р '

Као што се може видети, алкохол реагује са алдехидом да формира хемиацетал. Шта би се десило ако и Р и Р 'припадају истом ланцу? У том случају, ми бисмо имали циклични хемиацетал, а једини могући начин да се формира је да су и функционалне групе, -ОХ и -ЦХО, присутне у молекуларној структури..

Поред тога, структура треба да се састоји од флексибилног ланца, и са везама способним да олакшају нуклеофилни напад ОХ према карбонилном угљенику ЦХО групе. Када се то догоди, структура се затвара у кругу од пет или шест чланова.

Циклични хемиацетал

Пример формирања цикличног хемиацетала за глукозни моносахарид приказан је на горњој слици. Може се видети да се састоји од алдозе, са алдехидном групом ЦХО (угљеник 1). Ово је нападнуто ОХ групом угљеника 5, као што је назначено црвеном стрелицом.

Структура иде од отвореног ланца (глукоза) до пиранског прстена (глукопираноза). На почетку можда не постоји веза између ове реакције и оне која је управо објашњена за хемиацетал; али ако је прстен пажљиво посматран, посебно у делу Ц5-О-Ц1(ОХ) -Ц2, цениће се да ово одговара скелету који се очекује за хемиацетал.

Угљици 5 и 2 представљају Р и Р 'опште једнаџбе. Пошто су они део исте структуре, онда је то циклични хемиацетал (а прстен је довољан да буде очигледан).

Карактеристике аномерног угљеника и како га препознати

Где је аномерни угљеник? У глукози, ово је ЦХО група, која може проћи кроз нуклеофилни ОХ напад испод или изнад. У зависности од оријентације напада, формирају се два различита аномера: α и β, као што је већ поменуто.

Према томе, прва особина која има овај угљеник је да у отвореном ланцу шећера постоји онај који пати од нуклеофилног напада; то јест, то је ЦХО група, за алдозе или групу Р2Ц = О, за кетозе. Међутим, када се формира циклични хемиацетал или прстен, овај угљеник може да остави утисак да је нестао.

Ово је место где имате друге специфичне карактеристике да бисте га пронашли у сваком пираносо или фураносо прстену свих угљених хидрата:

-Аномерни угљеник је увек десно или лево од атома кисеоника који сачињава прстен.

-Још важније, ово је повезано не само са овим атомом кисеоника, већ и са ОХ групом, која долази из ЦХО или Р2Ц = О.

-Она је асиметрична, односно има четири различита супституента.

Са ове четири карактеристике, лако је препознати аномерни угљеник посматрањем било које "слатке структуре".

Примери

Пример 1

Изнад је β-Д-фруктофураноза, циклични хемиацетал са петочланим прстеном.

Да бисте идентификовали аномерни угљеник, прво погледајте угљенике на левој и десној страни атома кисеоника који чине прстен. Затим, онај који је везан за ОХ групу је аномерни угљеник; који је у овом случају већ затворен у црвени круг.

Ово је β аномер, јер је ОХ аномерног угљеника изнад прстена, као ЦХ група2ОХ.

Пример 2

Сада покушавамо да објаснимо која су аномерна угљена у структури сахарозе. Као што је наведено, састоји се од два моносахарида ковалентно везана гликозидном везом, -О-.

Прстен на десној страни је управо онај који смо управо поменули: β-Д-фруктофураноса, само да је "окренут" лево. Аномерни угљеник остаје исти за претходни случај и задовољава све карактеристике које се од њега очекују.

С друге стране, прстен са леве стране је а-Д-глукопираноза.

Понављајући исту процедуру препознавања аномерног угљеника, посматрајући два угљеника на левој и десној страни атома кисеоника, нађено је да је десни угљеник онај који је повезан са ОХ групом; који учествује у гликозидној вези.

Дакле, оба аномерна угљена су повезана преко -О- везе, и зато су затворени у црвене кругове.

Пример 3

На крају, предложено је да се идентификују аномерни угљеници две глукозне јединице у целулози. Опет, угљеници се посматрају око кисеоника унутар прстена, и нађено је да у прстену глукозе са леве стране аномерни угљеник учествује у гликозидној вези (затвореној у црвеном кругу)..

У десном прстену глукозе, међутим, аномерни угљеник је десно од кисеоника и лако се идентификује јер је везан за кисеоник гликозидне везе. Дакле, оба аномерна угљена су потпуно идентификована.

Референце

  1. Моррисон, Р.Т. анд Боид, Р, Н. (1987). Органиц Цхемистри 5та Едитион Уводник Аддисон-Веслеи Интерамерицана.
  2. Цареи Ф. (2008). Органиц Цхемистри (Шесто издање). Мц Грав Хилл.
  3. Грахам Соломонс Т.В., Цраиг Б. Фрихле. (2011). Органиц Цхемистри. Аминес (10тх едитион.). Вилеи Плус.
  4. Рендина Г. (1974). Примењене биохемијске технике. Интерамерицана, Мексико.
  5. Цханг С. (с.ф.). Водич за аномерни угљеник: Шта је аномерни угљеник? [ПДФ] Преузето са: цхем.уцла.еду
  6. Гунавардена Г. (13. март 2018). Аномериц цоал. Цхемистри ЛибреТектс. Преузето са: цхем.либретектс.орг
  7. Фоист Л. (2019). Аномериц Царбон: Дефиниција и преглед. Студија. Преузето са: студи.цом