Ominaisuudet epimeerit, koulutus ja esimerkit



epimeereillä ne ovat diastereoisomeerejä, joissa vain yksi niiden akiraalisista keskuksista eroaa tilakokoonpanosta; toisin kuin enantiomeerit, joissa kaikilla akiraalisilla keskuksilla on erilaiset kokoonpanot ja jotka edustavat paria peilikuvia, jotka eivät voi olla päällekkäisiä toistensa kanssa.

Loput diastereoisomeerit (esimerkiksi geometriset isomeerit) voivat sisältää enemmän kuin kaksi keskusta, joilla on erilaiset konfiguraatiot. Täten suuri osa stereoisomeereistä ovat diastereoisomeerejä; kun taas epimeerit ovat paljon vähemmän, mutta eivät sitä, vähemmän tärkeitä.

Oletetaan, että rakenne, jossa on mustia atomeja, on liitetty kirjaimiin A, B, C ja D (ylhäältä). Pisteviiva edustaa peiliä, joka osoittaa, että edellä mainitut molekyyliparit eivät ole enantiomeerejä, koska kaikilla niiden kiraalisilla keskuksilla on sama konfiguraatio; lukuun ottamatta ensimmäistä keskusta, joka liittyy kirjaimiin B ja D.

Vasemmalla olevalla molekyylillä on kirjain D, joka etsii oikealle puolelle, kun taas oikealla olevan molekyylin kirjain D näyttää vasemmalta. Jos haluat tietää, mikä on jokaisen kokoonpano, on käytettävä Cahn-Ingold-Prelogin järjestelmää (R-S).

indeksi

  • 1 Epimeerien ominaisuudet
  • 2 Koulutus
    • 2.1 Tautomerointi
  • 3 Esimerkkejä
    • 3.1 Glukoosianomeerit
    • 3.2 Mentolin isomeerit
  • 4 Viitteet

Epimeerien ominaisuudet

Epimeerien pääominaisuus on vain akiraalisessa (tai stereogeenisessä) keskuksessa. D: n ja B: n spatiaalisen orientaation muuttaminen voi johtaa stabiilimpiin tai epästabiiliin konformereihin; toisin sanoen yksinkertaisten linkkien pyöriminen aiheuttaa kahden atomin tai isojen atomien ryhmien löytämisen tai siirtymisen pois.

Tästä näkökulmasta yksi epimeeri voi olla paljon vakaampi kuin toinen. Se, joka kääntää linkkinsä, luo vakaampia rakenteita, on epimeeri, jolla on suurin taipumus muodostaa tasapaino.

Paluu kirjaimiin D ja B voivat olla hyvin suuria, kun taas C on pieni atomi. Sitten, oikealla puolella oleva epimeeri on vakaampi, koska D: stä ja C: stä, jotka löytyvät kahdesta ensimmäisestä keskuksesta, on vähemmän steeristä estettä.

Mikroskooppisesti tämä tulee ominaista tarkasteltaville epimeeripareille; mutta makroskooppisesti erot korostuvat ja päättyvät esimerkiksi sulamispisteillä, taitekertoimilla, erilaisilla NMR-spektreillä (monien muiden ominaisuuksien lisäksi).

Biologian ja entsyymien katalysoimien reaktioiden alalla epimeerit ovat kuitenkin edelleen eriytyneitä; yksi voisi metaboloitua elimistössä, kun taas toinen ei.

koulutus

Miten epimeerit muodostuvat? Kemiallisen reaktion kautta, jota kutsutaan epimerisaatioksi. Jos molemmat epimeerit eivät eroa suurella stabiilisuudella, muodostuu epimerisaatiotasapaino, joka ei ole muuta kuin muunnos:

epa <=> EPB

Jos EpA on epimeeri A ja EpB epimeeri B. Jos jokin niistä on paljon vakaampi kuin toinen, sillä on suurempi pitoisuus ja se aiheuttaa sen, mitä kutsutaan mutaroinniksi; eli se pystyy muuttamaan polarisoidun valonsäteen suuntaa.

Epimerisaatio ei ehkä ole tasapaino, ja siksi se on peruuttamaton. Näissä tapauksissa saadaan diasteroisomeerien EpA / EpB raseeminen seos.

Epimeerin synteettinen reitti vaihtelee riippuen siitä, mitkä ovat reagenssit, reaktioväliaine ja prosessimuuttujat (katalyyttien käyttö, paine, lämpötila jne.).

Tästä syystä kunkin epimeerin parin muodostumista tulisi tutkia erikseen muista; jokaisella on omat kemialliset mekanismit ja järjestelmät.

tautomerisoituminen

Kaikkien epimeerin muodostusprosessien joukossa kahden diastereoisomeerin tautomerointia voidaan pitää yleisenä esimerkkinä.

Tämä koostuu tasapainosta, jossa molekyyli ottaa käyttöön ketonisen (C = O) tai enolisen (C-OH) muodon. Kun ketonimuoto on muutettu, karbonyyliryhmän vieressä olevan hiilen konfiguraatio (jos se on kiraalinen) muuttuu, jolloin muodostuu pari epimeerejä.

Eräs esimerkki edellä mainitusta on cis-dekaloni ja trans-dekalonipari.

Cis-dekalonin rakenne on esitetty edellä. H-atomit ovat kahden renkaan yläosassa; kun taas trans-decalonassa yksi on renkaiden yläpuolella, ja toinen on alapuolella. C = O-ryhmän vasemmalla puolella oleva hiili on kiraalinen keskus, ja siksi se, joka erottaa epimeerit.

esimerkit

Glukoosianomeerit

Ylemmässä kuvassa on kahden D-glukoosianomeerin furaaniset renkaat: a ja p. Renkaista voidaan nähdä, että hiilen 1 OH-ryhmät löytyvät joko viereisen OH: n samaan suuntaan, a-anomeeriin tai vastakkaisiin suuntiin, kuten p-anomeerissä.

Molempien anomeerien Fisher-projektiot (kuvan oikealla puolella) tekevät molempien epimeerien välisen eron, jotka puolestaan ​​ovat vielä anomeerejä entistä selkeämpiä. Kahdella a-anomeerillä voi kuitenkin olla erilaiset paikkakonfiguraatiot yhdessä muusta hiilestä ja siten olla epimeerejä.

Fisherin α-anomeerin projektiossa C-1 OH-ryhmä "näyttää" oikealle, kun taas β-anomeerissa "näyttää" vasemmalle.

Mentolin isomeerit

Kuvassa on kaikki mentolimolekyylin stereoisomeerit. Kukin pylväs edustaa enantiomeeriparia (tarkkaile huolellisesti), kun taas rivit vastaavat diastereomeerejä.

Joten, mitä ovat epimeerit? Niiden on oltava sellaisia, jotka eivät juuri eroa hiilen avaruusasennosta enempää.

(+) - mentoli ja (-) - neoisomentoli ovat epimeerejä, ja lisäksi diastereoisomeerit (ne eivät ole samassa sarakkeessa). Jos havaitaan yksityiskohtaisesti, molemmissa ryhmissä -OH ja -CH3 ne tulevat ulos tasosta (renkaan yläpuolella), mutta (-) - neoisomentolissa isopropyyliryhmä osoittaa myös tasosta.

Ei vain (+) - mentoli on (-) - neoisomentolin epimeeri, vaan myös (+) - neomentoli. Jälkimmäinen eroaa vain siinä, että ryhmä -CH3 pisteitä koneen alapuolella. Muut epimeerit ovat:

-(-) - isomentoli ja (-) - neomentoli

-(+) - isomentoli ja (+) - neomentoli

-(+) - neoisomentoli ja (-) - neomentoli

-(+) - neomentoli ja (-) - neoisomentoli

Nämä stereoisomeerit edustavat käytännön esimerkkiä epimeerien käsitteen selventämiseksi ja voivat nähdä, että monista diastereoisomeereistä monet voidaan erottaa vain yhdeksi epäsymmetriseksi tai kiraaliseksi hiileksi.

viittaukset

  1. Graham Solomons T.W., Craig B. Fryhle. (2011). Orgaaninen kemia. (10th painos.). Wiley Plus.
  2. Carey F. (2008). Orgaaninen kemia (Kuudes painos). Mc Graw Hill.
  3. Luokkahuoneet Uruguay Educa. (N.D.). Epimeereillä. Haettu osoitteesta: aulas.uruguayeduca.edu.uy
  4. Wikipedia. (2018). Epimeeri. Haettu osoitteesta: en.wikipedia.org/wiki/Epimer
  5. Fray J. M. (2014). Epimeerin muodostumisen tutkiminen amidikytkentäreaktioissa: kokeilu kehittyneille perusopiskelijoille. Kemian laitos, Nottinghamin yliopisto, University Park, Nottingham NG7 2RD, Iso-Britannia. J. Chem. Educ. 2014, 91, 1, 136-140
  6. Reist & col. (1995). Raseeminen, enantiomerointi, diastereomerointi ja epimerisaatio: niiden merkitys ja farmakologinen merkitys. Chirality 7: 396-400.