Характерні епімери, навчання і приклади



The епімери вони є диастереомерами, в яких тільки один з їх ахіральних центрів відрізняється від просторової конфігурації; на відміну від енантіомерів, де всі ахіральні центри мають різні конфігурації, і являють собою пару дзеркальних зображень, які не можуть перекриватися один над одним.

Решта діастереомерів (наприклад, геометричні ізомери) можуть мати більше двох центрів з різними конфігураціями. Отже, великий відсоток стереоізомерів є диастереомерами; тоді як епімери набагато менше, але не для цього, менш важливі.

Припустимо структуру з скелетом чорних атомів, пов'язаних з літерами A, B, C і D (верхнє зображення). Пунктирна лінія являє собою дзеркало, демонструючи, що пара молекул вище не є енантіомерами, оскільки всі їхні хіральні центри мають однакову конфігурацію; крім першого центру, пов'язаного з літерами B і D.

Молекула зліва має літеру D, що дивиться в праву сторону, а літера D молекули справа, дивиться вліво. Щоб дізнатися, якою буде конфігурація кожного з них, необхідно звернутися до системи (R-S) Cahn-Ingold-Prelog.

Індекс

  • 1 Характеристика епімерів
  • 2 Навчання
    • 2.1 Таутомеризація
  • 3 Приклади
    • 3.1 Аномери глюкози
    • 3.2 Ізомери ментолу
  • 4 Посилання

Характеристика епімерів

Основна характеристика епімерів лежить тільки в ахіральному (або стереогенному) центрі. Зміна просторової орієнтації D і B може призвести до більш стабільним або нестійким конформерам; тобто обертання простих зв'язків призводять до того, що два атоми або групи громіздких атомів знаходяться або віддаляються.

З цієї точки зору, один епімер може бути набагато стабільнішим, ніж інший. Той, хто, обертаючи свої ланки, генерує більш стійкі структури, буде епімером з найбільшою тенденцією до формування балансу.

Повертаючись до букв, D і B можуть бути дуже об'ємними, а C - малим атомом. Тоді, будучи таким чином, епімер праворуч більш стабільний, оскільки D і C, знайдені ліворуч від перших двох центрів, страждають від менш стеричних перешкод.

Мікроскопічно це стає характерним для розглянутої пари епімерів; але макроскопічно, відмінності підкреслюються, і закінчуються, наприклад, мають точки плавлення, показники заломлення, різні спектри ЯМР (на додаток до багатьох інших властивостей).

Але в області біології та реакцій, що каталізуються ферментами, де епімери далі диференціюються; один може бути метаболізований організмом, а інший - ні.

Навчання

Як формуються епімери? Через хімічну реакцію називають эпимеризацией. Якщо обидва епімери не відрізняються великим ступенем стійкості, встановлюється рівновага епімеризації, що є не більш ніж взаємоперетворенням:

EpA <=> EpB

Де EpA є епімером A, а EpB епімером B. Якщо один з них є набагато стабільнішим, ніж інший, він буде мати більш високу концентрацію і викличе те, що відомо як мутаротація; тобто, він зможе змінити напрямок поляризованого променя світла.

Епімерізація може бути не рівноважною, а отже, незворотною. У цих випадках отримують рацемическую суміш діастероізомерів EpA / EpB.

Синтетичний шлях епімера змінюється в залежності від того, які реагенти задіяні, реакційної середовища і змінних процесу (використання каталізаторів, тиску, температури тощо)..

З цієї причини формування кожної пари епімерів слід вивчати окремо від інших; кожен зі своїми хімічними механізмами і системами.

Таутомеризация

Серед усіх процесів утворення епімерів таутомеризацію двох діастереоізомерів можна розглядати як загальний приклад.

Це складається з балансу, в якому молекула приймає кетонну (C = O) або енольну (C-OH) форму. Після перетворення кетонової форми змінюється конфігурація вуглецю, що примикає до карбонільної групи (якщо вона є хіральною), генеруючи пару епімерів.

Прикладом вищезазначеного є цис-декалоновая і трансдекалоновая пара.

Структура цис-декалона показана вище. Атоми Н знаходяться у верхній частині двох кілець; в той час як в транс-декалоні, один над кільцями, а інший нижче. Вуглець ліворуч від групи C = O є хіральним центром, і тому він відрізняє епімери.

Приклади

Аномери глюкози

У верхньому зображенні представлені фуранові кільця двох аномерів D-глюкози: α і β. З кілець видно, що ОН-групи на вуглеці 1 знаходяться або в одному і тому ж напрямку сусіднього OH, в α-аномері, або в протилежних напрямках, як в β-аномері..

Проекції Фішера обох аномерів (праворуч від зображення) роблять різницю між обома епімерами, які, у свою чергу, ще більш ясні. Однак два α-аномера можуть мати різні просторові конфігурації в одному з інших вуглецевих атомів і, таким чином, бути эпимерами.

У проекції С-1 Фішера для α-аномера група ОН "виглядає" праворуч, а в β-аномері "виглядає" ліворуч.

Ізомери ментолу

На зображенні ми маємо всі стереоізомери молекули ментолу. Кожна колонка являє собою пару енантіомерів (уважно спостерігати), тоді як ряди відповідають діастереомерам.

Отже, які епімери? Вони повинні бути тими, які ледве відрізняються просторовим положенням вуглецю від нічого більше.

(+) - ментол і (-) - неоізоментол є епімерами, а крім того, діастереомерами (вони не входять до однієї колонки). Якщо спостерігається в деталях, то в обох групах -OH і -CH3 вони виходять з площини (над кільцем), але в (-) - неоізоментолі ізопропілова група також вказує на площину.

Не тільки (+) - ментол є епімером (-) - неоізоментолу, але також (+) - неомантолу. Остання відрізняється лише тим, що група -CH3 точки нижче площини. Інші епімери:

-(-) - ізоментол і (-) - неоментол

-(+) - изоментол і (+) - неоментол

-(+) - неоизоментол і (-) - неоментол

-(+) - неоментол і (-) - неоизоментол

Ці стереоізомери являють собою практичний приклад для уточнення поняття епімерів і можуть бачити, що з декількох діастереомерів багато з них можуть бути диференційовані тільки на єдиний асиметричний або хіральний вуглець.

Список літератури

  1. Грем Соломонс Т.В., Крейг Б. Фріле. (2011). Органічна хімія. (10й видання.). Wiley Plus.
  2. Кері Ф. (2008). Органічна хімія (Шосте видання). Mc Graw Hill.
  3. Класні кімнати Уругвай Educa. (s.f.). Епімери Отримано з: aulas.uruguayeduca.edu.uy
  4. Вікіпедія. (2018). Епімер. Отримано з: en.wikipedia.org/wiki/Epimer
  5. Fray J. M. (2014). Дослідження формування епімеру в реакціях амід-зчеплення: експеримент для студентів вищих навчальних закладів. Школа хімії, Університет Ноттінгема, Університетський парк, Ноттінгем NG7 2RD, Великобританія. J. Chem. 2014, 91, 1, 136-140
  6. Reist & col. (1995). Рацемізація, енантіомеризація, діастереомеризація та епімеризація: їх значення та фармакологічне значення. Хіральність 7: 396-400.