Аномер - это тип геометрической вариации, обнаруженной у определенных атомов в углеводных молекулах. эпимер представляет собой стереоизомер, который отличается по конфигурации в любом единственном стереогенном центре. Аномером является эпимер на полуацетале / полукетале углерода в циклическом сахариде, атоме, называемом аномерным углеродом . Аномерный углерод представляет собой углерод, полученный из карбонильного углеродного соединения (функциональная группа кетон или альдегид ) формы с открытой цепью молекулы углевода. Аномеризация - это процесс превращения одного аномера в другой. Как это типично для стереоизомерных соединений, разные аномеры имеют разные физические свойства, точки плавления и конкретные вращения.
Слово «аномер» происходит от греческого слова ἄνω, означающего «вверху, вверху»., и греческое слово μέρος («часть»), как в «изомер».
Два аномера обозначаются альфа (α) или бета (β) в соответствии с конфигурационным соотношением между аномерным центром и аномерным эталонным атомом, поэтому они являются относительными стереодескрипторы. Аномерный центр в полуацетали представляет собой аномерный углерод C-1. В гемикеталах это углерод, полученный из карбонила кетона (например, C-2 в D -фруктозе). В альдогексозах аномерный эталонный атом представляет собой стереоцентр, наиболее удаленный от аномерного углерода в кольце (конфигурационный атом, определяющий сахар как D или L). Например, в α- D -глюкопиранозе эталонным атомом является C-5.
Если в циклической проекции Фишера экзоциклический атом кислорода в аномерном центре находится цис (с той же стороны) по отношению к экзоциклическому кислороду, присоединенному к аномерному эталонному атому (в группе ОН) аномером является α. Если два атома кислорода являются трансгенными (с разных сторон), аномером является β. Таким образом, абсолютные конфигурации аномерного углерода и эталонного атома одинаковы (оба R или оба S) в α-аномере и противоположны (один R и другой S) в β-аномере.
Аномеризация - это процесс превращения одного аномера в другой. Для восстанавливающих сахаров аномеризация называется мутаротацией, она легко протекает в растворе и катализируется кислотой и основанием. Этот обратимый процесс обычно приводит к смеси аномеров, в которой в конечном итоге достигается равновесие между двумя отдельными аномерами.
соотношение двух аномеров специфично для сахара. Например, независимо от конфигурации исходной D -глюкозы, раствор будет постепенно превращаться в смесь примерно 64% β- D -глюкопиранозида и 36% α- D -глюкопираноза. По мере изменения соотношения оптическое вращение смеси изменяется; это явление называется мутаротацией.
Хотя циклические формы сахаров обычно в значительной степени предпочтительны, полуацетали в водном растворе находятся в равновесии с их формами с открытой цепью. В альдогексозах это равновесие устанавливается как полуацеталь связь между C-1 (углерод, связанный с двумя атомами кислорода) и кислородом C-5, расщепляется (образуя соединение с открытой цепью) и реформируется (образуя циклическое соединение). Когда группа полуацеталь реформируется, группа ОН на С-5 может атаковать любую из двух стереохимически различных сторон альдегидной группы на С-1. На какой стороне он атакует, определяет, образуется ли α- или β-аномер.
Аномеризация гликозидов обычно происходит в кислых условиях. Обычно аномеризация происходит посредством протонирования экзоциклического ацетального кислорода, ионизации с образованием иона оксокарбения с высвобождением спирта и нуклеофильной атаки спиртом на обратной стороне иона оксокарбения с последующим депротонированием.
Аномеры различаются по структуре и, таким образом, имеют разные стабилизирующие и дестабилизирующие эффекты друг от друга. Основными факторами, способствующими стабильности определенного аномера, являются:
Для D -глюкопиранозида β-аномер является более стабильным аномером в воде. Для D-маннопиранозы α-аномер является более стабильным аномером.
Поскольку аномеры являются диастереомерами друг друга, они часто различаются по физическим и химическим свойствам. Одним из наиболее важных физических свойств, используемых для изучения аномеров, является удельное вращение, которое можно контролировать с помощью поляриметрии.