Аномер

редактировать

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».

Содержание
  • 1 Номенклатура
  • 2 Аномеризация
    • 2.1 Механизм аномеризации
  • 3 Физические свойства и стабильность
  • 4 См. Также
  • 5 Ссылки
  • 6 Внешние ссылки
Номенклатура
Различные проекции α-D-глюкопиранозы. 1 = проекция Фишера с C-1 в верхней части аномерного центра. C-5 - аномерный эталонный атом. 2, 3= проекции Хауорта. 4 = проекция Миллса.

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

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.

Механизм аномеризации

Форма с открытой цепью как промежуточный продукт между α и β аномером Форма с открытой цепью D -галактозы

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.

Физические свойства и стабильность

Аномеры различаются по структуре и, таким образом, имеют разные стабилизирующие и дестабилизирующие эффекты друг от друга. Основными факторами, способствующими стабильности определенного аномера, являются:

  • аномерный эффект, который стабилизирует аномер, который имеет группу, отталкивающую электроны (обычно атом кислорода или азота) в аксиальном Ориентация по кольцу. Этот эффект устраняется в полярных растворителях, таких как вода.
  • 1,3-диаксиальные взаимодействия, которые обычно дестабилизируют аномер, имеющий аномерную группу в аксиальной ориентации на кольце. Этот эффект особенно заметен в пиранозах и других шестичленных кольцевых соединениях. Это основной фактор в воде.
  • Водородные связи между аномерной группой и другими группами кольца, что приводит к стабилизации аномера.
  • Диполярное отталкивание между аномерной группой и другими группами на кольцо, приводящее к дестабилизации аномера.

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.

См. Также
Ссылки
Внешние ссылки
  • {{Commonscatinline}
Последняя правка сделана 2021-06-11 17:15:37
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте