EPIMEERIT: OMINAISUUDET, MUODOSTUMINEN JA ESIMERKIT - KEMIA

Epimeerit ovat diastereoisomeerien, joissa vain yksi sen akiraalisen keskusten poikkeaa avaruuskonfiguraation; toisin kuin enantiomeerit, joissa kaikilla akyraalisilla keskuksilla on erilainen konfiguraatio ja ne edustavat pari peilikuvia, joita ei voida asettaa toisiinsa.

Muilla diastereoisomeereillä (esimerkiksi geometriset isomeerit) voi olla enemmän kuin kaksi keskustaa, joilla on erilaiset konfiguraatiot. Siksi suuri osa stereoisomeereistä on diastereoisomeerejä; vaikka epimeerit ovat paljon vähemmän, mutta ei tästä syystä, vähemmän tärkeitä.

Lähde: Gabriel Bolívar

Oletetaan rakenne, jossa mustien atomien luuranko on kytketty kirjaimiin A, B, C ja D (ylempi kuva). Pisteviiva edustaa peiliä, mikä osoittaa, että yllä olevat molekyyliparit eivät ole enantiomeerejä, koska niiden kaikilla kiraalisilla keskuksilla on sama konfiguraatio; lukuun ottamatta ensimmäistä keskustaa, joka on linkitetty kirjaimiin B ja D.

Vasemmalla olevan molekyylin kirjain D osoittaa oikealle puolelle, kun taas molekyylin kirjain D oikealla, vasen puoli. Käytä Cahn-Ingold-Prelog -järjestelmää (RS) saadaksesi selville kunkin konfiguraation.

Epimeerien ominaisuudet

Epimeerien pääominaisuus on yksinomaan akraalisessa (tai stereogeenisessa) keskustassa. D: n ja B: n sijaintisuunnan muuttaminen voi aiheuttaa vakaampia tai epävakaampia konformereita; ts. yksittäisten sidosten pyöriminen saa kaksi atomia tai tilaa vievien atomien ryhmiä tapaamaan tai siirtymään.

Tästä näkökulmasta yksi epimeeri voi olla paljon vakaampi kuin toinen. Se, joka linkkejä kiertämällä tuottaa vakaampia rakenteita, on epimeeri, jolla on suurin taipumus muodostua tasapainoon.

Palaa takaisin kirjaimiin, D ja B voivat olla erittäin tilaa vieviä, kun taas C on pieni atomi. Joten ollessaan niin, oikealla puolella oleva epimeeri on vakaampi, koska kahden ensimmäisen keskuksen vasemmalla puolella olevat D ja C kärsivät vähemmän steerisistä esteistä.

Mikroskooppisesti siitä tulee ominaisuus tarkastellulle epimeeriparille; mutta makroskooppisesti erot korostetaan, ja lopulta niillä on esimerkiksi erilaisia sulamispisteitä, taitekertoimia, NMR-spektrit (monien muiden ominaisuuksien lisäksi).

Mutta biologian ja entsyymikatalysoitujen reaktioiden alalla epimeerit eroavat toisistaan vielä enemmän; yksi voitiin metaboloida elimistössä, kun taas toinen ei.

koulutus

Kuinka epimeerit muodostuvat? Kemiallisen reaktion, jota kutsutaan epimerisaatioksi, kautta. Jos molemmat epimeerit eivät eroa toisistaan suuresti stabiilisuudessa, muodostetaan epimerisaation tasapaino, mikä ei ole muuta kuin interversiota:

EpA <=> EpB

Missä EpA on epimeeri A ja EpB on epimeeri B. Jos yksi niistä on paljon vakaampi kuin toinen, sillä on suurempi konsentraatio ja se aiheuttaa niin kutsutun mutarotation; ts. se pystyy muuttamaan polarisoidun valonsäteen suuntaa.

Epimerisaatio ei välttämättä ole tasapainoista ja siksi peruuttamatonta. Näissä tapauksissa saadaan EpA / EpB-diastereoisomeerien raseeminen seos.

Epimeerien synteettinen reitti vaihtelee mukana olevien reagenssien, reaktioväliaineen ja prosessimuuttujien (katalysaattorien käyttö, paine, lämpötila jne.) Mukaan.

Tästä syystä jokaisen epimeeriparin muodostumista on tutkittava erikseen muista; jokaisella on omat kemialliset mekanismit ja järjestelmät.

tautomerisoituminen

Kaikista epimeerien muodostumisprosesseista kahden diastereoisomeerin tautomerointia voidaan pitää yleisenä esimerkkinä.

Tämä koostuu tasapainosta, jossa molekyyli omaa ketonin (C = O) tai enolin (C-OH) muodon. Kun ketonimuoto on muunnettu, karbonyyliryhmän vieressä olevan hiilen konfiguraatio (jos kiraalinen) muuttuu muodostaen parin epimeerejä.

Esimerkki yllä mainitusta on cis-dekaloni ja trans-dekaloni-pari.

Lähde: Jü, Wikimedia Commonsista

Cis-dekalonin rakenne on esitetty yllä. H-atomit ovat kahden renkaan yläosassa; kun taas trans-decalone, 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

Glukoosi-anomeerit

Lähde: miguelferig, Wikimedia Commonsista

Yläkuvassa on D-glukoosin kahden anomeerin furaanirenkaat: α ja β. Renkaista voidaan nähdä, että hiiliryhmän 1 OH-ryhmät löytyvät joko samaan suuntaan kuin vierekkäiset OH, a-anomeeriin tai vastakkaisiin suuntiin kuin p-anomeeri.

Molempien anomeerien Fisher-projektiot (kuvan oikealla puolella) tekevät ero kahden epimeerin, jotka ovat itsekin anomeereja, välillä entistä selvemmän. Kahdellä a-anomeerillä voi kuitenkin olla erilaiset tila-konfiguraatiot toisessa hiilessä, ja siksi ne voivat olla epimeerejä.

Α-anomeerin Fisher-projektiossa C-1 OH-ryhmä "näyttää" oikealle, kun taas p-anomeerissä "näyttää" vasemmalle.

Mentoolin isomeerit

Lähde: Roland Mattern, Wikimedia Commonsin kautta

Kuvassa näkyvät kaikki mentolimolekyylin stereoisomeerit. Kukin sarake edustaa paria enantiomeerejä (tarkkailla huolellisesti), kun taas rivit vastaavat diastereoisomeerejä.

Joten mitä epimeerit ovat? Niiden on oltava sellaisia, jotka tuskin eroavat yhden hiilen tila-asemassa.

(+) - mentoli ja (-) - neoisomentoli ovat epimeerejä ja lisäksi diastereoisomeerejä (ne eivät ole samassa sarakkeessa). Jos tarkastellaan tarkasti, molemmat -OH ja -CH3- _ryhmät menevät tasosta (renkaan yläpuolella), mutta (-) - neoisomentholissa isopropyyliryhmä osoittaa myös tasosta.

Paitsi (+) - mentoli on epimeerinen (-) - neoisomentolille, mutta myös (+) - neomentoli. Jälkimmäinen poikkeaa vain siinä, että CH ₃ ryhmä pistettä alas kone. Muut epimeerit ovat:

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

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

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

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

Nämä stereoisomeerit edustavat käytännöllistä esimerkkiä epimeerien käsitteen selventämiseksi, ja voit nähdä, että useista diastereoisomeereistä monet voivat erottua vain yhdeksi asymmetriseksi tai kiraaliseksi hiileksi.

Viitteet

Graham Solomons TW, Craig B. Fryhle. (2011). Orgaaninen kemia. (10 ^th painos.). Wiley Plus.
Carey F. (2008). Orgaaninen kemia. (Kuudes painos). Mc Graw Hill.
Uruguay Educa -huoneet. (SF). Epimeereillä. Palautettu osoitteesta: aulas.uruguayeduca.edu.uy
Wikipedia. (2018). Epimeeri. Palautettu osoitteesta: en.wikipedia.org/wiki/Epimer
Fray JM (2014). Epimeerin muodostumisen tutkimus amidikytkentäreaktioissa: Kokemus edistyneille opiskelijoille. Kemian korkeakoulu, Nottinghamin yliopisto, University Park, Nottingham NG7 2RD, Iso-Britannia. J. Chem. Educ., 2014, 91, 1, 136 - 140
Reist & col. (tuhatyhdeksänsataayhdeksänkymmentäviisi). Racemisaatio, enantiomerisaatio, diastereomerointi ja epimerisaatio: niiden merkitys ja farmakologinen merkitys. Kiraalisuus 7: 396-400.

EPIMEERIT: OMINAISUUDET, MUODOSTUMINEN JA ESIMERKIT - KEMIA - 2026