Karakteristike i primjeri anomemog ugljika



anomerni ugljik "Ciklo" je stereocentar prisutan u cikličkim strukturama ugljikohidrata (mono ili polisaharidi). Budući da je stereocentar, točnije epimer, iz njega proizlaze dva dijastereoizomera, označena slovima α i β; to su anomeri i dio su opsežne nomenklature u svijetu šećera.

Svaki anomer, a ili P, razlikuju se u položaju OH skupine anomernog ugljika u odnosu na prsten; ali u oba, anomerni ugljik je isti i nalazi se na istom mjestu u molekuli. Anomeri su ciklički hemiacetali, produkt intramolekularne reakcije u otvorenom lancu šećera; su aldoze (aldehidi) ili ketoze (ketoni).

Konformacija stolice za β-D-glukopiranozu prikazana je na gornjoj slici. Kao što se može vidjeti, on se sastoji od prstena od šest članova, uključujući atom kisika između ugljika 5 i 1; potonji, ili bolje rečeno, prvi, je anomerni ugljik, koji tvori dvije jednostavne veze s dva atoma kisika.

Ako se detaljno promatra, OH skupina vezana za ugljik 1 je orijentirana iznad šesterokutnog prstena, poput CH skupine2OH (ugljik 6). To je β anomer. S druge strane, α-anomer bi se razlikovao samo u ovoj OH skupini, koja bi se nalazila niz prsten, kao da je trans diastereomer.

indeks

  • 1 Hemiacetales
    • 1.1 Ciklički hemiacetal
  • 2 Karakteristike anomernog ugljika i kako ga prepoznati
  • 3 Primjeri
    • 3.1 Primjer 1
    • 3.2 Primjer 2
    • 3.3 Primjer 3
  • 4 Reference

hemi

Potrebno je ići malo dublje u koncept hemiacetala kako bismo bolje razumjeli i razlikovali anomerni ugljik. Hemijacetali su proizvod kemijske reakcije između alkohola i aldehida (aldoza) ili ketona (ketoza).

Ova reakcija može se predstaviti sljedećom općom kemijskom jednadžbom:

ROH + R'CHO => ROCH (OH) R '

Kao što se može vidjeti, alkohol reagira s aldehidom u obliku poluacetala. Što bi se dogodilo ako i R i R 'pripadaju istom lancu? U tom slučaju, imali bismo ciklički hemiacetal, a jedini mogući način da se formira je da su obje funkcionalne skupine, -OH i -CHO prisutne u molekularnoj strukturi..

Dodatno, struktura se treba sastojati od fleksibilnog lanca i veza koje mogu olakšati nukleofilni napad OH prema karbonilnom ugljiku CHO skupine. Kada se to dogodi, struktura se zatvara u prstenu od pet ili šest članova.

Ciklički hemiacetal

Primjer stvaranja cikličkog hemiacetala za glukozni monosaharid prikazan je na gornjoj slici. Može se vidjeti da se sastoji od aldoze, s aldehidnom skupinom CHO (ugljik 1). To je napadnuta OH skupinom ugljika 5, kao što je naznačeno crvenom strelicom.

Struktura ide od otvorenog lanca (glukoze) do piranskog prstena (glukopiranoze). Na početku možda ne postoji nikakva veza između ove reakcije i one koja je upravo objašnjena za hemiacetal; ali ako je prsten pažljivo promatran, posebno u dijelu C5-O-C1(OH) -C2, cijenit će se da to odgovara skeletu koji se očekuje za hemiacetal.

Ugljika 5 i 2 predstavljaju R i R 'opće jednadžbe. Budući da su oni dio iste strukture, onda je to ciklički hemiacetal (i prsten je dovoljan da bude očigledan).

Karakteristike anomernog ugljika i kako ga prepoznati

Gdje je anomerni ugljik? U glukozi, to je CHO skupina, koja može podlijegati nukleofilnom OH napadu ili ispod ili iznad. Ovisno o orijentaciji napada, formiraju se dva različita anomera: α i β, kao što je već spomenuto.

Stoga, prvo obilježje koje ima ovaj ugljik jest da je u otvorenom lancu šećera onaj koji trpi nukleofilni napad; to jest, to je CHO skupina, za aldoze, ili skupinu R2C = O, za ketoze. Međutim, kada se formira ciklički hemiacetal ili prsten, ovaj ugljik može dati dojam da je nestao.

Ovo je mjesto gdje imate druge specifične osobine kako biste ga pronašli u bilo kojem piranoso ili furanoso prstenu svih ugljikohidrata:

-Anomerni ugljik je uvijek desno ili lijevo od atoma kisika koji čini prsten.

-Još važnije, to je povezano ne samo s ovim atomom kisika, nego i sa OH skupinom koja dolazi iz CHO ili R2C = O.

-Ona je asimetrična, odnosno ima četiri različita supstituenta.

S ove četiri karakteristike lako je prepoznati anomerni ugljik promatrajući bilo koju "slatku strukturu".

Primjeri

Primjer 1

Iznad je β-D-fruktofuranoza, ciklički hemiacetal s peteročlanim prstenom.

Kako bi identificirali anomerni ugljik, prvo pogledajte ugljike na lijevoj i desnoj strani atoma kisika koji čine prsten. Zatim, onaj koji je vezan za OH skupinu je anomerni ugljik; koji je u ovom slučaju već zatvoren u crveni krug.

To je β anomer jer je OH anomernog ugljika iznad prstena, poput CH skupine2OH.

Primjer 2

Sada pokušavamo objasniti koja su anomerna ugljena u strukturi saharoze. Kao što je napomenuto, sastoji se od dva monosaharida kovalentno povezana glikozidnom vezom, -O-.

Prsten na desnoj strani je upravo isti upravo spomenuti: β-D-fructofuranosa, samo da je "okrenut" ulijevo. Anomerni ugljik ostaje isti za prethodni slučaj i zadovoljava sve karakteristike koje se od njega očekuju.

S druge strane, prsten s lijeve strane je a-D-glukopiranoza.

Ponavljajući isti postupak prepoznavanja anomernog ugljika, promatrajući dva ugljika na lijevoj i desnoj strani atoma kisika, nađeno je da je desni ugljik onaj koji je povezan s OH skupinom; koji sudjeluje u glikozidnoj vezi.

Stoga su oba anomerna ugljena povezana s -O- vezom, i zato su zatvoreni u crvene krugove..

Primjer 3

Konačno, predlaže se identificiranje anomernih ugljika dvije glukozne jedinice u celulozi. Opet, ugljik se opaža oko kisika unutar prstena, i nađeno je da u prstenu glukoze na lijevoj strani anomerni ugljik sudjeluje u glikozidnoj vezi (zatvorenoj u crvenom krugu).

U desnom prstenu glukoze, međutim, anomerni ugljik je desno od kisika i lako se identificira jer je vezan za kisik glikozidne veze. Dakle, oba anomerna ugljena su potpuno identificirana.

reference

  1. Morrison, R.T. i Boyd, R, N. (1987). Organska kemija 5tA Izdanje. Uvodnik Addison-Wesley Interamericana.
  2. Carey F. (2008). Organska kemija (Šesto izdanje). Mc Graw Hill.
  3. Graham Solomons T.W., Craig B. Fryhle. (2011). Organska kemija. Amini. (10th izdanje.). Wiley Plus.
  4. Rendina G. (1974). Primijenjene biokemijske tehnike. Interamericana, Meksiko.
  5. Chang S. (s.f.). Vodič za anomerni ugljik: Što je to anomerni ugljik? [PDF]. Preuzeto s: chem.ucla.edu
  6. Gunawardena G. (13. ožujka 2018.). Anomerni ugljen. Kemija LibreTexts. Preuzeto s: chem.libretexts.org
  7. Foist L. (2019.). Anomerni ugljik: Definicija i pregled. Studija. Preuzeto s: study.com