Anomer - Anomer
En anomer er en type geometrisk variasjon som finnes ved visse atomer i karbohydratmolekyler . En epimer er en stereoisomer som er forskjellig i konfigurasjon på et hvilket som helst stereogent senter . En anomer er en epimer ved hemiacetal / hemiketal karbon i et syklisk sakkarid , et atom som kalles det anomere karbon . Det anomere karbon er karbonet avledet fra karbonylkarbonforbindelsen (den funksjonelle keton- eller aldehydgruppen ) av den åpne kjeden av karbohydratmolekylet. Anomerisering er prosessen med konvertering av en anomer til den andre. Som det er typisk for stereoisomere forbindelser, har forskjellige anomerer forskjellige fysiske egenskaper, smeltepunkter og spesifikke rotasjoner .
Ordet "anomer" er avledet av det greske ordet ἄνω, som betyr "opp, over", og det greske ordet μέρος ("del"), som i "isomer".
Nomenklatur
To anomerer er betegnet alfa (α) eller beta (β), i henhold til det konfigurasjonsmessige forholdet mellom det anomere sentrum og det anomere referanseatom , derfor er de relative stereodescriptorer . Det anomere sentrum i hemiacetaler er det anomere karbon C-1. I hemiketaler er det karbonet avledet fra karbonylet i ketonen (f.eks. C-2 i D- fruktose). I aldoheksoser er det anomere referanseatomet det stereosenteret som er lengst fra det anomere karbon i ringen (konfigurasjonsatomet, som definerer sukkeret som D eller L ). For eksempel er i a- D- glukopyranose referanse-atomet C-5.
Hvis det eksosykliske oksygenatomet i det anomere sentrum er cis (på samme side) til det eksosykliske oksygenet som er bundet til det anomere referanseatomet (i OH-gruppen), er anomeren a. Hvis de to oksygene er trans (på forskjellige sider) er anomeren β. Dermed er de absolutte konfigurasjonene av det anomere karbon og referanseatomet de samme (begge R eller begge S ) i α-anomeren og motsatt (en R og den andre S ) i β-anomeren.
Anomerisering
Anomerisering er prosessen med konvertering av en anomer til den andre. For å redusere sukker betegnes anomerisering som mutarotering og forekommer lett i oppløsning og katalyseres av syre og base. Denne reversible prosessen fører vanligvis til en anomer blanding der til slutt en likevekt oppnås mellom de to enkle anomerer.
Den Forholdet er av de to anomerer spesifikk for den angående sukker. For eksempel, uavhengig av konfigurasjonen til utgangs- D- glukose, vil en løsning gradvis bevege seg mot å være en blanding av omtrent 64% β- D- glukopyranosid og 36% α- D- glukopyranose. Når forholdet endres, endres den optiske rotasjonen av blandingen; dette fenomenet kalles mutarotasjon .
Mekanisme for anomerisering
Selv om de sykliske formene av sukker vanligvis er sterkt favoriserte, er hemiacetaler i vandig løsning i likevekt med deres åpne kjedeformer . I aldoheksoser blir denne likevekten etablert som hemiacetalbinding mellom C-1 (karbonet bundet til to oksygener) og C-5 oksygen spaltes (danner den åpne kjedeforbindelsen) og reformeres (danner den sykliske forbindelsen). Når hemiacetal- gruppen er reformert, kan OH-gruppen på C-5 angripe en av de to stereokjemisk forskjellige sidene av aldehydgruppen på C-1. Hvilken side den angriper på bestemmer om α- eller β-anomeren dannes.
Anomerisering av glykosider skjer vanligvis under sure forhold. Vanligvis skjer anomerisering gjennom protonering av det eksosykliske acetal-oksygenet, ionisering for å danne et oksokarbeniumion med frigjøring av en alkohol, og nukleofilt angrep av en alkohol på baksiden av oksokarbeniumionet, etterfulgt av deprotonering.
Fysiske egenskaper og stabilitet
Anomerer er forskjellige i struktur, og har dermed forskjellige stabiliserende og destabiliserende effekter fra hverandre. De viktigste bidragsyterne til stabiliteten til en viss anomer er:
- Den anomere effekten , som stabiliserer anomeren som har en elektronuttrekkende gruppe (vanligvis et oksygen- eller nitrogenatom) i aksial retning på ringen. Denne effekten avskaffes i polare løsemidler som vann.
- 1,3-diaksiale interaksjoner , som vanligvis destabiliserer anomeren som har den anomere gruppen i en aksial retning på ringen. Denne effekten er spesielt merkbar i pyranoser og andre seksleddede ringforbindelser. Dette er en viktig faktor i vann.
- Hydrogenbindinger mellom den anomere gruppen og andre grupper på ringen, noe som fører til stabilisering av anomeren.
- Dipolar frastøting mellom den anomere gruppen og andre grupper på ringen, noe som fører til destabilisering av anomeren.
For D- glukopyranosid er β-anomeren den mer stabile anomeren i vann. For D- mannopyranose er α-anomeren den mer stabile anomeren.
Fordi anomerer er diastereomerer av hverandre, er de ofte forskjellige i fysiske og kjemiske egenskaper. En av de viktigste fysiske egenskapene som brukes til å studere anomerer er den spesifikke rotasjonen , som kan overvåkes av polarimetri .
Se også
Referanser
Eksterne linker
-
Media relatert til Anomer på Wikimedia Commons
