ลักษณะ epimers การฝึกอบรมและตัวอย่าง

epimers พวกเขาเป็น diastereoisomers ซึ่งมีเพียงหนึ่งในศูนย์ achiral ของพวกเขาที่แตกต่างจากการกำหนดค่าเชิงพื้นที่; ซึ่งแตกต่างจาก enantiomers ที่ศูนย์ achiral ทั้งหมดมีการกำหนดค่าที่แตกต่างกันและเป็นตัวแทนของภาพสะท้อนคู่ที่ไม่สามารถทับซ้อนกันมากกว่าหนึ่ง.

ส่วนที่เหลือของ diastereoisomers (เช่นเรขาคณิต isomers) สามารถมีมากกว่าสองศูนย์ด้วยการกำหนดค่าต่าง ๆ ดังนั้นจำนวนสเตอริโอที่มีขนาดใหญ่คือ diastereoisomers ในขณะที่ epimers น้อยกว่า แต่ไม่ใช่สำหรับสิ่งที่สำคัญน้อยกว่า.

สมมติว่าโครงสร้างที่มีโครงกระดูกของอะตอมสีดำเชื่อมโยงกับตัวอักษร A, B, C และ D (ภาพบนสุด) เส้นประหมายถึงกระจกแสดงให้เห็นว่าคู่ของโมเลกุลด้านบนไม่ใช่ enantiomers เนื่องจากศูนย์ chiral ทั้งหมดมีโครงสร้างเหมือนกัน ยกเว้นจุดศูนย์กลางแรกเชื่อมโยงกับตัวอักษร B และ D.

โมเลกุลทางด้านซ้ายมีตัวอักษร D มองไปทางด้านขวาในขณะที่ตัวอักษร D ของโมเลกุลทางด้านขวามองไปทางซ้าย หากต้องการทราบว่าการกำหนดค่าของแต่ละคนจะต้องใช้ระบบ (R-S) ของ Cahn-Ingold-Prelog.

ดัชนี

• 1 ลักษณะของ epimers
• 2 การฝึกอบรม
  • 2.1 Tautomerization
• 3 ตัวอย่าง
  • 3.1 กลูโคสผิดปกติ
  • 3.2 Menthol isomers
• 4 อ้างอิง

ลักษณะของ epimers

ลักษณะสำคัญของเครื่องกำจัดขนอยู่เฉพาะในศูนย์ achiral (หรือ stereogenic) การเปลี่ยนการวางแนวอวกาศของ D และ B อาจส่งผลให้เกิดความสอดคล้องหรือมั่นคงมากขึ้น นั่นคือการหมุนของการเชื่อมโยงอย่างง่ายทำให้เกิดสองอะตอมหรือกลุ่มของอะตอมขนาดใหญ่ที่จะพบหรือย้ายออกไป.

จากมุมมองนี้ epimer หนึ่งอาจมีความเสถียรมากกว่าอีกหนึ่ง คนที่หมุนการเชื่อมโยงของพวกเขาสร้างโครงสร้างที่มั่นคงมากขึ้นจะเป็น epimer ที่มีแนวโน้มที่ยิ่งใหญ่ที่สุดในการสร้างความสมดุล.

เมื่อกลับไปที่ตัวอักษร D และ B อาจมีขนาดใหญ่มากในขณะที่ C เป็นอะตอมขนาดเล็ก จากนั้นเมื่อเป็นเช่นนั้น epimer ทางด้านขวาจะมีความเสถียรมากกว่าเนื่องจาก D และ C พบทางด้านซ้ายของศูนย์สองแห่งแรกที่ต้องทนทุกข์กับอุปสรรคที่ปราศจากเชื้อ.

ด้วยกล้องจุลทรรศน์สิ่งนี้จะกลายเป็นคุณลักษณะสำหรับคู่ของ epimers ที่พิจารณา แต่ macroscopically ความแตกต่างคือการเน้นและจุดสิ้นสุดเช่นมีจุดหลอมเหลวดัชนีหักเหดัชนี NMR สเปกตรัมต่าง ๆ (นอกเหนือจากคุณสมบัติอื่น ๆ อีกมากมาย).

แต่ในด้านชีววิทยาและปฏิกิริยาที่เร่งปฏิกิริยาโดยเอนไซม์คือบริเวณที่ epimers มีความแตกต่างเพิ่มเติม; หนึ่งอาจถูกเผาผลาญโดยร่างกายในขณะที่คนอื่นไม่ได้.

การอบรม

epimers เกิดขึ้นได้อย่างไร? ผ่านปฏิกิริยาทางเคมีที่เรียกว่า epimerization หากทั้งสอง epimers ไม่แตกต่างกันในระดับที่ดีของความมั่นคงสมดุล epimerization ถูกจัดตั้งขึ้นซึ่งไม่มีอะไรมากไปกว่าการแลกเปลี่ยน:

EPA <=> EPB

โดยที่ EpA เป็น epimer A และ EpB epimer B หากหนึ่งในนั้นมีเสถียรภาพมากกว่าอีกอันหนึ่ง EPA จะมีความเข้มข้นสูงกว่าและจะทำให้เกิดสิ่งที่เรียกว่า mutarotation นั่นคือมันจะสามารถเปลี่ยนทิศทางของลำแสงโพลาไรซ์.

การกำจัดของเสียอาจไม่สมดุลและดังนั้นจึงไม่สามารถย้อนกลับได้ ในกรณีเหล่านี้จะมีการผสมระหว่าง racemic ของ diasteroisomers EpA / EpB.

เส้นทางสังเคราะห์ของ epimer แตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับว่าเป็นรีเอเจนต์ที่เกี่ยวข้องตัวกลางปฏิกิริยาและตัวแปรกระบวนการ (ใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาความดันอุณหภูมิ ฯลฯ ).

ด้วยเหตุนี้จึงควรศึกษาการก่อตัวของ epimers แต่ละคู่แยกจากกัน แต่ละอันมีกลไกและระบบเคมีของตัวเอง.

tautomerization

ในกระบวนการทั้งหมดของการก่อ epimer, tautomerization ของ diastereoisomers สองสามารถถือเป็นตัวอย่างทั่วไป.

สิ่งนี้ประกอบด้วยความสมดุลที่โมเลกุลมีรูปแบบ ketonic (C = O) หรือรูปแบบ enolic (C-OH) เมื่อรูปแบบคีโตนถูกเปลี่ยนการกำหนดค่าของคาร์บอนที่อยู่ติดกับกลุ่มคาร์บอนิล (ถ้ามันเป็น chiral) การเปลี่ยนแปลงสร้างคู่ของ epimers.

ตัวอย่างของที่กล่าวถึงข้างต้นคือคู่ cis-decalone และ trans-decalone.

โครงสร้างของ cis-decalone แสดงไว้ด้านบน อะตอม H ถูกพบที่ส่วนบนของวงแหวนทั้งสอง ในขณะที่ทรานส์ - รูปลอกนาอันหนึ่งอยู่เหนือวงแหวนและอีกอันอยู่ด้านล่าง คาร์บอนทางด้านซ้ายของกลุ่ม C = O คือศูนย์ chiral และดังนั้นสิ่งที่แตกต่างจาก epimers.

ตัวอย่าง

กลูโคสผิดปกติ

ในภาพด้านบนเรามีวงแหวนที่มีขนของ Anomers D-glucose สองอัน: αและβ จากวงแหวนจะเห็นได้ว่ากลุ่ม OH บนคาร์บอน 1 พบได้ในทิศทางเดียวกันของ OH ที่อยู่ติดกันในα-anomer หรือในทิศทางตรงกันข้ามเช่นเดียวกับในβ-anomer.

การคาดการณ์ของฟิชเชอร์ของ anomers ทั้งสอง (ทางด้านขวาของภาพ) สร้างความแตกต่างระหว่าง epimers ทั้งสองซึ่งในทางกลับกัน anomers ชัดเจนยิ่งขึ้น อย่างไรก็ตามα-anomers สองตัวอาจมีการกำหนดค่าเชิงพื้นที่ที่แตกต่างกันในหนึ่งของคาร์บอนอื่น ๆ และจึงเป็น epimers.

ในการฉาย C-1 ของฟิชเชอร์สำหรับα-anomer กลุ่ม OH "ดู" ทางด้านขวาในขณะที่β-anomer "มอง" ทางซ้าย.

Menthol isomers

ในภาพเรามีสเตอริโอไอโซเมอร์ทั้งหมดของโมเลกุลเมนทอล แต่ละคอลัมน์แสดงถึงคู่ของ enantiomers (สังเกตอย่างระมัดระวัง) ในขณะที่แถวสอดคล้องกับ diastereomers.

งั้น Epimers คืออะไร? พวกเขาจะต้องเป็นคนที่แทบจะแตกต่างในตำแหน่งเชิงพื้นที่ของคาร์บอนไม่มีอะไรเพิ่มเติม.

(+) - เมนทอลและ (-) - neoisomentol เป็น epimers และนอกจากนี้ diastereoisomers (พวกเขาไม่ได้อยู่ในคอลัมน์เดียวกัน) หากสังเกตในรายละเอียดทั้งในกลุ่ม -OH และ -CH₃ พวกเขาออกมาจากเครื่องบิน (เหนือวงแหวน) แต่ใน (-) - neoisomentol กลุ่ม isopropyl ก็ชี้ไปที่เครื่องบิน.

ไม่เพียง (+) - เมนทอลเป็น epimer ของ (-) - neoisomentol แต่ยัง (+) - neomenthol หลังแตกต่างกันเฉพาะในกลุ่มที่ -CH₃ จุดใต้ระนาบ epimers อื่น ๆ :

-(-) - isomentol และ (-) - neomentol

-(+) - isomentol และ (+) - neomentol

-(+) - neoisomentol และ (-) - neomentol

-(+) - neomentol และ (-) - neoisomentol

สเตอริโอไอโซเมอร์เหล่านี้เป็นตัวอย่างที่ใช้งานได้จริงเพื่ออธิบายแนวคิดของ epimers และสามารถเห็นได้ว่าจาก diastereoisomers หลายตัวหลายคนสามารถสร้างความแตกต่างให้เป็นคาร์บอนอสมมาตรหรือ chiral เดี่ยวได้เพียงอย่างเดียว.

การอ้างอิง

1. Graham Solomons T.W. , Craig B. Fryhle (2011) เคมีอินทรีย์ (10^TH ฉบับที่.) ไวลีย์พลัส.
2. Carey F. (2008) เคมีอินทรีย์ (ฉบับที่หก) Mc Graw Hill.
3. ห้องเรียนอุรุกวัย ( N.d. ) Epimers สืบค้นจาก: aulas.uruguayeduca.edu.uy
4. วิกิพีเดีย (2018) Epimer สืบค้นจาก: en.wikipedia.org/wiki/Epimer
5. Fray J. M. (2014) การสอบสวนการก่อตัวของ Epimer ในปฏิกิริยาของการมีเพศสัมพันธ์: การทดลองสำหรับนักศึกษาระดับปริญญาตรีขั้นสูง School of Chemistry, University of Nottingham, University Park, Nottingham NG7 2RD, สหราชอาณาจักร. J. Chem. Educ. 2014, 91, 1, 136-140
6. แสดงซ้ำ (1995) Racemization, Enantiomerization, Diastereomerization และ Epimerization: ความหมายและความสำคัญทางเภสัชวิทยา Chirality 7: 396-400.