Epimer ciri, latihan dan contoh



The epimer mereka adalah diastereoisomers di mana hanya salah satu pusat achiral mereka berbeza dari konfigurasi spasi; tidak seperti enantiomer, di mana semua pusat medis mempunyai konfigurasi yang berbeza, dan mewakili sepasang gambar cermin yang tidak dapat bertindih di atas yang lain.

Selebihnya diastereoisomers (misalnya isomer geometrik, misalnya), boleh mempunyai lebih daripada dua pusat dengan konfigurasi yang berbeza. Oleh itu, sebahagian besar stereoisomer adalah diastereoisomers; manakala epimer lebih kurang, tetapi bukan untuk itu, kurang penting.

Katakan struktur dengan rangka atom hitam dikaitkan dengan huruf A, B, C dan D (imej atas). Garis putus-putus mewakili cermin, menunjukkan bahawa pasangan molekul di atas bukan enantiomer, kerana semua pusat kirinya mempunyai konfigurasi yang sama; kecuali, pusat pertama, yang dikaitkan dengan huruf B dan D.

Molekul di sebelah kiri mempunyai huruf D yang kelihatan ke sebelah kanan, manakala huruf D dari molekul di sebelah kanan, kelihatan ke kiri. Untuk mengetahui apa yang akan menjadi konfigurasi setiap orang mesti menggunakan sistem (R-S) Cahn-Ingold-Prelog.

Indeks

  • 1 Ciri-ciri epimer
  • 2 Latihan
    • 2.1 Tautomerization
  • 3 Contoh
    • 3.1 anomer glukosa
    • 3.2 isomer Menthol
  • 4 Rujukan

Ciri-ciri epimer

Ciri utama epimer terletak hanya di pusat medis (atau stereogenik). Menukar orientasi spasial D dan B boleh menyebabkan konformer lebih stabil atau tidak stabil; iaitu, putaran hubungan mudah menyebabkan dua atom atau kumpulan atom yang besar dapat ditemui atau bergerak.

Dari perspektif ini, satu epimer boleh menjadi lebih stabil daripada yang lain. Orang yang, dengan berputar pautan mereka, menjana lebih stabil struktur, akan menjadi epimer dengan kecenderungan terbesar untuk membentuk keseimbangan.

Kembali ke huruf, D dan B dapat sangat besar, sedangkan C adalah atom kecil. Kemudian, dengan cara itu, epimer di sebelah kanan lebih stabil, kerana D dan C dijumpai di sebelah kiri dua pusat pertama yang mengalami penghalang kurang sterik.

Mikroskopis, ini menjadi ciri untuk sepasang epimer yang dipertimbangkan; tetapi secara makroskopik, perbezaannya semakin menonjol, dan akhirnya, sebagai contoh, mempunyai titik lebur, indeks bias, spektrum NMR yang berlainan (di samping banyak hartanah lain).

Tetapi dalam bidang biologi dan tindak balas yang dikatalisis oleh enzim, adalah di mana epimer dibezakan lagi; seseorang boleh dimetabolisme oleh tubuh, manakala yang lain tidak.

Latihan

Bagaimana epimer terbentuk? Melalui tindak balas kimia yang dipanggil epimerization. Jika kedua-dua epimer tidak berbeza dalam tahap kestabilan yang besar, keseimbangan epimerisasi ditubuhkan, yang tidak lebih daripada satu perselisihan:

EpA <=> EpB

Di mana EpA adalah epimer A, dan EpB epimer B. Jika salah satu daripada mereka lebih stabil daripada yang lain, ia akan mempunyai tumpuan yang lebih tinggi dan akan menyebabkan apa yang dikenali sebagai mutarotasi; iaitu, ia dapat mengubah arah pancaran cahaya terpolarisasi.

Epimerization mungkin bukan keseimbangan, dan oleh itu, tidak dapat dipulihkan. Dalam kes ini, campuran racemic daripada diasteroisomers EpA / EpB diperolehi.

Laluan sintetik epimer berbeza-beza bergantung kepada reagen yang terlibat, medium tindak balas, dan pembolehubah proses (penggunaan pemangkin, tekanan, suhu, dan lain-lain).

Oleh sebab itu, pembentukan setiap sepasang epimer perlu dikaji secara individu dari yang lain; masing-masing dengan mekanisme dan sistem kimianya sendiri.

Tautomerization

Di antara semua proses pembentukan epimer, tautomerisasi dua diastereoisomers boleh dianggap sebagai contoh umum.

Ini terdiri daripada keseimbangan di mana molekul itu menggunakan bentuk ketonik (C = O) atau enol (C-OH). Sebaik sahaja bentuk ketonik telah ditukar, konfigurasi karbon bersebelahan dengan kumpulan karbonil (jika ia adalah kiral) berubah, menghasilkan sepasang epimer.

Contoh yang disebutkan di atas ialah pasangan cis-decalone dan trans-decalone.

Struktur cis-decalone ditunjukkan di atas. Atom H terdapat di bahagian atas dua cincin; manakala di trans-decalona, ​​satu di atas cincin, dan yang lain di bawah. Karbon di sebelah kiri kumpulan C = O adalah pusat kiral, dan oleh itu, yang membezakan epimer.

Contohnya

Anomali glukosa

Dalam imej atas kita mempunyai cincin yang furan dari dua anomer D-glukosa: α dan β. Daripada gelang, dapat dilihat bahawa kumpulan OH pada karbon 1 didapati sama ada dalam arah yang sama OH berdekatan, dalam α-anomer, atau dalam arah yang bertentangan, seperti dalam β-anomer.

Unjuran The Fisher dari kedua-dua anomer (di sebelah kanan gambar) membuat perbezaan di antara kedua-dua epimer, yang, pada gilirannya, anomer lebih jelas. Walau bagaimanapun, dua α-anomer mungkin mempunyai konfigurasi spatial yang berbeza dalam salah satu daripada karbon lain, dan dengan itu menjadi epimer.

Dalam unjuran C-1 dari Fisher untuk α-anomer, kumpulan OH "kelihatan" ke kanan, manakala dalam β-anomer "kelihatan" ke kiri.

Isomer Menthol

Dalam imej kita mempunyai semua stereoisomer molekul menthol. Setiap lajur mewakili sepasang enantiomer (perhatikan dengan berhati-hati), manakala baris bersesuaian dengan penghasil diaster.

Jadi, apakah epimer? Mereka mestilah orang-orang yang hampir tidak berbeza dalam kedudukan spatial karbon tidak lebih.

The (+) - menthol dan (-) - neoisomentol adalah epimer, dan di samping itu, diastereoisomers (mereka tidak berada dalam ruang yang sama). Sekiranya diperhatikan secara terperinci, dalam kedua-dua kumpulan -OH dan -CH3 mereka keluar dari pesawat (di atas cincin), tetapi dalam (-) - neoisomentol kumpulan isopropil juga menunjukkan dari pesawat.

Bukan sahaja (+) - menthol adalah epimer (-) - neoisomentol, tetapi juga (+) - neomenthol. Yang kedua hanya berbeza dalam kumpulan -CH3 mata di bawah kapal terbang. Epimer lain adalah:

-(-) - isomentol dan (-) - neomentol

-(+) - isomentol dan (+) - neomentol

-(+) - neoisomentol dan (-) - neomentol

-(+) - neomentol dan (-) - neoisomentol

Stereoisomer ini merupakan contoh praktikal untuk menjelaskan konsep epimer, dan dapat dilihat bahawa, dari beberapa diastereoisomers, banyak dapat dibezakan hanya menjadi satu karbon asimetris atau kiral.

Rujukan

  1. Graham Solomons T.W, Craig B. Fryhle. (2011). Kimia Organik. (10th edisi.). Wiley Plus.
  2. Carey F. (2008). Kimia Organik (Edisi keenam). Mc Graw Hill.
  3. Bilik darjah Uruguay Educa. (s.f.). Epimers Diperolehi daripada: aulas.uruguayeduca.edu.uy
  4. Wikipedia. (2018). Epimer. Diperolehi daripada: en.wikipedia.org/wiki/Epimer
  5. Fray J. M. (2014). Penyiasatan Pembentukan Epimer dalam Reaksi Amida-Gandingan: Eksperimen untuk Pelajar Sarjana Muda Lanjutan. Sekolah Kimia, Universiti Nottingham, Universiti Park, Nottingham NG7 2RD, United Kingdom. J. Chem. Educ. 2014, 91, 1, 136-140
  6. Reist & col. (1995). Racemization, Enantiomerization, Diastereomerization and Epimerization: Kepentingan Maksud dan Farmakologi mereka. Chirality 7: 396-400.