Характерные эпимеры, тренировки и примеры



эпимеры они являются диастереоизомерами, у которых только один из их ахиральных центров отличается от пространственной конфигурации; в отличие от энантиомеров, где все ахиральные центры имеют разные конфигурации и представляют собой пару зеркальных изображений, которые не могут перекрывать друг друга.

Остальные диастереоизомеры (например, геометрические изомеры) могут иметь более двух центров с различной конфигурацией. Следовательно, большой процент стереоизомеров являются диастереоизомерами; в то время как эпимеры гораздо меньше, но не для этого менее важны.

Предположим, что структура со скелетом черных атомов связана с буквами A, B, C и D (верхнее изображение). Пунктирная линия представляет зеркало, демонстрирующее, что пара молекул выше не является энантиомерами, поскольку все их хиральные центры имеют одинаковую конфигурацию; кроме первого центра, связанного с буквами B и D.

Молекула слева имеет букву D, смотрящую справа, в то время как буква D молекулы справа смотрит налево. Чтобы знать, какой будет конфигурация каждого, нужно прибегнуть к системе (R-S) Cahn-Ingold-Prelog.

индекс

  • 1 Характеристика эпимеров
  • 2 Обучение
    • 2.1 Таутомеризация
  • 3 примера
    • 3.1 Аномеры глюкозы
    • 3.2 Ментоловые изомеры
  • 4 Ссылки

Характеристика эпимеров

Основная характеристика эпимеров заключается только в ахиральном (или стереогенном) центре. Изменение пространственной ориентации D и B может привести к более стабильным или нестабильным конформерам; то есть вращение простых связей приводит к тому, что два атома или группы громоздких атомов обнаруживаются или удаляются.

С этой точки зрения, один эпимер может быть гораздо более стабильным, чем другой. Тот, кто, вращая свои связи, генерирует более устойчивые структуры, будет эпимером с наибольшей тенденцией к формированию баланса.

Возвращаясь к буквам, D и B могут быть очень объемными, а C - маленьким атомом. Тогда, таким образом, эпимер справа является более стабильным, поскольку D и C, обнаруженные слева от первых двух центров, страдают от меньшего стерического затруднения..

Микроскопически это становится характеристикой для пары рассматриваемых эпимеров; но макроскопически различия усиливаются и заканчиваются, например, наличием точек плавления, показателей преломления, разных спектров ЯМР (в дополнение ко многим другим свойствам).

Но в области биологии и реакций, катализируемых ферментами, эпимеры еще более дифференцированы; один может быть усвоен организмом, а другой нет.

обучение

Как образуются эпимеры? Через химическую реакцию, названную эпимеризацией. Если оба эпимера не отличаются большой степенью стабильности, устанавливается равновесие эпимеризации, которое является не чем иным, как взаимопревращением:

ЕРА <=> EPB

Если EpA представляет собой эпимер A, а EpB представляет собой эпимер B. Если один из них намного более стабилен, чем другой, он будет иметь более высокую концентрацию и вызывать так называемую мутаротацию; то есть, он сможет изменить направление поляризованного луча света.

Эпимеризация не может быть равновесной и, следовательно, быть необратимой. В этих случаях получается рацемическая смесь диастереоизомеров EpA / EpB..

Синтетический путь эпимера варьируется в зависимости от того, какие реагенты используются, реакционной среды и переменных процесса (использование катализаторов, давление, температура и т. Д.).

По этой причине формирование каждой пары эпимеров следует изучать отдельно от других; каждый со своими химическими механизмами и системами.

таутомеризация

Среди всех процессов образования эпимеров таутомеризация двух диастереоизомеров может рассматриваться как общий пример..

Это состоит из баланса, где молекула принимает кетоническую (C = O) или енольную (C-OH) форму. Как только кетоновая форма была преобразована, конфигурация углерода, смежного с карбонильной группой (если она хиральная), изменяется, образуя пару эпимеров.

Примером вышеупомянутого является пара цис-декалон и транс-декалон.

Структура цис-декалона показана выше. Атомы Н находятся в верхней части двух колец; в то время как в транс-декалоне один находится выше колец, а другой - ниже. Углерод слева от группы C = O является хиральным центром и, следовательно, тем, который дифференцирует эпимеры..

примеров

Глюкозные аномеры

На верхнем изображении мы видим фурановые кольца двух аномеров D-глюкозы: α и β. Из колец видно, что ОН-группы на углероде 1 находятся либо в том же направлении соседнего ОН, в α-аномере, либо в противоположных направлениях, как в β-аномере..

Проекции Фишера для обоих аномеров (справа от изображения) делают разницу между обоими эпимерами, которые, в свою очередь, еще более ясны для аномеров. Однако два α-аномера могут иметь разные пространственные конфигурации в одном из других атомов углерода и, следовательно, могут быть эпимерами.

В C-1 проекции Фишера для α-аномера группа ОН «смотрит» направо, а в β-аномере «смотрит» налево.

Ментоловые изомеры

На изображении мы видим все стереоизомеры молекулы ментола. Каждый столбец представляет пару энантиомеров (внимательно наблюдайте), а строки соответствуют диастереомерам.

Итак, каковы эпимеры? Это должны быть те, которые едва различаются по пространственному положению углерода и не более.

(+) - Ментол и (-) - неоизоментол являются эпимерами и, кроме того, диастереоизомерами (они не находятся в одном столбце). Если наблюдать подробно, в обеих группах -ОН и -СН3 они выходят из плоскости (над кольцом), но в (-) - неоизоментоле изопропильная группа также указывает из плоскости.

Эпимером (-) - неоизоментола является не только (+) - ментол, но также (+) - неоентол. Последний отличается только тем, что группа -CH3 указывает ниже плоскости. Другие эпимеры:

-(-) - изоментол и (-) - неоментол

-(+) - изоментол и (+) - неоментол

-(+) - неоизоментол и (-) - неоментол

-(+) - Неоментол и (-) - Неоизоментол

Эти стереоизомеры представляют практический пример для разъяснения концепции эпимеров, и можно видеть, что из нескольких диастереоизомеров многие могут быть дифференцированы только в один асимметричный или хиральный углерод.

ссылки

  1. Грэм Соломонс Т.В., Крейг Б. Фрайл. (2011). Органическая химия. (10го издание.). Wiley Plus.
  2. Кэри Ф. (2008). Органическая химия (Шестое издание). Mc Graw Hill.
  3. Учебные классы Уругвая Educa. (Н.Д.). Эпимеры. Получено от: aulas.uruguayeduca.edu.uy
  4. Wikipedia. (2018). Эпимеров. Получено с: en.wikipedia.org/wiki/Epimer
  5. Фрай Дж. М. (2014). Исследование образования эпимеров в реакциях амидной связи: эксперимент для продвинутых студентов. Школа химии, Ноттингемский университет, Университетский парк, Ноттингем NG7 2RD, Великобритания. J. Chem. Educ. 2014, 91, 1, 136-140
  6. Reist & Col. (1995). Рацемизация, энантиомеризация, диастереомеризация и эпимеризация: их значение и фармакологическое значение. Хиральность 7: 396-400.