ANOMERINĖ ANGLIS: CHARAKTERISTIKOS IR PAVYZDŽIAI - CHEMIJA - 2025

Anomerinis anglies yra stereocentro esančių ciklinės struktūros angliavandenių (mono- arba polisacharidai). Būdami stereocentru, tiksliau epimeriu, iš jo gaunami du diastereoizomerai, žymimi raidėmis α ir β; Tai yra anomerai ir yra plačiosios cukraus pasaulio nomenklatūros dalis.

Kiekvienas anomeras α arba β skiriasi anomerinės anglies OH grupės padėtimi žiedo atžvilgiu; tačiau abiejuose anomerinė anglis yra ta pati ir yra toje pačioje molekulės vietoje. Anomerai yra cikliniai hemiacetaliai, intramolekulinės reakcijos į atvirą cukrų grandinę produktas; yra aldozės (aldehidai) arba ketozės (ketonai).

Kėdės konformacija β-D-gliukopiranozei. Šaltinis: „Wikimedia“.

Viršutiniame paveikslėlyje parodyta kėdės β-D-gliukopiranozės formacija. Kaip matyti, jis susideda iš šešiabriaunio žiedo, turinčio deguonies atomą tarp 5 ir 1 anglies; pastaroji, tiksliau, pirmoji, yra anomerinė anglis, kuri sudaro du viengubus ryšius su dviem deguonies atomais.

Jei atidžiai, OH grupę, prijungtą prie anglies 1 yra orientuotas virš šešiakampio žiedo, kaip tai daro CH ₂ OH grupę (anglies 6). Tai yra β anomeras. Α anomeras, kita vertus, skirtųsi tik šioje OH grupėje, kuri būtų išdėstyta žemiau žiedo, lygiai kaip trans-diastereoizomeras.

Hemiocetaliai

Norint geriau suprasti ir atskirti anomerinę anglį, reikia šiek tiek įsigilinti į pusiacetalių sąvoką. Hemiacetaliai yra cheminės reakcijos tarp alkoholio ir aldehido (aldozės) arba ketono (ketozės) produktas.

Šią reakciją galima apibūdinti šia bendra chemine lygtimi:

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

Kaip matyti, alkoholis reaguoja su aldehidu, sudarydamas pusiacetalį. Kas nutiktų, jei ir R, ir R 'priklausytų tai pačiai grandinei? Tokiu atveju jūs turėtumėte ciklinį pusacetalį, ir vienintelis įmanomas būdas, kurį jis gali sudaryti, yra tas, kad molekulinėje struktūroje yra abi funkcinės grupės, -OH ir -CHO.

Be to, struktūrą turi sudaryti lanksti grandinė ir jungtys, galinčios palengvinti OH nukleofilinį puolimą link CHO grupės karbonilo anglies. Kai tai atsitiks, struktūra uždaroma į penkių ar šešių narių žiedą.

Ciklinis hemiacetalis

Ciklinis hemiacetalio susidarymas. Šaltinis: Alejandro Porto

Gliukozės monosacharido ciklinio pusacetalio susidarymo pavyzdys parodytas aukščiau esančiame paveikslėlyje. Galima pastebėti, kad jis susideda iš aldozės su aldehido grupe CHO (anglis 1). Tai užpuolė OH anglies 5 grupė, kaip rodo raudona rodyklė.

Struktūra pereina nuo atviros grandinės (gliukozės) iki pirano žiedo (gliukopiranozės). Iš pradžių gali nebūti ryšio tarp šios ir ką tik paaiškintos hemiacetalio reakcijos; bet jei žiedas yra atidžiai stebėti, konkrečiai C ⁵ -OC ¹ (OH) -C ^{2 skyrių} , ji bus vertinama, kad ji atitinka numatomą skeleto dėl hemiacetal.

5 ir 2 angliavandeniliai atitinkamai nurodo R ir R '. Kadangi tai yra tos pačios struktūros dalis, tada jis yra ciklinis pusacetalis (o žiedo užtenka, kad būtų akivaizdu).

Anomerinės anglies savybės ir kaip ją atpažinti

Kur yra anomerinė anglis? Kalbant apie gliukozę, tai yra CHO grupė, kuriai gali būti nukleofilinis išpuolis iš OH tiek žemiau, tiek aukščiau. Atsižvelgiant į atakos orientaciją, susidaro du skirtingi anomerai: α ir β, kaip jau minėta.

Todėl pirmoji šios anglies savybė yra tai, kad atviroje cukraus grandinėje ji patiria nukleofilinę ataką; tai yra, jis yra CHO grupė, už aldoses, arba R ₂ , C = O grupę, už ketoses. Tačiau susidarius cikliniam pusacetaliui ar žiedui, ši anglis gali atrodyti.

Būtent čia nustatomos kitos specifiškesnės savybės, nustatančios jį bet kuriame pyranoriniame arba furanoziniame visų angliavandenių žiede:

-Anomerinė anglis visada yra dešinėje arba kairėje deguonies atomo, sudarančio žiedą.

-Even daugiau svarbu, jis yra susijęs ne tik į šį deguonies atomo, bet taip pat į OH grupe, iš CHO arba R ₂ C = O.

-Jis yra asimetriškas, tai yra, jis turi keturis skirtingus pakaitus.

Turint šias keturias savybes lengva atpažinti anomerinę anglį, žiūrint į bet kokią „saldią struktūrą“.

Pavyzdžiai

1 pavyzdys

β-D-fruktofuranozė. Šaltinis: NEUROtiker (aptarimas • prisideda)

Viršuje yra β-D-fruktofuranozė, ciklinis pusacetalis su penkių narių žiedu.

Norėdami nustatyti anomerinę anglį, pirmiausia turime pažvelgti į anglį, esančią kairėje ir dešinėje deguonies atomo, sudarančio žiedą. Tada tas, kuris yra susijęs su OH grupe, yra anomerinė anglis; kuri šiuo atveju jau yra suapvalinta raudona spalva.

Tai yra β anomeras dėl to, kad anomerinio anglies OH yra virš žiedo, kaip yra CH ₂ OH grupė.

2 pavyzdys

Sacharozė. Šaltinis: NEUROtiker per Vikipediją.

Dabar mes bandome paaiškinti, kokie yra anomeriniai angliavandeniai sacharozės struktūroje. Kaip matyti, jis susideda iš dviejų monosacharidų, kovalentiškai sujungtų glikozidiniu ryšiu -O-.

Dešinėje esantis žiedas yra visiškai tas pats, ką tik paminėtas: β-D-fruktofuranozė, tik jis „aplenktas“ į kairę. Anomerinė anglis ankstesniu atveju išlieka ta pati ir atitinka visas savybes, kurių būtų galima tikėtis iš jos.

Kita vertus, žiedas kairėje yra α-D-gliukopiranozė.

Pakartojant tą pačią anomerinę anglies atpažinimo procedūrą, apžiūrint du deguonies atomo kairėje ir dešinėje esančius anglius, nustatoma, kad dešinė anglis yra ta, kuri yra sujungta su OH grupe; kuris dalyvauja gliukozidiniame ryšyje.

Todėl abu anomeriniai angliavandeniliai yra sujungti -O- jungtimi, todėl jie yra uždari raudonais apskritimais.

3 pavyzdys

Celiuliozė. Šaltinis: NEUROtiker

Galiausiai siūloma nustatyti dviejų celiuliozės gliukozės vienetų anomerinius anglies junginius. Vėl pastebimi žiedai, esantys aplink deguonį aplink žiedą, ir nustatyta, kad kairėje esančioje gliukozės žiede anomerinė anglis dalyvauja glikozidiniame ryšyje (uždarame raudoname apskritime).

Dešinėje esančioje gliukozės žiede anomerinė anglis yra deguonies dešinėje ir yra lengvai atpažįstama, nes yra prisijungusi prie glikozidinės jungties deguonies. Taigi abu anomeriniai angliavandeniliai yra visiškai identifikuojami.

Nuorodos

1. Morrison, RT ir Boyd, R, N. (1987). Organinė chemija. 5 ^ta leidimas. Redakcija Addison-Wesley Interamericana.
2. Carey F. (2008). Organinė chemija. (Šeštas leidimas). Mc Graw Hill.
3. Grahamas Solomonsas TW, Craigas B. Fryhle'as. (2011). Organinė chemija. Aminai. (10 ^-asis leidimas). „Wiley Plus“.
4. Rendina G. (1974). Taikomosios biochemijos metodikos. „Interamericana“, Meksika.
5. Chang S. (nd). Anomerinės anglies vadovas: Kas yra anomerinė anglis? . Atkurta iš: chem.ucla.edu
6. Gunawardena G. (2018 m. Kovo 13 d.). Anomerinės anglys. Chemija „LibreTexts“. Atkurta iš: chem.libretexts.org
7. Foist L. (2019). Anomerinė anglis: apibrėžimas ir apžvalga. Tyrimas. Atgauta iš: study.com