Det anomert kulstof det er et stereocenter til stede i de cykliske strukturer af kulhydrater (mono eller polysaccharider). At være et stereocenter, mere præcist en epimer, er to diastereoisomerer afledt af det, der er betegnet med bogstaverne α og β; disse er anomerer og er en del af den omfattende nomenklatur i verdenen af sukker.
Hver anomer, α eller β, adskiller sig i positionen af OH-gruppen i det anomere carbon i forhold til ringen; men i begge er det anomere kulstof det samme, og det er placeret på samme sted i molekylet. Anomerer er cykliske hemiacetaler, produktet af en intramolekylær reaktion i den åbne kæde af sukker; hvad enten aldoser (aldehyder) eller ketoser (ketoner).
Det øverste billede viser stolkonformationen for β-D-glucopyranose. Som det kan ses, består den af en seksleddet ring, der inkluderer et oxygenatom mellem carbon 5 og 1; sidstnævnte, eller rettere den første, er det anomere carbon, der danner to enkle bindinger med to iltatomer.
Hvis du ser nøje, er OH-gruppen, der er knyttet til carbon 1, orienteret over den sekskantede ring, ligesom CH-gruppen gør dettoOH (carbon 6). Dette er β-anomeren. A-anomeren ville derimod kun adskille sig i denne OH-gruppe, som ville være placeret nede i ringen, ligesom om det var en transdiastereoisomer..
Artikelindeks
Det er nødvendigt at gå lidt dybere ind i begrebet hemiacetaler for bedre at forstå og skelne mellem anomert kulstof. Hemiacetaler er produktet af en kemisk reaktion mellem en alkohol og et aldehyd (aldoser) eller en keton (ketoser).
Denne reaktion kan repræsenteres af følgende generelle kemiske ligning:
ROH + R'CHO => ROCH (OH) R '
Som det kan ses, reagerer en alkohol med et aldehyd for at danne hemiacetal. Hvad ville der ske, hvis både R og R 'hører til den samme kæde? I så fald ville du have et cyklisk hemiacetal, og den eneste mulige måde, det kan dannes på, er at begge funktionelle grupper, -OH og -CHO, er til stede i molekylstrukturen..
Desuden skal strukturen bestå af en fleksibel kæde og med bindinger, der er i stand til at lette det nukleofile angreb af OH mod carbonylcarbonet i CHO-gruppen. Når dette sker, lukkes strukturen i en ring med fem eller seks led..
Et eksempel på dannelsen af et cyklisk hemiacetal for glucosemonosaccharid er vist på billedet ovenfor. Det kan ses at bestå af en aldose med en aldehydgruppe CHO (carbon 1). Dette angribes af OH-gruppen af kulstof 5, som angivet af den røde pil.
Strukturen går fra at være en åben kæde (glukose) til en pyranøs ring (glukopyranose). I starten er der muligvis ingen sammenhæng mellem denne reaktion og den, der netop er forklaret for hemiacetal; men hvis du ser nøje på ringen, specifikt i afsnit C5-O-C1(OH) -Cto, det vil forstås, at dette svarer til det forventede skelet for en hemiacetal.
Kulstoffer 5 og 2 repræsenterer henholdsvis R og R 'i den generelle ligning. Da disse er en del af den samme struktur, er det derefter en cyklisk hemiacetal (og ringen er nok til at være tydelig).
Hvor er det anomere kulstof? I glukose er dette CHO-gruppen, som kan gennemgå nukleofilt angreb af OH enten nedenunder eller derover. Afhængigt af angrebsretningen dannes to forskellige anomerer: α og β, som allerede nævnt..
Derfor er et første kendetegn, som dette kulstof besidder, at det i den åbne kæde af sukker er det, der lider af det nukleofile angreb; det vil sige, det er CHO-gruppen for aldoser eller R-gruppentoC = O, for ketoser. Men når den cykliske hemiacetal eller ringen er dannet, kan dette kulstof synes at være forsvundet..
Det er her, der er andre mere specifikke egenskaber til at lokalisere det i enhver pyranøs eller furanose ring af alle kulhydrater:
-Det anomere kulstof er altid til højre eller venstre for det oxygenatom, der udgør ringen.
-Endnu vigtigere er det ikke kun forbundet med dette iltatom, men også til OH-gruppen, der kommer fra CHO eller RtoC = O.
-Det er asymmetrisk, det vil sige, det har fire forskellige substituenter.
Med disse fire karakteristika er det let at genkende anomert kulstof ved at se på enhver "sød struktur".
Ovenfor er β-D-fructofuranose, en cyklisk hemiacetal med en femleddet ring..
For at identificere det anomere kulstof skal du først se på kulstofferne på venstre og højre side af det iltatom, der udgør ringen. Derefter er den, der er bundet til OH-gruppen, det anomere carbon; som i dette tilfælde allerede er cirkuleret i rødt.
Dette er β-anomeren, fordi OH af det anomere carbon er over ringen, ligesom CH-gruppen ertoÅh.
Nu prøver vi at forklare, hvad der er de anomere kulstoffer i strukturen af saccharose. Som det kan ses, består den af to monosaccharider, der er kovalent bundet af en glykosidisk binding, -O-.
Ringen til højre er nøjagtig den samme, som netop er nævnt: β-D-fructofuranose, kun den “vendes” til venstre. Det anomere kulstof forbliver det samme i det foregående tilfælde og opfylder alle de egenskaber, der kunne forventes af det.
På den anden side er ringen til venstre α-D-glucopyranose.
Når man gentager den samme anomere genkendelsesprocedure med kulstof, når man ser på de to carbonatomer på venstre og højre side af oxygenatomet, viser det sig, at det rigtige carbon er det, der er bundet til OH-gruppen som deltager i den glykosidiske binding.
Derfor er begge anomere carbonforbindelser forbundet med -O-bindingen, og derfor er de lukket i røde cirkler..
Endelig foreslås det at identificere de anomere carbonatomer i to glucoseenheder i cellulose. Igen observeres kulstofferne omkring iltet i ringen, og det viser sig, at i det glukose ring til venstre deltager det anomere kulstof i den glykosidiske binding (lukket i den røde cirkel).
I glukoseringen til højre er det anomere kulstof imidlertid til højre for ilt og identificeres let, fordi det er knyttet til iltet i den glykosidiske binding. Således identificeres begge anomere carbonatomer fuldt ud.
Endnu ingen kommentarer