PROFILPELAJAR.COM

Anomer

U kemiji ugljikohidrata, par anomera (od grčkog ἄνω 'gore, iznad' i μέρος 'dio') je par gotovo identičnih stereoizomera ili dijastereomera koji se razlikuju samo po anomernom ugljiku, ugljikovom atomu koji nosi aldehid ili keton u obliku otvorenog lanca šećera. Međutim, da bi anomeri postojali, šećer mora biti u svom cikličkom obliku, budući da je u obliku otvorenog lanca anomerni atom ugljika planaran i stoga akiralan. Formalnije rečeno, anomer je epimer na hemiacetal/hemiketal ugljikovom atomu u cikličkom saharidu.[1]

Anomerizacija je proces pretvorbe jednog anomera u drugi. Kao što je tipično za stereoizomerne spojeve, različiti anomeri imaju različita fizikalna svojstva, tališta i specifična zakretanja.

Nomenklatura

Različite projekcije α-D-glukopiranoze. 1 = Fischerova projekcija s C-1 na vrhu anomernog središta. C-5 je anomerni referentni atom. Sl. 4 = apsolutne konfiguracije.

Svaka dva anomera označena su alfa (α) ili beta (β), prema konfiguracijskom odnosu između anomernog središta i anomernog referentnog atoma, stoga su oni relativni stereodeskriptori.[2] Anomerni centar u poluacetalima je anomerni ugljik C-1; u hemiketalima, to je ugljik izveden iz karbonila ketona (npr. C-2 u D-fruktozi). U aldoheksozama anomerni referentni atom je stereocentar koji je najudaljeniji od anomernog ugljika u prstenu (konfiguracijski atom, koji definira šećer kao D ili L). Na primjer, u α-D-glukopiranozi referentni atom je C-5.

Ako je u cikličkoj Fischerovoj projekciji[3] egzociklički atom kisika u anomernom središtu cis (na istoj strani) egzocikličkom kisiku vezanom za anomerni referentni atom (u OH skupini), anomer je α. Ako su dva kisika trans (na različitim stranama), anomer je β.[4]

Anomerizacija

Anomerizacija je proces pretvorbe jednog anomera u drugi. Za reducirajuće šećere, anomerizacija se naziva mutarotacija i lako se javlja u otopini, a katalizirana je kiselinom i bazom. Ovaj reverzibilni proces obično dovodi do anomerne smjese u kojoj se konačno postiže ravnoteža između dva pojedinačna anomera.

Omjer dva anomera specifičan je za dotični šećer. Na primjer, bez obzira na konfiguraciju početne D-glukoze, otopina će se postupno kretati prema mješavini približno 64 % β-D-glukopiranozida i 36 % α-D-glukopiranoze. Kako se omjer mijenja, mijenja se optička rotacija smjese; taj se fenomen naziva mutarotacija.

Mehanizam anomerizacije

Iako su ciklički oblici šećera obično jako favorizirani, poluacetali u vodenoj otopini su u ravnoteži sa svojim oblicima otvorenog lanca. U aldoheksozama se ova ravnoteža uspostavlja jer se poluacetalna veza između C-1 (ugljika vezanog na dva kisika) i C-5 kisika cijepa (tvoreći spoj otvorenog lanca) i reformira (tvoreći ciklički spoj). Kada se poluacetalna skupina reformira, OH skupina na C-5 može napasti bilo koju od dvije stereokemijski različite strane aldehidne skupine na C-1. Koju stranu napada određuje hoće li se formirati α- ili β-anomer.

Anomerizacija glikozida obično se događa u kiselim uvjetima. Tipično, anomerizacija se događa kroz protoniranje egzocikličkog acetalnog kisika, ionizaciju kako bi se formirao oksokarbenijev ion uz oslobađanje alkohola i nukleofilni napad alkohola na stražnju stranu oksokarbenijevog iona, nakon čega slijedi deprotonacija.

Fizikalna svojstva i stabilnost

Anomeri se razlikuju po strukturi i stoga imaju različite stabilizirajuće i destabilizirajuće učinke jedni od drugih. Glavni čimbenici koji doprinose stabilnosti određenog anomera su:

  • Anomerni učinak, koji stabilizira anomer koji ima elektron-donirajuću skupinu (obično atom kisika ili dušika) u aksijalnoj orijentaciji na prstenu. Taj se učinak ukida u polarnim otapalima poput vode.
  • 1,3-diaksijalno međudjelovanje, koje obično destabiliziraju anomer koji ima anomernu skupinu u aksijalnoj orijentaciji na prstenu. Ovaj učinak je posebno uočljiv u piranozama i drugim šesteročlanim prstenastim spojevima. Ovo je glavni čimbenik u vodi.
  • Vodikove veze između anomerne skupine i drugih skupina na prstenu, dovode do stabilizacije anomera.
  • Dipolarno odbijanje između anomerne skupine i drugih skupina na prstenu, što dovodi do destabilizacije anomera.

Za D-glukopiranozid, β-anomer je stabilniji anomer u vodi. Za D-manopiranozu, α-anomer je stabilniji anomer.

Budući da su anomeri dijastereomeri jedni drugima, često se razlikuju u fizičkim i kemijskim svojstvima. Jedno od najvažnijih fizikalnih svojstava koje se koristi za proučavanje anomera je specifično zakretanje, koja se može pratiti polarimetrijom.

Izvori

  1. ↑ Francis Carey (2000). Organic Chemistry (4th ed.). McGraw-Hill Higher Education.
  2. ↑ IUPAC, Compendium of Chemical Terminology, 2nd ed. (the "Gold Book") (1997). Online corrected version: (2006–) "α (alpha), β (beta)". doi:10.1351/goldbook.A00003
  3. ↑ "Chemistry - Queen Mary University of London".
  4. ↑ Nomenclature of Carbohydrates (Recommendations 1996)

Content Disclaimer

Informasi ini disarikan dari Wikipedia dan disajikan kembali untuk tujuan edukasi. Konten tersedia di bawah lisensi CC BY-SA 3.0. Kami tidak bertanggung jawab atas ketidakakuratan data yang bersumber dari kontribusi publik tersebut.

  1. The information displayed on this website is sourced in part or in whole from Wikipedia and has been adapted for the purpose of restating it. We strive to provide accurate and relevant information, however:
  2. There is no guarantee of absolute accuracy. Wikipedia is an open, collaborative project that can be edited by anyone, so information is subject to change.
  3. It is not intended to constitute professional advice. The content displayed is for informational and educational purposes only. For important decisions (e.g., medical, legal, or financial), please consult a professional.
  4. Content copyright. Wikipedia is licensed under the Creative Commons Attribution-ShareAlike License (CC BY-SA). This means that content may be reused with appropriate attribution and shared under a similar license.
  5. Responsible use. Any risk arising from the use of information from this website is entirely the responsibility of the user.