The epimers ir diastereoizomēri, kur tikai viens no tās hirālu centru, atšķiras no telpisko konfigurāciju; atšķirībā no enantiomēriem, kur visiem akustiskajiem centriem ir atšķirīga konfigurācija, un tie attēlo spoguļattēlu pāri, kurus nevar uzlikt viens otram.
Pārējiem diastereoizomēriem (piemēram, ģeometriskiem izomēriem) var būt vairāk nekā divi centri ar atšķirīgu konfigurāciju. Tāpēc liela daļa stereoizomēru ir diastereoizomēri; kamēr epimetri ir daudz mazāk, bet ne šī iemesla dēļ - mazāk svarīgi.
Avots: Gabriel Bolívar
Pieņemsim, ka struktūra ir ar melnu atomu skeletu, kas savienots ar burtiem A, B, C un D (augšējais attēls). Punktētā līnija attēlo spoguli, parādot, ka iepriekš minētie molekulu pāri nav enantiomēri, jo visiem to hirālajiem centriem ir vienāda konfigurācija; izņemot pirmo centru, kas savienots ar burtiem B un D
Kreisajā pusē esošajai molekulai ir burts D, kas vērsts uz labo pusi, bet molekulas burts D, labajā pusē, vērsts uz kreiso pusi. Lai uzzinātu, kāda būs katra konfigurācija, izmantojiet Cahn-Ingold-Prelog sistēmu (RS).
Epimēru raksturojums
Epimēru galvenā īpašība ir tikai acirālā (vai stereogēnā) centrā. Mainot D un B telpisko orientāciju, konformeri var būt stabilāki vai nestabilāki; tas ir, atsevišķo saišu pagriešanās izraisa divu atomu vai lielgabarīta atomu grupu satikšanos vai attālināšanos.
Raugoties no šī viedokļa, viens epimērs var būt daudz stabilāks nekā otrs. Tas, kurš, pagriežot saites, rada stabilākas struktūras, būs epimērs ar vislielāko tendenci veidoties līdzsvarā.
Atgriežoties pie burtiem, D un B var būt ļoti apjomīgi, savukārt C ir mazs atoms. Tā kā labajā pusē esošais epimērs ir stabilāks, jo D un C, kas atrodas pa kreisi no pirmajiem diviem centriem, cieš no mazāk steriskiem traucējumiem.
Mikroskopiski tas kļūst par raksturīgu aplūkotajam epimeram; bet makroskopiski atšķirības tiek uzsvērtas, un, piemēram, tām ir dažādi kušanas punkti, refrakcijas rādītāji, NMR spektri (papildus daudzām citām īpašībām).
Bet bioloģijas un fermentu katalizēto reakciju jomā epimēri atšķiras vēl vairāk; vienu var metabolizēt ķermenis, bet otru - ne.
Apmācība
Kā veidojas epimetri? Caur ķīmisku reakciju, ko sauc par epimerizāciju. Ja abi epimetri stabilitātē ļoti neatšķiras, tiek izveidots epimerizācijas līdzsvars, kas ir nekas cits kā savstarpēja pārvēršana:
EpA <=> EpB
Kur EpA ir epimērs A un EpB ir epimērs B. Ja viens no tiem ir daudz stabilāks nekā otrs, tam būs augstāka koncentrācija un tas izraisīs tā saukto mutarotāciju; tas ir, tas spēs mainīt polarizētas gaismas stara virzienu.
Epimerizācija var nebūt līdzsvars un tāpēc neatgriezeniska. Šajos gadījumos tiek iegūts EpA / EpB diastereoizomēru rasēmiskais maisījums.
Epimēru sintētiskais ceļš mainās atkarībā no iesaistītajiem reaģentiem, reakcijas barotnes un procesa mainīgajiem (katalizatoru izmantošana, spiediens, temperatūra utt.).
Šī iemesla dēļ katra epimera pāra veidošanās jāpēta atsevišķi no pārējiem; katram ir savi ķīmiskie mehānismi un sistēmas.
Tautomerizācija
No visiem epimēru veidošanās procesiem divu diastereoizomēru tautomerizāciju var uzskatīt par vispārīgu piemēru.
Tas sastāv no līdzsvara, kurā molekula uzņem ketonu (C = O) vai enola (C-OH) formu. Kad ketoniskā forma ir pārveidota, mainās oglekļa konfigurācija, kas atrodas blakus karbonilgrupai (ja tā ir hirāla), veidojot epimēru pāri.
Iepriekšminētā piemērs ir cis-decalone un trans-decalone pāri.
Avots: Jü, no Wikimedia Commons
Cis-decalone struktūra ir parādīta iepriekš. H atomi atrodas divu gredzenu augšpusē; atrodoties transdekalonā, viens atrodas virs gredzeniem, bet otrs - zemāk. Ogleklis pa kreisi no C = O grupas ir hirālais centrs, un tāpēc tas, kas atšķir epimetrus.
Piemēri
Glikozes anomēri
Avots: miguelferig, no Wikimedia Commons
Attēla augšējā daļā ir D-glikozes divu anomēru furāna gredzeni: α un β. No gredzeniem var redzēt, ka OH grupas pie oglekļa 1 atrodas vai nu tādā pašā virzienā kā blakus esošie OH, α anomērā, vai pretējos virzienos, kā β anomērā.
Abu anomēru Fišera projekcijas (attēla labajā pusē) padara vēl skaidrāku atšķirību starp diviem epimeriem, kas paši ir anomēri. Tomēr diviem α anomēriem var būt atšķirīga telpiskā konfigurācija uz viena otra oglekļa, un tāpēc tie var būt epimeri.
C-1 Fišera projekcijā α anomēram OH grupa "izskatās" pa labi, bet β anomērā "izskatās" pa kreisi.
Mentola izomēri
Avots: Rolands Matterns, izmantojot Wikimedia Commons
Attēlā parādīti visi mentola molekulas stereoizomēri. Katra kolonna attēlo enantiomēru pāri (uzmanīgi novērojiet), savukārt rindas atbilst diastereoizomēriem.
Kas ir epimetri? Tiem jābūt tādiem, kas gandrīz neatšķiras viena oglekļa telpiskajā stāvoklī.
(+) - mentols un (-) - neoizomentols ir epimeri, turklāt diastereoizomēri (tie neatrodas vienā un tajā pašā kolonnā). Ja jūs skatāties uzmanīgi, gan -OH, gan -CH 3 grupās iziet no plaknes (virs gredzena), bet (-) - neoizomentholā izopropilgrupa arī norāda ārpus plaknes.
Ne tikai (+) - mentols ir epimerisks no (-) - neoisomentola, bet arī (+) - neomentols. Pēdējais atšķiras tikai ar to, ka grupa -CH 3 norāda uz plakni. Citi epimetri ir:
- (-) - izomentols un (-) - neomentols
- (+) - izomentols un (+) - neomentols
- (+) - neoizomentols un (-) - neomentols
- (+) - neomentols un (-) - neoisomentols
Šie stereoizomēri ir praktisks piemērs, lai precizētu epimeru jēdzienu, un jūs varat redzēt, ka no dažādiem diastereoizomēriem daudzi var atšķirties tikai vienā asimetriskā vai hirālā oglekļa formā.
Atsauces
- Grehems Solomons TW, Kreigs B. Frīls. (2011). Organiskā ķīmija. (10 th izdevums.). Wiley Plus.
- Carey F. (2008). Organiskā ķīmija. (Sestais izdevums). Mc Graw Hill.
- Urugvajas Educa klases. (sf). Epimēri. Atgūts no: aulas.uruguayeduca.edu.uy
- Wikipedia. (2018). Epimērs. Atgūts no: en.wikipedia.org/wiki/Epimer
- Fray JM (2014). Epimēra veidošanās izpēte amīda savienojuma reakcijās: Eksperiments pieredzējušiem bakalaura studentiem. Notifikācijas Universitātes Ķīmijas skola, University Park, Notingemas NG7 2RD, Lielbritānija. J. Chem. Educ., 2014, 91, 1, 136-140
- Reist & col. (deviņpadsmit deviņdesmit pieci). Racemizācija, enantiomerizācija, diastereomerizācija un epimerizācija: to nozīme un farmakoloģiskā nozīme. Chirality 7: 396-400.