Χαρακτηριστικά επιμερή, εκπαίδευση και παραδείγματα



Το επιμερή είναι διαστερεοϊσομερή στα οποία μόνο ένα από τα μη χειρόμορφα κέντρα τους διαφέρει από τη χωρική διαμόρφωση. σε αντίθεση με τα εναντιομερή, όπου όλα τα μη χειρόμορφα κέντρα έχουν διαφορετικές διαμορφώσεις και αντιπροσωπεύουν ένα ζευγάρι εικόνων καθρέφτη που δεν μπορούν να επικαλύψουν το ένα πάνω στο άλλο.

Τα υπόλοιπα διαστερεοϊσομερή (γεωμετρικά ισομερή, για παράδειγμα), μπορούν να έχουν περισσότερα από δύο κέντρα με διαφορετικές διαμορφώσεις. Συνεπώς, ένα μεγάλο ποσοστό στερεοϊσομερών είναι διαστερεοϊσομερή. ενώ τα επιμερή είναι πολύ λιγότερα, αλλά όχι για αυτό, λιγότερο σημαντικά.

Υποθέστε μια δομή με σκελετό μαύρων ατόμων που συνδέεται με τα γράμματα Α, Β, Γ και Δ (πάνω εικόνα). Η διακεκομμένη γραμμή αντιπροσωπεύει τον καθρέφτη, αποδεικνύοντας ότι το ζεύγος των ανωτέρω μορίων δεν είναι εναντιομερή, αφού όλα τα χειρόμορφα κέντρα έχουν την ίδια διαμόρφωση. εκτός από το πρώτο κέντρο, που συνδέεται με τα γράμματα Β και Δ.

Το μόριο στα αριστερά έχει το γράμμα D που κοιτάζει προς τα δεξιά, ενώ το γράμμα D του μορίου στα δεξιά φαίνεται προς τα αριστερά. Για να μάθουμε ποια θα είναι η διαμόρφωση του καθενός πρέπει να καταφύγουμε στο σύστημα (R-S) του Cahn-Ingold-Prelog.

Ευρετήριο

  • 1 Χαρακτηριστικά των επιμερών
  • 2 Εκπαίδευση
    • 2.1 Ταυτομερισμός
  • 3 Παραδείγματα
    • 3.1 Ανόμετρα γλυκόζης
    • 3.2 ισομερή της μενθόλης
  • 4 Αναφορές

Χαρακτηριστικά των επιμερών

Το κύριο χαρακτηριστικό των επιμερών έγκειται μόνο σε ένα μη χειρότερο (ή στερεογενές) κέντρο. Η αλλαγή του χωρικού προσανατολισμού των D και B μπορεί να οδηγήσει σε πιο σταθερούς ή ασταθείς διαμορφωτές. δηλαδή, οι περιστροφές των απλών συνδέσμων προκαλούν την εύρεση δύο ατόμων ή ομάδων ογκωδών ατόμων ή την απομάκρυνση.

Από αυτή την άποψη, ένα επιμερές μπορεί να είναι πολύ πιο σταθερό από το άλλο. Αυτός που, περιστρέφοντας τους δεσμούς, δημιουργεί πιο σταθερές δομές, θα είναι το επιμερές με τη μεγαλύτερη τάση να σχηματίζει μια ισορροπία.

Επιστρέφοντας στα γράμματα, τα D και B μπορούν να είναι πολύ ογκώδη, ενώ το C είναι ένα μικρό άτομο. Στη συνέχεια, με αυτόν τον τρόπο, το επιμερές στα δεξιά είναι πιο σταθερό, αφού οι D και C που βρίσκονται στα αριστερά των πρώτων δύο κέντρων υποφέρουν από λιγότερο στερεοχημική παρεμπόδιση.

Μικροσκοπικά, αυτό γίνεται χαρακτηριστικό του θεωρούμενου ζεύγους επιμερών. αλλά μακροσκοπικά, οι διαφορές επιδεινώνονται και τελειώνουν, για παράδειγμα, με σημεία τήξης, δείκτες διαθλάσεως, διαφορετικά φάσματα NMR (εκτός από πολλές άλλες ιδιότητες).

Αλλά στον τομέα της βιολογίας και των αντιδράσεων που καταλύονται από τα ένζυμα, είναι όπου τα επιμερή διαφοροποιούνται περαιτέρω. κάποιος θα μπορούσε να μεταβολίζεται από το σώμα, ενώ ο άλλος δεν το κάνει.

Εκπαίδευση

Πώς σχηματίζονται τα επιμερή; Μέσω μιας χημικής αντίδρασης που ονομάζεται επιμερισμός. Εάν και τα δύο επιμερή δεν διαφέρουν σε μεγάλο βαθμό σταθερότητας, δημιουργείται μια ισορροπία επιμερισμού, η οποία δεν είναι τίποτα περισσότερο από μια αλληλομετατροπή:

EpA <=> EpB

Όπου EpA είναι το επιμερές Α και το EpB το επιμερές Β. Αν ένας από αυτούς είναι πολύ πιο σταθερός από τον άλλο, θα έχει μεγαλύτερη συγκέντρωση και θα προκαλέσει αυτό που είναι γνωστό ως mutarotation. δηλαδή, θα είναι σε θέση να αλλάξει την κατεύθυνση μιας πολωμένης δέσμης φωτός.

Ο επιμερισμός μπορεί να μην είναι ισορροπία και επομένως να είναι μη αναστρέψιμος. Σε αυτές τις περιπτώσεις λαμβάνεται ένα ρακεμικό μίγμα διαστερεοϊσομερών EpA / EpB.

Η συνθετική οδός του επιμερούς ποικίλλει ανάλογα με τα αντιδραστήρια που εμπλέκονται, το μέσο αντίδρασης και τις μεταβλητές διεργασίας (χρήση καταλυτών, πίεση, θερμοκρασία κ.λπ.).

Για το λόγο αυτό, ο σχηματισμός κάθε ζεύγους επιμερών πρέπει να μελετηθεί ξεχωριστά από τους άλλους. το καθένα με τους δικούς του χημικούς μηχανισμούς και συστήματα.

Ταυτομερισμός

Μεταξύ όλων των διαδικασιών σχηματισμού επιμερών, ο ταυτομερισμός δύο διαστερεοϊσομερών μπορεί να θεωρηθεί ως γενικό παράδειγμα.

Αυτό αποτελείται από μια ισορροπία όπου το μόριο υιοθετεί μια κετονική (C = O) ή ενολική (C-OH) μορφή. Μόλις μετατραπεί η κετονική μορφή, αλλάζει η διαμόρφωση του άνθρακα δίπλα στην καρβονυλική ομάδα (εάν είναι χειρόμορφη), δημιουργώντας ένα ζεύγος επιμερών.

Ένα παράδειγμα των προαναφερθέντων είναι το ζεύγος cis-δεκαλόνης και τρανς-δεκαλόνης.

Η δομή της cis-δεκαλόνης φαίνεται παραπάνω. Τα άτομα Η βρίσκονται στο άνω μέρος των δύο δακτυλίων. ενώ στην trans-decalona, ​​κάποιος είναι πάνω από τους δακτυλίους, και ο άλλος είναι κάτω. Ο άνθρακας στα αριστερά της ομάδας C = O είναι το χειρόμορφο κέντρο και επομένως αυτός που διαφοροποιεί τα επιμερή.

Παραδείγματα

Ανόμετρα γλυκόζης

Στην άνω εικόνα έχουμε τους φουρικούς δακτυλίους των δύο ανωμερών D-γλυκόζης: α και β. Από τους δακτυλίους μπορεί να φανεί ότι οι ομάδες ΟΗ στον άνθρακα 1 βρίσκονται είτε στην ίδια κατεύθυνση του γειτονικού ΟΗ, στο α-ανωμερές, είτε σε αντίθετες κατευθύνσεις, όπως στο β-ανωμερές.

Οι προβολές των Fisher και των δύο ανόμερων (στα δεξιά της εικόνας) κάνουν τη διαφορά μεταξύ των δύο επιμερών, τα οποία με τη σειρά τους είναι ακόμη πιο καθαρά ανόμετρα. Πάντως, δύο α-ανόμερή μπορεί να έχουν διαφορετικές χωρικές διαμορφώσεις σε έναν από τους άλλους άνθρακες, και έτσι να είναι επιμερή.

Στο C-1 της προβολής του Fisher για το α-ανωμερές, η ομάδα OH "κοιτάζει" προς τα δεξιά, ενώ στο β-ανωμερές "βλέπει" προς τα αριστερά.

Ισομερή της μενθόλης

Στην εικόνα έχουμε όλα τα στερεοϊσομερή του μορίου της μενθόλης. Κάθε στήλη αντιπροσωπεύει ένα ζεύγος εναντιομερών (παρατηρήστε προσεκτικά), ενώ οι σειρές αντιστοιχούν στα διαστερεομερή.

Λοιπόν, ποια είναι τα επιμερή; Πρέπει να είναι εκείνοι που ελάχιστα διαφέρουν στη χωρική θέση ενός άνθρακα τίποτα περισσότερο.

Η (+) - μενθόλη και η (-) - νεοϊσομεντόλη είναι επιμερή, και επιπλέον, διαστερεοϊσομερή (δεν είναι στην ίδια στήλη). Αν παρατηρηθεί λεπτομερώς, και στις δύο ομάδες -ΟΗ και -CH3 βγαίνουν από το επίπεδο (πάνω από τον δακτύλιο), αλλά στην (-) - νεοϊσομεντέλη η ισοπροπυλική ομάδα επίσης δείχνει έξω από το επίπεδο.

Όχι μόνο (+) - μενθόλη είναι επιμερές της (-) - νεοϊσομεντόλης, αλλά και (+) - νεομενόλη. Το τελευταίο διαφέρει μόνο στο ότι η ομάδα -CH3 σημεία κάτω από το αεροπλάνο. Άλλα επιμερή είναι:

-(-) - ισομενόλη και (-) - νεομεντόλη

-(+) - ισομεταλλίου και (+) - νεομεντόλης

-(+) - νεοϊσομεντόλη και (-) - νεομεντόλη

-(+) - νεομενόλη και (-) - νεοϊσομεντόλη

Αυτά τα στερεοϊσομερή αντιπροσωπεύουν ένα πρακτικό παράδειγμα για την αποσαφήνιση της έννοιας των επιμερών και μπορούν να δουν ότι, από διάφορα διαστερεοϊσομερή, πολλά μπορούν να διαφοροποιηθούν μόνο σε έναν απλό ασύμμετρο ή χειρόμορφο άνθρακα.

Αναφορές

  1. Graham Solomons T.W., Craig Β. Fryhle. (2011). Οργανική Χημεία. (10th έκδοση.). Wiley Plus.
  2. Carey F. (2008). Οργανική Χημεία (Έκτη έκδοση). Mc Graw Hill.
  3. Τάξεις Uruguay Educa. (s.f.). Epimers Ανακτήθηκε από: aulas.uruguayeduca.edu.uy
  4. Wikipedia. (2018). Epimer. Ανακτήθηκε από: en.wikipedia.org/wiki/Epimer
  5. Fray J. Μ. (2014). Διερεύνηση σχηματισμού επιμερών σε αντιδράσεις σύζευξης αμιδίου: Πείραμα για προχωρημένους σπουδαστές. Σχολή Χημείας, Πανεπιστήμιο Nottingham, University Park, Nottingham NG7 2RD, Ηνωμένο Βασίλειο. J. Chem. 2014, 91, 1, 136-140
  6. Reist & col. (1995). Ρακεμισμός, Εναντιομερισμός, Διαστερεομερισμός και Επιμερισμός: Η σημασία τους και η Φαρμακολογική Σημασία. Chirality 7: 396-400.