Epimers karakteristik, pelatihan, dan contoh



itu epimers mereka adalah diastereoisomer di mana hanya satu pusat achiral mereka berbeda dari konfigurasi spasial; tidak seperti enansiomer, di mana semua pusat achiral memiliki konfigurasi yang berbeda, dan mewakili sepasang gambar cermin yang tidak dapat tumpang tindih satu sama lain.

Sisa diastereoisomer (isomer geometri, misalnya), dapat memiliki lebih dari dua pusat dengan konfigurasi yang berbeda. Oleh karena itu, sebagian besar stereoisomer adalah diastereoisomer; sementara epimer jauh lebih sedikit, tetapi tidak untuk itu, kurang penting.

Misalkan struktur dengan kerangka atom hitam dihubungkan ke huruf A, B, C dan D (gambar atas). Garis putus-putus mewakili cermin, menunjukkan bahwa pasangan molekul di atas bukan enansiomer, karena semua pusat kiral mereka memiliki konfigurasi yang sama; kecuali, pusat pertama, ditautkan dengan huruf B dan D.

Molekul di sebelah kiri memiliki huruf D yang menghadap ke kanan, sedangkan huruf D dari molekul di sebelah kanan, terlihat ke kiri. Untuk mengetahui apa yang akan menjadi konfigurasi masing-masing harus menggunakan sistem (R-S) dari Cahn-Ingold-Prelog.

Indeks

  • 1 Karakteristik epimers
  • 2 Pelatihan
    • 2.1 Otautautisasi
  • 3 Contoh
    • 3.1 Glomer anomer
    • 3.2 isomer Mentol
  • 4 Referensi

Karakteristik epimers

Karakteristik utama dari epimers hanya terletak di pusat achiral (atau stereogenik). Mengubah orientasi spasial D dan B dapat menghasilkan konformer yang lebih stabil atau tidak stabil; yaitu, rotasi tautan sederhana menyebabkan dua atom atau kelompok atom besar ditemukan atau menjauh.

Dari perspektif ini, satu epimer bisa jauh lebih stabil daripada yang lain. Orang yang, dengan memutar mata rantai mereka, menghasilkan struktur yang lebih stabil, akan menjadi epimer dengan kecenderungan terbesar untuk membentuk keseimbangan..

Kembali ke huruf-huruf, D dan B bisa sangat produktif, sedangkan C adalah atom kecil. Kemudian, dengan cara itu, epimer di sebelah kanan lebih stabil, karena D dan C yang ditemukan di sebelah kiri dua pusat pertama menderita hambatan sterik.

Secara mikroskopis, ini menjadi karakteristik untuk sepasang epimers yang dipertimbangkan; tetapi secara makroskopis, perbedaannya ditekankan, dan akhirnya, misalnya, memiliki titik leleh, indeks bias, spektrum NMR yang berbeda (di samping banyak properti lainnya).

Tetapi di bidang biologi dan reaksi yang dikatalisasi oleh enzim, adalah di mana epimers lebih lanjut dibedakan; satu bisa dimetabolisme oleh tubuh, sementara yang lain tidak.

Pelatihan

Bagaimana epimers terbentuk? Melalui reaksi kimia yang disebut epimerisasi. Jika kedua epimers tidak berbeda dalam tingkat stabilitas yang besar, keseimbangan epimerisasi dibuat, yang tidak lebih dari sebuah interkonversi:

Epa <=> EpB

Di mana EpA adalah epimer A, dan EpB epimer B. Jika salah satu dari mereka jauh lebih stabil daripada yang lain, itu akan memiliki konsentrasi yang lebih tinggi dan akan menyebabkan apa yang dikenal sebagai mutarotation; artinya, ia akan dapat mengubah arah sinar cahaya yang terpolarisasi.

Epimerisasi mungkin bukan ekuilibrium, dan karenanya, tidak dapat dipulihkan. Dalam kasus ini campuran rasemat dari diasteroisomer EpA / EpB diperoleh.

Rute sintetis epimer bervariasi tergantung pada reagen yang terlibat, media reaksi, dan variabel proses (penggunaan katalis, tekanan, suhu, dll.).

Untuk alasan ini pembentukan masing-masing pasangan epimers harus dipelajari secara terpisah dari yang lain; masing-masing dengan mekanisme dan sistem kimianya sendiri.

Tautomerisasi

Di antara semua proses pembentukan epimer, tautomerisasi dua diastereoisomer dapat dianggap sebagai contoh umum.

Ini terdiri dari keseimbangan di mana molekul mengadopsi bentuk ketonik (C = O) atau enolik (C-OH). Setelah bentuk keton dikonversi, konfigurasi karbon yang berdekatan dengan gugus karbonil (jika kiral) berubah, menghasilkan sepasang epimers..

Contoh dari yang disebutkan di atas adalah pasangan cis-decalone dan trans-decalone.

Struktur cis-decalone ditunjukkan di atas. Atom H ditemukan di bagian atas kedua cincin; sementara di trans-decalona, ​​satu di atas cincin, dan yang lain di bawah. Karbon di sebelah kiri kelompok C = O adalah pusat kiral, dan karena itu, salah satu yang membedakan epimers.

Contohnya

Anomer glukosa

Pada gambar atas kita memiliki cincin furan dari dua anomer D-glukosa: α dan β. Dari cincin itu dapat dilihat bahwa gugus OH pada karbon 1 ditemukan baik dalam arah yang sama dengan OH yang berdekatan, dalam α-anomer, atau dalam arah yang berlawanan, seperti pada β-anomer.

Proyeksi Fisher dari kedua anomers (di sebelah kanan gambar) membuat perbedaan antara kedua epimers, yang, pada gilirannya, anomers bahkan lebih jelas. Namun, dua α-anomer mungkin memiliki konfigurasi spasial yang berbeda di salah satu karbon lainnya, dan karenanya menjadi epimers.

Dalam C-1 proyeksi Fisher untuk α-anomer, kelompok OH "melihat" ke kanan, sedangkan dalam β-anomer "melihat" ke kiri.

Isomer mentol

Dalam gambar kita memiliki semua stereoisomer molekul mentol. Setiap kolom mewakili sepasang enansiomer (perhatikan dengan seksama), sedangkan baris sesuai dengan diastereomer.

Jadi, apa saja epimersnya? Mereka pasti orang-orang yang nyaris tidak berbeda dalam posisi spasial karbon.

The (+) - menthol dan (-) - neoisomentol adalah epimers, dan diastereoisomer (mereka tidak berada di kolom yang sama). Jika diamati secara detail, pada kedua kelompok -OH dan -CH3 mereka keluar dari pesawat (di atas ring), tetapi dalam (-) - neoisomentol kelompok isopropil juga menunjukkan keluar dari pesawat.

Tidak hanya (+) - mentol adalah epimer dari (-) - neoisomentol, tetapi juga (+) - neomenthol. Yang terakhir hanya berbeda dalam kelompok -CH3 poin di bawah pesawat. Epimer lainnya adalah:

-(-) - isomentol dan (-) - neomentol

-(+) - isomentol dan (+) - neomentol

-(+) - neoisomentol dan (-) - neomentol

-(+) - neomentol dan (-) - neoisomentol

Stereoisomer ini merupakan contoh praktis untuk mengklarifikasi konsep epimers, dan dapat melihat bahwa, dari beberapa diastereoisomer, banyak yang dapat dibedakan hanya menjadi karbon asimetris atau kiral tunggal..

Referensi

  1. Graham Solomons TW., Craig B. Fryhle. (2011). Kimia Organik. (10th edisi.). Wiley Plus.
  2. Carey F. (2008). Kimia Organik (Edisi keenam). Mc Graw Hill.
  3. Ruang kelas Uruguay Educa. (s.f.). Epimers Diperoleh dari: aulas.uruguayeduca.edu.uy
  4. Wikipedia. (2018). Epimer. Diperoleh dari: en.wikipedia.org/wiki/Epimer
  5. Fray J. M. (2014). Investigasi Formasi Epimer dalam Reaksi Amide-Coupling: Eksperimen untuk Mahasiswa Sarjana Lanjutan. Sekolah Kimia, Universitas Nottingham, University Park, Nottingham NG7 2RD, Inggris Raya. J. Chem. Educ. 2014, 91, 1, 136-140
  6. Tolak & col. (1995). Rasemisasi, Enansiomerisasi, Diastereomerisasi, dan Epimerisasi: Makna dan Signifikansi Farmakologisnya. Chirality 7: 396-400.