carbon anomeric este un stereocentru prezent în structurile ciclice ale glucidelor (mono sau polizaharide). Fiind un stereocentru, mai exact un epimer, din acesta derivă doi diastereoizomeri, desemnați cu literele α și β; aceștia sunt anomerii și fac parte din nomenclatura extinsă din lumea zaharurilor.
Fiecare anomer, α sau β, diferă în poziția grupării OH a carbonului anomeric în raport cu inelul; dar în ambele, carbonul anomeric este același și este situat în același loc în moleculă. Anomerii sunt hemiacetali ciclici, produsul unei reacții intramoleculare în lanțul deschis al zaharurilor; dacă aldozele (aldehide) sau cetozele (cetone).
Imaginea superioară arată conformația scaunului pentru β-D-glucopiranoză. După cum se poate observa, este format dintr-un inel cu șase membri, incluzând un atom de oxigen între carbonii 5 și 1; acesta din urmă, sau mai bine zis primul, este carbonul anomeric, care formează două legături simple cu doi atomi de oxigen.
Dacă vă uitați atent, grupul OH atașat la carbonul 1 este orientat deasupra inelului hexagonal, la fel ca și grupul CHDouăOH (carbon 6). Acesta este anomerul β. Anomerul α, pe de altă parte, ar diferi doar în această grupă OH, care ar fi localizată în josul inelului, ca și cum ar fi un diastereoizomer trans..
Indice articol
Este necesar să se aprofundeze puțin mai mult în conceptul de hemiacetale pentru a înțelege și a distinge mai bine carbonul anomeric. Hemiacetalele sunt produsul unei reacții chimice între un alcool și o aldehidă (aldoze) sau o cetonă (cetoze).
Această reacție poate fi reprezentată de următoarea ecuație chimică generală:
ROH + R'CHO => ROCH (OH) R '
După cum se poate observa, un alcool reacționează cu o aldehidă pentru a forma hemiacetalul. Ce s-ar întâmpla dacă atât R cât și R 'aparțin aceluiași lanț? În acest caz, ați avea un hemiacetal ciclic și singura modalitate posibilă prin care se poate forma este că ambele grupuri funcționale, -OH și -CHO, sunt prezente în structura moleculară..
În plus, structura trebuie să fie formată dintr-un lanț flexibil și cu legături capabile să faciliteze atacul nucleofil al OH către carbonul carbonilic al grupării CHO. Când se întâmplă acest lucru, structura se închide într-un inel cu cinci sau șase membri..
Un exemplu de formare a unui hemiacetal ciclic pentru glucoză monozaharidă este prezentat în imaginea de mai sus. Se poate vedea că constă dintr-o aldoză, cu o grupă aldehidă CHO (carbon 1). Aceasta este atacată de grupul OH al carbonului 5, așa cum este indicat de săgeata roșie.
Structura trece de la a fi un lanț deschis (glucoză), la un inel piranos (glucopiranoză). La început, nu poate exista nicio relație între această reacție și cea explicată doar pentru hemiacetal; dar dacă te uiți cu atenție la inel, în special la secțiunea C5-O-C1(OH) -CDouă, se va aprecia că acest lucru corespunde scheletului așteptat pentru un hemiacetal.
Carbonii 5 și 2 ajung să reprezinte R și respectiv R 'din ecuația generală. Deoarece acestea fac parte din aceeași structură, este apoi un hemiacetal ciclic (iar inelul este suficient pentru a fi evident).
Unde este carbonul anomeric? În glucoză, acesta este grupul CHO, care poate suferi un atac nucleofil de OH fie de jos, fie de sus. În funcție de orientarea atacului, se formează doi anomeri diferiți: α și β, așa cum am menționat deja..
Prin urmare, o primă caracteristică pe care o posedă acest carbon este aceea că în lanțul deschis de zahăr este cel care suferă atacul nucleofil; adică este grupul CHO, pentru aldoze, sau grupul RDouăC = O, pentru cetoze. Cu toate acestea, odată format hemiacetalul sau inelul ciclic, acest carbon poate părea să fi dispărut..
Aici există alte caracteristici mai specifice pentru a-l localiza în orice inel piranos sau furanoză din toți carbohidrații:
-Carbonul anomeric este întotdeauna la dreapta sau la stânga atomului de oxigen care alcătuiește inelul.
-Și mai important, este legat nu numai de acest atom de oxigen, ci și de grupul OH, care provine de la CHO sau RDouăC = O.
-Este asimetric, adică are patru substituenți diferiți.
Cu aceste patru caracteristici, este ușor să recunoaștem carbonul anomeric, analizând orice „structură dulce”.
Deasupra este β-D-fructofuranoză, un hemiacetal ciclic cu un inel cu cinci membri..
Pentru a identifica carbonul anomeric, trebuie mai întâi să priviți carbonii din partea stângă și dreaptă a atomului de oxigen care alcătuiește inelul. Apoi, cel care este legat de grupul OH este carbonul anomeric; care în acest caz, este deja încercuit cu roșu.
Acesta este anomerul β deoarece OH al carbonului anomeric este deasupra inelului, la fel ca și grupul CHDouăOh.
Acum, încercăm să explicăm care sunt carbonii anomeri din structura zaharozei. După cum se poate observa, este format din două monozaharide legate covalent printr-o legătură glicozidică, -O-.
Inelul din dreapta este exact același pe care tocmai l-am menționat: β-D-fructofuranoză, doar că este „răsturnat” în stânga. Carbonul anomeric rămâne același pentru cazul anterior și îndeplinește toate caracteristicile la care s-ar aștepta.
Pe de altă parte, inelul din stânga este α-D-glucopiranoză.
Repetând aceeași procedură de recunoaștere a carbonului anomeric, privind cei doi carboni din partea stângă și dreaptă a atomului de oxigen, se constată că carbonul drept este cel legat de grupul OH; care participă la legătura glicozidică.
Prin urmare, ambii atomi de carbon anomeri sunt conectați prin legătura -O- și, prin urmare, sunt închiși în cercuri roșii..
În cele din urmă, se propune identificarea carbonilor anomeri ai a două unități de glucoză din celuloză. Din nou, se observă carbonii din jurul oxigenului din inel și se constată că în inelul de glucoză din stânga carbonul anomeric participă la legătura glicozidică (închisă în cercul roșu).
Cu toate acestea, în inelul de glucoză din dreapta, carbonul anomeric este la dreapta oxigenului și este ușor de identificat deoarece este legat de oxigenul legăturii glicozidice. Astfel, ambii carboni anomerici sunt pe deplin identificați.
Nimeni nu a comentat acest articol încă.