ANOMERIC CARBON: MGA KATANGIAN AT HALIMBAWA - CHEMISTRY - 2025

Ang anomalikong carbon ay isang stereocenter na naroroon sa mga paikot na istruktura ng mga karbohidrat (mono- o polysaccharides). Ang pagiging isang stereocenter, mas tumpak na isang epimer, dalawang diastereoisomer ay nagmula sa ito, na hinirang ng mga titik na α at β; ito ang mga anomali, at bahagi ng malawak na tatak sa mundo ng mga sugars.

Ang bawat anomalya, α o β, ay naiiba sa posisyon ng pangkat ng OH ng anomalikong carbon na may kaugnayan sa singsing; ngunit sa pareho, ang anomalikong carbon ay pareho, at matatagpuan ito sa parehong lugar sa molekula. Ang mga anomer ay mga cyclic hemiacetal, ang produkto ng isang intramolecular reaksyon sa bukas na kadena ng mga sugars; ay mga aldoses (aldehydes) o ketoses (ketones).

Pag-uugnay ng upuan para sa β-D-glucopyranose. Pinagmulan: Commons Wikimedia.

Ang itaas na imahe ay nagpapakita ng pag-uugnay ng upuan para sa β-D-glucopyranose. Tulad ng makikita, binubuo ito ng isang anim na lamad na singsing, kabilang ang isang atom na oxygen sa pagitan ng mga carbons 5 at 1; ang huli, o sa una, ay ang anomalikong carbon, na bumubuo ng dalawang solong bono na may dalawang mga atom na oxygen.

Kung titingnan mo nang mabuti, ang pangkat ng OH na nakakabit sa carbon 1 ay nakatuon sa itaas ng singsing na heksagonal, tulad din ng pangkat na CH ₂ OH (carbon 6). Ito ang β anomalya. Ang α anomer, sa kabilang banda, ay magkakaiba lamang sa pangkat na OH na ito, na matatagpuan sa ring, tulad ng isang trans diastereoisomer.

Hemiacetals

Ito ay kinakailangan upang malutas ang isang maliit na mas malalim sa konsepto ng mga hemiacetal upang mas mahusay na maunawaan at makilala ang anomalikong carbon. Ang mga Hemiacetals ay produkto ng isang reaksiyong kemikal sa pagitan ng isang alkohol at isang aldehyde (aldoses) o isang ketone (ketoses).

Ang reaksyon na ito ay maaaring kinakatawan ng mga sumusunod na pangkalahatang equation ng kemikal:

ROH + R'CHO => ROCH (OH) R '

Tulad ng makikita, ang isang alkohol ay tumugon sa isang aldehyde upang mabuo ang hemiacetal. Ano ang mangyayari kung kapwa ang R at R 'ay kabilang sa parehong chain? Sa kasong iyon, magkakaroon ka ng isang cyclic hemiacetal, at ang tanging posibleng paraan na maaari itong mabuo ay ang parehong mga functional na grupo, -OH at -CHO, ay naroroon sa istruktura ng molekular.

Bilang karagdagan, ang istraktura ay dapat na binubuo ng isang may kakayahang umangkop na chain, at may mga bono na may kakayahang mapadali ang pag-atake ng nucleophilic ng OH tungo sa carbonyl carbon ng pangkat ng CHO. Kapag nangyari ito, ang istraktura ay nagsasara sa isang lima o anim na lamad na singsing.

Cyclic hemiacetal

Cyclic hemiacetal formation. Pinagmulan: Alejandro Porto

Ang isang halimbawa ng pagbuo ng isang cyclic hemiacetal para sa glucose monosaccharide ay ipinapakita sa imahe sa itaas. Makikita ito na binubuo ng isang aldose, na may isang pangkat ng aldehyde CHO (carbon 1). Inatake ito ng pangkat ng OH na carbon 5, tulad ng ipinahiwatig ng pulang arrow.

Ang istraktura ay mula sa pagiging isang bukas na kadena (glucose), sa isang pyranous singsing (glucopyranose). Sa una ay maaaring walang kaugnayan sa pagitan ng reaksyong ito at ang ipinaliwanag lamang para sa hemiacetal; ngunit kung ang singsing ay maingat na sinusunod, partikular sa ^seksyon C ⁵ -OC ¹ (OH) -C ² , papahalagahan na naaayon ito sa inaasahang balangkas para sa isang hemiacetal.

Ang mga Carbons 5 at 2 ay kumakatawan sa R ​​at R 'ng pangkalahatang equation, ayon sa pagkakabanggit. Tulad ng mga ito ay bahagi ng magkatulad na istraktura, pagkatapos ito ay isang cyclic hemiacetal (at ang singsing ay sapat upang maging maliwanag).

Mga katangian ng anomalikong carbon at kung paano makikilala ito

Nasaan ang anomalikong carbon? Sa glucose, ito ang pangkat ng CHO, na maaaring sumailalim sa pag-atake ng nucleophilic mula sa OH alinman sa ibaba o sa itaas. Depende sa orientation ng pag-atake, ang dalawang magkakaibang mga anomalya ay nabuo: α at β, tulad ng nabanggit na.

Samakatuwid, ang isang unang katangian na nagtataglay ng carbon na ito ay sa bukas na kadena ng asukal ay ang isa na naghihirap sa pag-atake ng nucleophilic; iyon ay, ito ay ang pangkat ng CHO, para sa mga aldoses, o pangkat na R ₂ C = O, para sa mga ketoses. Gayunpaman, sa sandaling nabuo ang cyclic hemiacetal o singsing, maaaring lumitaw ang carbon na ito.

Narito kung saan ang iba pang mga mas tiyak na katangian ay natagpuan upang mahanap ito sa anumang pyranous o furanose singsing ng lahat ng mga karbohidrat:

-Ang anomalikong carbon ay palaging nasa kanan o kaliwa ng oxygen atom na bumubuo sa singsing.

- Kahit na mas mahalaga, ito ay naka-link hindi lamang sa atom oxygen na ito, kundi pati na rin sa pangkat na OH, mula sa CHO o R ₂ C = O.

-Ito ay walang simetrya, iyon ay, mayroon itong apat na iba't ibang mga kahalili.

Sa apat na katangian na ito, madaling makilala ang anomalikong carbon sa pamamagitan ng pagtingin sa anumang "matamis na istraktura."

Mga halimbawa

Halimbawa 1

β-D-fructofuranose. Pinagmulan: NEUROtiker (makipag-usap • mga kontribusyon)

Sa itaas ay ang β-D-fructofuranose, isang cyclic hemiacetal na may limang singsing na may lamad.

Upang makilala ang anomalikong carbon, kailangan muna nating tingnan ang mga carbon na nasa kaliwa at kanang bahagi ng atom na oxygen na bumubuo sa singsing. Pagkatapos, ang isa na naka-link sa pangkat ng OH ay ang anomalikong carbon; na sa kasong ito, naka-bilog na pula.

Ito ang β anomalya sapagkat ang OH ng anomalikong carbon ay nasa itaas ng singsing, tulad ng pangkat na CH ₂ OH.

Halimbawa 2

Saccharose. Pinagmulan: NEUROtiker sa pamamagitan ng Wikipedia.

Ngayon, sinisikap naming ipaliwanag kung ano ang mga anomalikong karot sa istruktura ng sukrose. Tulad ng makikita, binubuo ito ng dalawang monosaccharides na covalently na maiugnay sa pamamagitan ng isang glycosidic bond, -O-.

Ang singsing sa kanan ay eksaktong pareho ng nabanggit: β-D-fructofuranose, tanging ito ay "lumiko" sa kaliwa. Ang anomalikong carbon ay nananatiling pareho para sa nakaraang kaso, at natutugunan ang lahat ng mga katangian na inaasahan dito.

Sa kabilang banda, ang singsing sa kaliwa ay α-D-glucopyranose.

Ang pag-uulit ng parehong pamamaraan ng pagkilala sa carboner na anomaliko, tinitingnan ang dalawang carbons sa kaliwa at kanang bahagi ng atom na oxygen, napag-alaman na ang tamang carbon ay ang isa na nauugnay sa pangkat ng OH; na nakikilahok sa bono ng glucosidic.

Samakatuwid, ang parehong mga anomalikong carbons ay konektado sa pamamagitan ng -O-bond, at samakatuwid sila ay nakapaloob sa mga pulang bilog.

Halimbawa 3

Cellulose. Pinagmulan: NEUROtiker

Sa wakas, iminungkahi na kilalanin ang mga anomalikong karbula ng dalawang yunit ng glucose sa cellulose. Muli, ang mga carbon sa paligid ng oxygen sa loob ng singsing ay sinusunod, at natagpuan na sa glucose singsing sa kaliwa ang anomalikong carbon ay nakikilahok sa glycosidic bond (nakapaloob sa pulang bilog).

Sa singsing ng glucose sa kanan, gayunpaman, ang anomalikong carbon ay nasa kanan ng oxygen, at madaling makilala dahil ito ay nakatali sa oxygen ng glycosidic bond. Sa gayon, ang parehong mga anomalyang karot ay ganap na nakilala.

Mga Sanggunian

1. Morrison, RT at Boyd, R, N. (1987). Kemikal na Organiko. 5 ^ta Edition. Editoryal ng Addison-Wesley Interamericana.
2. Carey F. (2008). Kemikal na Organiko. (Ika-anim na edisyon). Mc Graw Hill.
3. Graham Solomons TW, Craig B. Fryhle. (2011). Kemikal na Organiko. Amines. ( ^Ika- 10 edisyon.). Wiley Plus.
4. Rendina G. (1974). Inilapat na mga diskarte sa biochemistry. Interamericana, Mexico.
5. Chang S. (nd). Isang gabay sa anomalikong carbon: Ano ang isang anomalikong carbon? . Nabawi mula sa: chem.ucla.edu
6. Gunawardena G. (Marso 13, 2018). Anomerikong karbon. Chemistry LibreTexts. Nabawi mula sa: chem.libretexts.org
7. Foist L. (2019). Anomeric Carbon: Kahulugan at Pangkalahatang-ideya. Pag-aaral. Nabawi mula sa: study.com