MGA EPIMER: KATANGIAN, PAGBUO AT HALIMBAWA - CHEMISTRY - 2025

Ang mga epimer ay mga diastereoisomer kung saan ang isa lamang sa mga sentro ng achiral na ito ay naiiba sa pagsasaayos ng spatial; hindi tulad ng mga enantiomer, kung saan ang lahat ng mga sentro ng achiral ay may magkakaibang mga pagsasaayos, at kumakatawan sa isang pares ng mga imahe ng salamin na hindi maaaring mabalisa sa bawat isa.

Ang natitirang bahagi ng diastereoisomers (geometric isomers, halimbawa), ay maaaring magkaroon ng higit sa dalawang mga sentro na may iba't ibang mga pagsasaayos. Samakatuwid, ang isang malaking porsyento ng mga stereoisomer ay mga diastereoisomer; habang ang mga epimer ay mas mababa, ngunit hindi para sa kadahilanang iyon, hindi gaanong mahalaga.

Pinagmulan: Gabriel Bolívar

Ipagpalagay na ang isang istraktura na may isang balangkas ng mga itim na atomo na naka-link sa mga titik A, B, C at D (itaas na imahe). Ang linya na may tuldok ay kumakatawan sa salamin, na ipinapakita na ang pares ng mga molekula sa itaas ay hindi enantiomer, dahil ang lahat ng kanilang mga sentro ng chiral ay may parehong pagsasaayos; maliban, ang unang sentro, na naka-link sa mga letrang B at D.

Ang molekula sa kaliwa ay may letrang D na nakaharap sa kanang bahagi, habang ang titik ng molekula D sa kanan, ay nakaharap sa kaliwang bahagi. Upang malaman kung ano ang magiging pagsasaayos ng bawat isa, gamitin ang Cahn-Ingold-Prelog system (RS).

Mga katangian ng mga epimer

Ang pangunahing katangian ng mga epimer ay namamalagi lamang sa isang achiral (o stereogenic) center. Ang pagbabago ng spatial orientation ng D at B ay maaaring maging sanhi ng mas matatag o hindi matatag na mga conformer; iyon ay, ang mga pag-ikot ng nag-iisang mga bono ay nagdudulot ng dalawang atoms o grupo ng mga napakalaking atom upang matugunan o lumayo.

Mula sa pananaw na ito, ang isang epimer ay maaaring maging mas matatag kaysa sa iba pa. Ang isa na, sa pamamagitan ng pag-ikot ng mga link nito, ay bumubuo ng mas matatag na mga istruktura, ang magiging epimer na may pinakadakilang pagkahilig upang mabuo sa balanse.

Bumalik sa mga titik, D at B ay maaaring maging napakalaki, habang ang C ay isang maliit na atom. Kaya, sa gayon, ang epimer sa kanan ay mas matatag, dahil ang D at C ay natagpuan sa kaliwa ng unang dalawang sentro na nagdurusa mula sa hindi gaanong masidhing hadlang.

Microscopically, ito ay nagiging isang katangian para sa pares ng mga epimer na isinasaalang-alang; ngunit macroscopically, ang mga pagkakaiba ay pinasisigla, at nagtatapos, halimbawa, pagkakaroon ng iba't ibang mga punto ng pagtunaw, mga indeks ng refractive, spectra ng NMR (bilang karagdagan sa maraming iba pang mga katangian).

Ngunit sa larangan ng biology at mga reaksyon na catalyzed ng enzyme, narito kung saan naiiba ang mga epimer; ang isang tao ay maaaring ma-metabolize ng katawan, habang ang isa ay hindi.

Pagsasanay

Paano nabuo ang mga epimer? Sa pamamagitan ng isang reaksiyong kemikal na tinatawag na epimerization. Kung ang parehong mga epimer ay hindi naiiba nang malaki sa katatagan, ang isang balanse ng epimerization ay itinatag, na walang higit pa sa isang interconversion:

EpA <=> EpB

Kung saan ang EpA ay epimer A, at ang EpB ay epimer B. Kung ang isa sa kanila ay mas matatag kaysa sa iba pa, magkakaroon ito ng mas mataas na konsentrasyon at magiging sanhi ng kung ano ang kilala bilang mutarotasyon; iyon ay, magagawang baguhin ang direksyon ng isang polarized light beam.

Ang epimerization ay maaaring hindi isang balanse at samakatuwid ay hindi maibabalik. Sa mga kasong ito, nakuha ang isang racemikong halo ng EpA / EpB diastereoisomers.

Ang sintetikong ruta ng mga epimer ay nag-iiba depende sa mga reagents na kasangkot, reaksyon medium, at mga variable na proseso (paggamit ng mga catalysts, pressure, temperatura, atbp.).

Para sa kadahilanang ito ang pagbuo ng bawat pares ng mga epimer ay dapat na pag-aralan nang paisa-isa mula sa iba; bawat isa ay may sariling mekanismo at sistema ng kemikal.

Pag-aayos

Sa lahat ng mga proseso ng pagbuo ng epimer, ang tautomerization ng dalawang diastereoisomer ay maaaring isaalang-alang bilang isang pangkalahatang halimbawa.

Ito ay binubuo ng isang balanse kung saan ang molekula ay nagpatibay ng isang ketone (C = O) o enol (C-OH). Sa sandaling maibalik ang form na keton, ang pagsasaayos ng carbon na katabing sa pangkat na carbonyl (kung chiral) ay nagbabago, na bumubuo ng isang pares ng mga epimer.

Ang isang halimbawa ng nabanggit sa itaas ay ang cis-decalone at trans-decalone pares.

Pinagmulan: Jü, mula sa Wikimedia Commons

Ang istraktura ng cis-decalone ay ipinapakita sa itaas. Ang mga H atoms ay nasa tuktok ng dalawang singsing; habang sa trans-decalone, ang isa ay nasa itaas ng mga singsing, at ang isa pa ay nasa ibaba. Ang carbon sa kaliwa ng pangkat C = O ay ang sentro ng chiral, at samakatuwid, ang isa na nag-iiba sa mga epimer.

Mga halimbawa

Mga anomalya ng glukosa

Pinagmulan: miguelferig, mula sa Wikimedia Commons

Sa itaas na imahe mayroon kaming mga singsing ng furanus ng dalawang anomalya ng D-glucose: α at β. Mula sa mga singsing makikita na ang mga pangkat ng OH sa carbon 1 ay matatagpuan sa parehong direksyon tulad ng katabing OH, sa α anomer, o sa kabaligtaran ng mga direksyon, tulad ng sa anomalya.

Ang mga pag-asa ng Fisher ng parehong mga anomalya (sa kanan ng imahe) ay gumawa ng pagkakaiba sa pagitan ng dalawang mga epimer, na kanilang mga mambabatas, kahit na mas malinaw. Gayunpaman, ang dalawang mga anomalya ng α ay maaaring magkaroon ng magkakaibang mga pagsasaayos ng spatial sa isa sa iba pang mga carbons, at samakatuwid ay maging mga epimer.

Sa C-1 ng projection ng Fisher para sa α anomer, ang grupong OH ay "tumitingin" sa kanan, habang nasa "anomalya" ito ay tumitingin sa kaliwa.

Mga Isomer ng menthol

Pinagmulan: Roland Mattern, sa pamamagitan ng Wikimedia Commons

Ipinapakita ng imahe ang lahat ng mga stereoisomer ng molekula ng menthol. Ang bawat haligi ay kumakatawan sa isang pares ng mga enantiomer (maingat na obserbahan), habang ang mga hilera ay tumutugma sa mga diastereoisomer.

Kaya ano ang mga epimer? Dapat silang ang mga iyon ay bahagyang naiiba sa spatial na posisyon ng isang solong carbon.

(+) - menthol at (-) - neoisomenthol ay epimer, at bukod dito, mga diastereoisomer (wala sila sa parehong haligi). Kung titingnan mo nang mabuti, sa parehong pangkat ng -OH at -CH _{3 na} lumabas sa eroplano (sa itaas ng singsing), ngunit sa (-) - neoisomenthol ang pangkat ng isopropyl ay tumuturo din sa labas ng eroplano.

Hindi lamang (+) - menthol ay epimeric ng (-) - neoisomenthol, ngunit din (+) - neomenthol. Ang huli ay naiiba lamang sa na -CH _{3 pangkat na} puntos sa eroplano. Ang iba pang mga epimer ay:

- (-) - isomenthol at (-) - neomenthol

- (+) - isomenthol at (+) - neomenthol

- (+) - neoisomenthol at (-) - neomenthol

- (+) - neomenthol at (-) - neoisomenthol

Ang mga stereoisomer na ito ay kumakatawan sa isang praktikal na halimbawa upang linawin ang konsepto ng mga epimer, at makikita mo na mula sa maraming mga diastereoisomer, marami lamang ang maaaring magkakaiba sa isang solong kawalaan ng simetrya o chiral carbon.

Mga Sanggunian

1. Graham Solomons TW, Craig B. Fryhle. (2011). Kemikal na Organiko. ( ^Ika- 10 edisyon.). Wiley Plus.
2. Carey F. (2008). Kemikal na Organiko. (Ika-anim na edisyon). Mc Graw Hill.
3. Mga silid aralan sa Uruguay Educa. (sf). Mga Epimer. Nabawi mula sa: aulas.uruguayeduca.edu.uy
4. Wikipedia. (2018). Epimer. Nabawi mula sa: en.wikipedia.org/wiki/Epimer
5. Fray JM (2014). Pagsisiyasat ng Epimer Formation sa Mga Reaksyon ng Amide-Coupling: Isang Eksperimento para sa Mga Advanced na Mag-aaral sa undergraduate. School of Chemistry, University of Nottingham, University Park, Nottingham NG7 2RD, United Kingdom. J. Chem. Edukasyon sa 2014, 91, 1, 136-140
6. Reist & col. (labing siyam na siyamnapu't lima). Racemization, Enantiomerization, Diastereomerization at Epimerization: ang kanilang Kahulugan at Pharmacological Significance. Chirality 7: 396-400.