De epimerer de är diastereoisomerer där endast ett av deras achirala centra skiljer sig åt i rumslig konfiguration; till skillnad från enantiomerer, där alla achiralcentra har olika konfigurationer, och representerar ett par spegelbilder som inte kan läggas över varandra.
Resten av diastereoisomererna (till exempel geometriska isomerer) kan ha mer än två centra med olika konfigurationer. Följaktligen är en stor andel stereoisomerer diastereoisomerer; medan epimerer är mycket mindre, men inte av den anledningen, mindre viktiga.
Anta en struktur med ett skelett av svarta atomer länkade till bokstäverna A, B, C och D (övre bild). Den streckade linjen representerar spegeln och visar att molekylparet ovan inte är enantiomerer, eftersom alla deras kirala centra har samma konfiguration; utom det första centrumet, länkat till bokstäverna B och D..
Molekylen till vänster har bokstaven D vänd mot höger sida, medan molekylbokstaven D till höger vetter mot vänster sida. För att veta vilken konfiguration för var och en kommer att använda, använd Cahn-Ingold-Prelog-systemet (R-S).
Artikelindex
Huvudegenskapen hos epimerer ligger endast i ett achiralt (eller stereogent) centrum. Att ändra den rumsliga orienteringen av D och B kan leda till mer stabila eller instabila konformatorer; det vill säga rotationerna av enkelbindningarna orsakar att två atomer eller grupper av skrymmande atomer möts eller rör sig bort.
Ur detta perspektiv kan en epimer vara mycket mer stabil än den andra. Den som, genom att rotera sina bindningar, genererar mer stabila strukturer, kommer att vara epimeren med den största tendensen att bildas i jämvikt..
Om vi går tillbaka till bokstäverna kan D och B vara väldigt skrymmande, medan C är en liten atom. Så, så är epimeren till höger mer stabil, eftersom D och C som finns till vänster om de två första centren lider av mindre steriskt hinder..
Mikroskopiskt blir detta ett kännetecken för paret epimerer som beaktas; men makroskopiskt accentueras skillnaderna och hamnar till exempel med olika smältpunkter, brytningsindex, NMR-spektra (förutom många andra egenskaper).
Men inom området biologi och enzymkatalyserade reaktioner är det här epimerer skiljer sig ännu mer; den ena kan metaboliseras av kroppen, medan den andra inte gör det.
Hur bildas epimerer? Genom en kemisk reaktion som kallas epimerisering. Om båda epimererna inte skiljer sig mycket i stabilitet upprättas en epimeriseringsjämvikt, vilket är inget annat än en interkonvertering:
EpA <=> EpB
Där EpA är epimer A, och EpB är epimer B. Om en av dem är mycket mer stabil än den andra, kommer den att ha en högre koncentration och orsaka det som kallas mutarotation; det vill säga det kommer att kunna ändra riktningen för en polariserad ljusstråle.
Epimerisering kanske inte är jämvikt och därför irreversibel. I dessa fall erhålls en racemisk blandning av EpA / EpB-diastereoisomerer..
Den syntetiska vägen för epimererna varierar beroende på de reagens som är inblandade, reaktionsmediet och processvariablerna (användning av katalysatorer, tryck, temperatur etc.).
Av denna anledning måste bildningen av varje par av epimerer studeras individuellt från de andra; var och en med sina egna kemiska mekanismer och system.
Av alla epimerbildningsprocesser kan tautomerisering av två diastereoisomerer betraktas som ett allmänt exempel..
Detta består av en jämvikt där molekylen antar en keton (C = O) eller enol (C-OH) form. När ketonformen har återkonverterats ändras konfigurationen av kolet intill karbonylgruppen (om det är kiralt), vilket genererar ett par epimerer.
Ett exempel på det ovan nämnda är paret cis-decalone och trans-decalone.
Strukturen för cis-decalone visas ovan. H-atomerna är högst upp på de två ringarna; medan i trans-decalone, en är ovanför ringarna, och den andra är under. Kolet till vänster om C = O-gruppen är det kirala centrumet, och därför det som skiljer epimererna.
Den övre bilden visar furanringarna hos de två anomererna av D-glukos: α och β. Från ringarna kan man se att OH-grupperna på kol 1 finns antingen i samma riktning som intilliggande OH, i a-anomeren eller i motsatta riktningar, som i P-anomeren..
Fisher-projektionerna av båda anomererna (till höger om bilden) gör skillnaden mellan de två epimererna, som själva är anomerer, ännu tydligare. Två a-anomerer kan emellertid ha olika rumsliga konfigurationer på en av de andra kolerna och är därför epimerer..
I C-1 i Fisher-projektionen för α-anomeren "ser" OH-gruppen åt höger, medan den i β-anomeren "ser" åt vänster..
I bilden har du alla stereoisomerer av mentolmolekylen. Varje kolumn representerar ett par enantiomerer (observera noggrant), medan raderna motsvarar diastereoisomererna.
Så vad är epimerer? De måste vara de som knappast skiljer sig åt i ett enda kols rumsliga position..
(+) - mentol och (-) - neoisomentol är epimerer, och dessutom diastereoisomerer (de finns inte i samma kolumn). Om de observeras i detalj i både -OH- och -CH-grupperna3 komma ut ur planet (ovanför ringen), men i (-) - neoisomentol pekar isopropylgruppen också ut från planet.
Inte bara (+) - mentol är epimer av (-) - neoisomenthol utan också (+) - neomentol. Den senare skiljer sig endast genom att gruppen -CH3 pekar neråt planet. Andra epimerer är:
-(-) - isomentol och (-) - neomentol
-(+) - isomentol och (+) - neomentol
-(+) - neoisomentol och (-) - neomentol
-(+) - neomentol och (-) - neoisomentol
Dessa stereoisomerer representerar ett praktiskt exempel för att klargöra begreppet epimerer, och du kan se att från flera diastereoisomerer kan många bara skilja sig till ett enda asymmetriskt eller kiralt kol..
Ingen har kommenterat den här artikeln än.