Mutarotasyon

Olarak mutarotation (dan latince Mutare , dt, değişim'.) Bir çözeltisi dönme açısı spontan bir değişiklik mi optik olarak aktif bir sabit değere ulaşmak için çözelti yapışma zaman madde. Bu noktada termodinamik dengeye ulaşılır. Mutarotasyonun nedeni epimerizasyon veya başka bir asimetrik dönüşüm olabilir.

Karbonhidratlarda mutarotasyon

Mutarotasyon: D-glikoz molekülleri, birbirlerine epimerik (= diastereomerik) olan siklik hemiasetaller olarak bulunur. Epimerik oran α: 36:64'tür. Α-D-glikopiranozda (solda), anomerik merkezdeki mavi işaretli hidroksil grubu eksenel konumdadır, oysa β-D-glikopiranozda (sağda) anomerik merkezdeki mavi işaretli hidroksil grubu ekvator konumundadır. . Serbest aldehit grubu ile aldozun açık zincir formu ortadadır . Bu şekilde D-glikoz moleküllerinin yalnızca% 0,02'si bulunur.

Çoğu karbonhidrat optik olarak aktiftir; Yani doğrusal polarize ışığı her yapıya özel bir dönüş açısı ile döndürürler . Z çözerseniz. B. kristalli D- glikoz , suda , sabit bir değere ulaşılana kadar yeni hazırlanmış çözeltide polarimetrede dönme açısında sürekli bir değişiklik gözlemlenir . Dengenin kurulduğu hız, sıcaklığa ve pH'a bağlıdır.

Bunun nedeni , sulu çözeltideki aldopentozlar, aldoheksozlar ve daha uzun zincirli karbonhidratların (bir aldehit grubuna ve beş, altı veya daha fazla karbon atomuna sahip şeker molekülleri ) esasen açık zincir değil, yarı- asetal olarak halka şeklinde olmasıdır . yani aldehit grubu, sondan bir önceki hidroksi grubu ile bağlanır . Yeni bir kiralite merkezi ve iki olası izomer (daha doğrusu diastereomerler ), optik dönme açılarında da farklılık gösteren α veya β anomer burada yaratılır. Şimdi açık zincir şekli, halka şekli ile dinamik bir denge içindedir , ancak bu, halka şeklinin yan tarafındadır. Α- veya β-şekli her halka oluşumunda ortaya çıkabildiğinden, bu ikisi de çok spesifik bir sabitle dengededir. Bir diastereomerin yalnızca bir stereojenik merkezinin konfigürasyonunun değiştirildiği böyle bir kimyasal dönüşüm, epimerizasyon olarak bilinir.

Örneğin, glikoz, açık zincir formunda (nötr solüsyonda% 0,02), α-D- glikopiranoz ve β-D-glikopiranozda denge halindedir . Bir α-D-glikopiranoz çözeltisi (dönme açısı + 109 °) böylece sürekli halka bölünmesi yoluyla β-D-glikopiranoz (dönme açısı + 20 °) ile bir karışım haline gelir ve çözeltinin dönme açısı bir süre sonra ulaşır. dengenin hüküm sürdüğü zaman, + 52 ° değeri. Açıkçası 1: 1 karışım yok, epimer oranı α: β daha çok 36:64.

Α ve β anomerlerinin mutarotasyonu için reaksiyon mekanizması.

Diğer örnekler

D - glukonik asit ([α] 20 D  = −6.72 °) daha önce γ-glukono-1,5-lakton ([α] 20 D  = + 67.8 °) ve δ-glukono-1,6-lakton ile denge halindedir. ([α] 20 D  = + 63,5 °). Dengede, optik rotasyon + 12 ° 'dir. Bu durumda lakton oluşumu ile denge sağlanır .

Bireysel kanıt

  1. ↑ S. Ebel, HJ Roth (editör): Lexikon der Pharmazie , Georg Thieme Verlag, 1987, ISBN 3-13-672201-9 , s.450 .
  2. ^ Albert Gossauer: Biyomoleküllerin yapısı ve reaktivitesi , Verlag Helvetica Chimica Açta, Zürih, 2006, ISBN 978-3-906390-29-1 , s. 322-324.
  3. ↑ Reinhard Mattisek, Gabriele Steiner, Markus Fischer: Gıda Analizi . 4. baskı. Springer, Berlin 2010, ISBN 978-3-540-92205-6 , s. 400-401 .
  4. ↑ K. Rehorst: Şeker grubuna ait bazı oksi-asitler hakkında bilgi üzerine, I: d-şeker asidi ve d-glikonik asit . In: Alman Kimya Derneği Raporları (A ve B Serisi) . bant 61 , hayır. 1 , 1928, s. 163-171 , doi : 10.1002 / cber.19280610126 .
  5. ↑ W. Bähr, H. Theobald: Organik Stereokimya. Springer-Verlag, 1973.