ANOMERIK KARBON: ÖZELLIKLER VE ÖRNEKLER - KIMYA - 2025

Anomerik karbon karbonhidrat (mono- ya da polisakaritler) siklik yapılar bir stereomerkez mevcuttur. Bir stereomerkez, daha kesin olarak bir epimer olarak, ondan α ve β harfleriyle gösterilen iki diastereoizomer türetilir; bunlar anomerlerdir ve şeker dünyasındaki kapsamlı isimlendirmenin bir parçasıdır.

Her bir anomer, a veya p, halkaya göre anomerik karbonun OH grubunun konumunda farklılık gösterir; ancak her ikisinde de anomerik karbon aynıdır ve molekülde aynı yerde bulunur. Anomerler, açık şeker zincirindeki molekül içi bir reaksiyonun ürünü olan siklik hemiasetallerdir; aldozlar (aldehitler) veya ketozlardır (ketonlar).

Β-D-glucopyranose için sandalye uyumu. Kaynak: Commons Wikimedia.

Üstteki resim β-D-glukopiranoz için koltuk konformasyonunu göstermektedir. Görülebileceği gibi, karbon 5 ve 1 arasında bir oksijen atomu içeren altı üyeli bir halkadan oluşur; ikincisi veya daha doğrusu birincisi, iki oksijen atomuyla iki tekli bağ oluşturan anomerik karbondur.

Yakından bakıldığında, karbon 1 bağlanmış bir OH grubu CH olduğu gibi, altıgen döngünün üzerinde yönlendirilmiştir ₂ OH grubu (karbon 6). Bu β anomerdir. Öte yandan a anomeri, tıpkı bir trans diastereoizomermiş gibi halkanın aşağısına yerleştirilecek olan bu OH grubunda farklılık gösterecektir.

hemiasetaller

Anomerik karbonu daha iyi anlamak ve ayırt etmek için hemiasetal kavramını biraz daha derinlemesine incelemek gerekir. Hemasetaller, bir alkol ile bir aldehit (aldozlar) veya bir keton (ketozlar) arasındaki kimyasal reaksiyonun ürünüdür.

Bu reaksiyon, aşağıdaki genel kimyasal denklem ile temsil edilebilir:

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

Görülebileceği gibi, bir alkol, hemiasetal oluşturmak için bir aldehit ile reaksiyona girer. Hem R hem de R 'aynı zincire aitse ne olur? Bu durumda, döngüsel bir hemiasetaliniz olur ve bunun oluşturulmasının tek olası yolu, moleküler yapıda hem fonksiyonel grupların, -OH hem de -CHO'nun mevcut olmasıdır.

Ek olarak, yapı esnek bir zincirden ve OH'nin CHO grubunun karbonil karbonuna yönelik nükleofilik saldırısını kolaylaştırabilen bağlara sahip olmalıdır. Bu olduğunda, yapı beş veya altı üyeli bir halkaya kapanır.

Siklik hemiasetal

Siklik hemiasetal oluşum. Kaynak: Alejandro Porto

Glikoz monosakkarit için bir siklik hemiasetal oluşumunun bir örneği yukarıdaki resimde gösterilmektedir. Aldehit grubu CHO (karbon 1) ile bir aldozdan oluştuğu görülebilir. Bu, kırmızı okla gösterildiği gibi OH karbon 5 grubu tarafından saldırıya uğrar.

Yapı, açık bir zincir (glikoz) olmaktan, piranöz bir halka (glikopiranoz) olmaktan geçer. İlk başta, bu reaksiyon ile hemiasetal için az önce açıklanan reaksiyon arasında bir ilişki olmayabilir; halkanın dikkatli bir şekilde C, gözlemlenmesi durumunda ⁵ -OC ¹ (OH) -C ^{2 bölüm} , bunun bir hemiasetal beklenen iskelet tekabül takdir edilecektir.

Karbon 5 ve 2, sırasıyla genel denklemin R ve R 'yi temsil eder. Bunlar aynı yapının parçaları olduğundan, o zaman bir döngüsel hemiasetaldir (ve halka açıkça görülmesi için yeterlidir).

Anomerik karbonun özellikleri ve nasıl tanınacağı

Anomerik karbon nerede? Glikozda bu, OH'nin altında veya yukarısında nükleofilik saldırıya uğrayabilen CHO grubudur. Saldırının yönüne bağlı olarak, iki farklı anomer oluşur: daha önce de belirtildiği gibi α ve β.

Bu nedenle, bu karbonun sahip olduğu ilk özellik, açık şeker zincirinde nükleofilik saldırıya maruz kalanın olmasıdır; olduğu, bu aldoz CHO grubu, ya da R ₂ ketozlar C = O grubu. Bununla birlikte, siklik hemiasetal veya halka oluştuğunda, bu karbon kaybolmuş gibi görünebilir.

Tüm karbonhidratların herhangi bir piranöz veya furanoz halkasında onu bulmak için başka daha spesifik özelliklerin bulunduğu yer burasıdır:

-Anomerik karbon, halkayı oluşturan oksijen atomunun her zaman sağında veya solundadır.

-İleri daha da önemlisi, CHO ya da R, bu oksijen atomuna değil, aynı zamanda, OH grubuna sadece bağlantılıdır ₂ C = O.

-Asimetriktir, yani dört farklı ikame edicisi vardır.

Bu dört özellik ile herhangi bir "tatlı yapıya" bakarak anomerik karbonu tanımak kolaydır.

Örnekler

örnek 1

β-D-fruktofuranoz. Kaynak: NEUROtiker (konuşma • katkıları)

Yukarıda, beş üyeli bir halkaya sahip siklik bir hemiasetal olan β-D-fruktofuranoz vardır.

Anomerik karbonu tanımlamak için önce halkayı oluşturan oksijen atomunun sol ve sağ tarafındaki karbonlara bakmalıyız. O halde OH grubuna bağlı olan anomerik karbondur; bu durumda zaten kırmızı ile daire içine alınmıştır.

Bu anomerik karbon OH halka üzerinde olduğu, bu şekilde CH, β anomerdir ₂ OH grubu.

Örnek 2

Sakaroz. Kaynak: Wikipedia aracılığıyla NEUROtiker.

Şimdi sakarozun yapısındaki anomerik karbonların neler olduğunu açıklamaya çalışıyoruz. Görülebileceği gibi, bir glikosidik bağ, -O- ile kovalent olarak bağlanmış iki monosakkaritten oluşur.

Sağdaki halka az önce bahsedilenle tamamen aynı: β-D-fruktofuranose, sadece sola “çevrilmiş”. Anomerik karbon, önceki durum için aynı kalır ve kendisinden beklenebilecek tüm özellikleri yerine getirir.

Öte yandan, soldaki halka α-D-glukopiranozdur.

Aynı anomerik karbon tanıma prosedürünü tekrarlayarak, oksijen atomunun sol ve sağ tarafındaki iki karbona bakıldığında, sağ karbonun OH grubuna bağlı olduğu bulunmuştur; glukozidik bağa katılan.

Bu nedenle, her iki anomerik karbon da -O- bağıyla bağlanır ve bu nedenle kırmızı dairelerle çevrelenmiştir.

Örnek 3

Selüloz. Kaynak: NEUROtiker

Son olarak, selülozdaki iki glikoz biriminin anomerik karbonlarının tanımlanması önerilmektedir. Yine, halka içindeki oksijenin etrafındaki karbonlar gözlenir ve sol taraftaki glikoz halkasında anomerik karbonun glikosidik bağa (kırmızı daire içine alınmış) katıldığı bulunmuştur.

Sağdaki glikoz halkasında ise, anomerik karbon oksijenin sağındadır ve glikosidik bağın oksijenine bağlı olduğu için kolayca tanımlanır. Böylece, her iki anomerik karbon da tam olarak tanımlanır.

Referanslar

1. Morrison, RT ve Boyd, R, N. (1987). Organik Kimya. 5 ^ta Sürümü. Editör Addison-Wesley Interamericana.
2. Carey F. (2008). Organik Kimya. (Altıncı baskı). Mc Graw Hill.
3. Graham Solomons TW, Craig B. Fryhle. (2011). Organik Kimya. Aminler. (10 ^inci baskı).. Wiley Plus.
4. Rendina G. (1974). Uygulamalı biyokimya teknikleri. Interamericana, Meksika.
5. Chang S. (nd). Anomerik karbon için bir rehber: Anomerik karbon nedir? . Kurtarıldı: chem.ucla.edu
6. Gunawardena G. (13 Mart 2018). Anomerik kömür. Kimya LibreTexts. Chem.libretexts.org adresinden kurtarıldı
7. Foist L. (2019). Anomerik Karbon: Tanım ve Genel Bakış. Ders çalışma. Study.com'dan kurtarıldı