Epimers הם diastereoisomers שבו רק אחד שונה מרכזי achiral שלה המרחבית; בניגוד לאנמיומומרים, שבהם כל המרכזים האכיראליים בעלי תצורות שונות, ומייצגים זוג תמונות מראה שלא ניתן להטמיע זו על גבי זו.
לשאר הדיאסטרואיזומרים (איזומרים גיאומטריים למשל) יכולים להיות יותר משני מרכזים עם תצורות שונות. מכאן שאחוז גדול מהסטריאו-איזומרים הם דיאסטרואיזומרים. ואילו האמיימרים הרבה פחות, אבל לא מסיבה זו, פחות חשובים.
מקור: גבריאל בוליבר
נניח שמבנה עם שלד של אטומים שחורים המקושרים לאותיות A, B, C ו- D (תמונה עליונה). הקו המקווקו מייצג את המראה, ומראה כי זוג המולקולות שלמעלה אינן אנאנטיומרים, מכיוון שלכל מרכזי הכיראליות שלהן יש אותה תצורה; למעט המרכז הראשון, המקושר לאותיות ב 'ו-ד'.
מולקולה משמאל האות D פונה לצד ימין, ואילו המולקולה אות D בצד ימין, פונה לצד השמאלי. כדי לגלות מה תהיה התצורה של כל אחת מהן, השתמש במערכת Cahn-Ingold-Prelog (RS).
מאפייני אפימרים
המאפיין העיקרי של epimers טמון אך ורק במרכז achiral (או stereogenic). שינוי האוריינטציה המרחבית של D ו- B יכול לגרום להתאמה יציבה יותר או לא יציבה; כלומר, סיבובי הקשרים הבודדים גורמים לשני אטומים או קבוצות של אטומים מגושמים להיפגש או להתרחק.
מנקודת מבט זו אפיממר אחד יכול להיות הרבה יותר יציב מהשני. זה שעל ידי סיבוב הקישורים שלו, מייצר מבנים יציבים יותר, יהיה האפימר עם הנטייה הגדולה ביותר להיווצר בשיווי משקל.
בחזרה לאותיות, D ו- B יכולות להיות מגושמות מאוד, ואילו C הוא אטום קטן. ואז, אם כן, האפימר מצד ימין יציב יותר, מכיוון ש- D ו- C שנמצאו משמאל לשני המרכזים הראשונים סובלים ממכשול פחות סטרילי.
מבחינה מיקרוסקופית זה הופך למאפיין עבור צמד האיממרים הנחשבים; אבל מקרוסקופית, ההבדלים מודגשים ובסופו של דבר, למשל, עם נקודות התכה שונות, מדדי שבירה, ספקטרום NMR (בנוסף לתכונות רבות אחרות).
אבל בתחום הביולוגיה ותגובות מזרזות אנזים, זה המקום בו האמיימרים נבדלים זה מזה עוד יותר; אחד יכול להיות מטבוליזם על ידי הגוף, בעוד השני לא יכול.
הַדְרָכָה
כיצד נוצרים אפימרים? באמצעות תגובה כימית הנקראת אפימריזציה. אם שני האמיימרים אינם שונים זה מזה ביציבות, נוצר שיווי משקל של אפימריזציה, שהיא לא יותר מאשר המרה בין-לאומית:
EpA <=> EpB
כאשר EpA הוא אפימר A, ו- EpB הוא אפימר B. אם אחד מהם יציב בהרבה מהאחר, יהיה לו ריכוז גבוה יותר ויגרום למה שמכונה מוטאוטציה; כלומר הוא יוכל לשנות את הכיוון של קרן אור מקוטבת.
אפימריזציה עשויה לא להיות שיווי משקל ולכן בלתי הפיכה. במקרים אלו מתקבלת תערובת גזעית של דיאסטרואיזומרים EpA / EpB.
המסלול הסינתטי של האיממרים משתנה בהתאם לריגנטים המעורבים, אמצעי התגובה ומשתני התהליך (שימוש בזרזים, לחץ, טמפרטורה וכו ').
מסיבה זו יש ללמוד את היווצרותם של כל זוג epimers בנפרד מהאחרים; לכל אחד מנגנונים ומערכות כימיות משלו.
טאוטומריזציה
מתוך כל תהליכי היווצרות האפימר, ניתן לראות בטאוטומריזציה של שני דיאסטרואיזומרים כדוגמה כללית.
זה מורכב מאיזון בו המולקולה מאמצת צורה של קטון (C = O) או אנול (C-OH). לאחר שינוי הצורה הקטונית, תצורת הפחמן הסמוכה לקבוצת הקרבוניל (אם כיראלית) משתנה, ויוצרת זוג אפימרים.
דוגמה לאמור לעיל היא הזוג cis-decalone ו- trans-decalone.
מקור: Jü, מ- Wikimedia Commons
המבנה של cis-decalone מוצג לעיל. אטומי ה- H הם בראש שני הטבעות; בעוד שבטרנס-דקאלון, האחד נמצא מעל הטבעות והשני למטה. הפחמן שמשמאל לקבוצת C = O הוא המרכז הכיראלי, ולכן זה שמבדיל את האימפרים.
דוגמאות
אנומרים גלוקוזיים
מקור: miguelferig, מ- Wikimedia Commons
בתמונה העליונה יש לנו טבעות הפורנוס של שני האנומרים של גלוקוז D: α ו- β. מהטבעות ניתן לראות שקבוצות ה- OH בפחמן 1 נמצאות באותו הכיוון כמו ה- OH הסמוך, באומר α, או בכיוונים הפוכים, כמו באומר β.
התחזיות של פישר של שני האנומרים (מימין לתמונה) הופכות את ההבדל בין שני האיממרים, שהם עצמם אנומרים, ברורים עוד יותר. עם זאת, לשני α-אנומרים יכולים להיות תצורות מרחביות שונות באחת מהפחמימות האחרות, ולכן הן אפימרים.
ב- C-1 של השלכת פישר לאנומר α, קבוצת OH "נראית" ימינה ואילו באנמר ה- β היא "נראית" שמאלה.
איזומרים של מנטול
מקור: רולנד מטרן, באמצעות ויקימדיה Commons
התמונה מציגה את כל הסטריאו-איזומרים של מולקולת המנטול. כל טור מייצג זוג אננטריומרים (התבוננו בזהירות), ואילו השורות תואמות את הדיאסטרואיזומרים.
אז מה הם אפימרים? הם חייבים להיות כאלה שכמעט ולא נבדלים זה מזה במיקום המרחב של פחמן בודד.
(+) - מנטול ו- (-) - neoisomenthol הם epimers, ויתרה מזאת, diastereoisomers (הם לא נמצאים באותו טור). אם אתה מסתכל מקרוב, בשתי הקבוצות -OH ו- -CH 3 יוצאים מהמטוס (מעל הטבעת), אך ב- (-) - neoisomenthol הקבוצה איזופרופיל מציינת גם היא מהמטוס.
לא רק (+) - מנטול הוא אפימרי של (-) - neoisomenthol, אלא גם (+) - neomenthol. האחרון נבדל רק בכך שקבוצת -CH 3 מצביעה על המטוס. אפימרים אחרים הם:
- (-) - איזומנטול ו- (-) - נאומנטול
- (+) - איזומנטול ו- (+) - נאומנטול
- (+) - neoisomenthol ו- (-) - neomenthol
- (+) - neomenthol ו- (-) - neoisomenthol
סטריאו-איזומרים אלה מייצגים דוגמא מעשית להבהרת מושג האמיימרים, ותוכלו לראות שמדיאסטרואיזומרים שונים, רבים יכולים רק להבדיל לכדי פחמן אסימטרי או כיראלי יחיד.
הפניות
- גרהם סולומונס TW, קרייג ב. פרלה. (2011). כימיה אורגנית. (10 th Edition.). וויילי פלוס.
- קארי פ '(2008). כימיה אורגנית. (המהדורה השישית). מק גריי היל.
- כיתות אדוקה אורוגוואי. (sf). אפימרים. התאושש מ: aulas.uruguayeduca.edu.uy
- ויקיפדיה. (2018). אפימר. התאושש מ: en.wikipedia.org/wiki/Epimer
- Fra JM (2014). חקירת תצורת אפימר בתגובות צימוד אמיד: ניסוי לסטודנטים מתקדמים לתואר ראשון. בית הספר לכימיה, אוניברסיטת נוטינגהאם, אוניברסיטת פארק, נוטינגהאם NG7 2RD, בריטניה. J. Chem. Educ. 2014, 91, 1, 136-140
- Reist & col. (אלף תשע מאות תשעים וחמש). זרימת גזע, אנמינומרזציה, דיאסטרומומיזציה ואפימריזציה: משמעותם ומשמעותם הפרמקולוגית. כיריות 7: 396-400.