Проекции Фишера для сахаров
Семейство D-альдоз
linkОпора
- Урок 363. Моносахариды: классификация, D и L — классифицировать сахара и определять D/L
- Урок 66. Проекции Фишера — рисовать и поворачивать проекции Фишера
Все D-альдозы можно мысленно получить из D-глицеринового альдегида, наращивая цепь со стороны группы CHO: на каждом шаге появляется новый стереоцентр, и число сахаров удваивается. Поэтому у всех D-альдоз группа OH при предпоследнем атоме стоит справа (урок 363). Их рисуют в проекциях Фишера (урок 66), и прежде всего нужно запомнить глюкозу.
Как рисовать и узнавать альдозы
- Цепь располагают вертикально: CHO сверху, \(\ce{CH2OH}\) снизу, а у каждого атома CHOH группа OH стоит слева или справа.
- У всех D-альдоз группа OH при предпоследнем атоме справа.
- Запомните глюкозу: группа OH при C2 справа, при C3 слева, при C4 и C5 справа.
- Остальные D-альдогексозы получаются перебором положений групп OH при C2, C3 и C4 (рисунок); порядок названий подсказывает английская фраза «All Altruists Gladly Make Gum In Gallon Tanks».
- Эпимеры — сахара, различающиеся конфигурацией только одного стереоцентра.
Примеры
1. Эпимеры среди пентоз. D-Рибоза и D-ксилоза \(\ce{C5H10O5}\) различаются только конфигурацией C3, поэтому они эпимеры по C3.
2. Тетрозы. D-Эритроза и D-треоза \(\ce{C4H8O4}\) различаются конфигурацией C2 и поэтому эпимерны по C2.
errorЭпимер — не аномер
Эпимеры отличаются конфигурацией любого одного стереоцентра открытой цепи, а аномеры — только конфигурацией нового центра, возникшего при замыкании цикла (урок 365).
edit_noteПопробуйте сами
Какой сахар получится из D-рибозы, если обратить конфигурацию только C4?
expand_moreПоказать решение
L-Ликсоза: сменился ряд, но это не энантиомер D-рибозы — у энантиомера обращены все три центра.
Кетозы и конфигурация R или S
Кетозы рисуют так же, как альдозы, только карбонильная группа стоит вторым атомом сверху. Конфигурацию R или S каждого центра (урок 66) удобно читать прямо по проекции Фишера. Для этого достаточно помнить, что горизонтальные связи направлены к наблюдателю.
Как работать с кетозами и конфигурацией R или S
- У кетогексозы D-фруктозы атом C1 — группа \(\ce{CH2OH}\), а C2 — карбонильный атом; группы OH при C3 слева, при C4 и C5 справа, как у D-глюкозы.
- Альдоза, её C2-эпимер и кетоза с той же конфигурацией C3 и далее связаны: в щёлочи они переходят друг в друга (урок 367) и дают общий озазон (урок 369).
- Чтобы найти R или S по проекции Фишера, расставьте старшинство (обычно OH > CHO > остальная цепь > H). Младший заместитель H стоит на горизонтали и направлен к наблюдателю, поэтому направление обхода от первого заместителя к третьему нужно обратить.
- Поворот проекции на 180° в плоскости листа молекулу не меняет, а поворот на 90° и обмен двух групп дают энантиомерный центр.
Примеры
1. Глицериновый альдегид. У D-глицеринового альдегида группа OH справа, а старшинство OH > CHO > \(\ce{CH2OH}\) > H. Обход от первого заместителя к третьему идёт по часовой стрелке, но атом H стоит на горизонтали, поэтому направление обращаем: конфигурация (R).
2. Глюкоза. D-Глюкоза \(\ce{C6H12O6}\) имеет конфигурацию (2R,3S,4R,5R): группы OH справа соответствуют центрам R, слева — центрам S.
errorCHO старше цепи, но не старше OH
В сахарах почти всегда OH > CHO > остальная цепь > H. Атом CHO (O, O, H) старше атома CH(OH)R (O, C, H): это решается на втором уровне сравнения.
edit_noteПопробуйте сами
Какова конфигурация C2 у D-маннозы?
expand_moreПоказать решение
(S): группа OH при C2 стоит слева, противоположно D-глюкозе.
push_pinГлавное
В проекции Фишера цепь вертикальна, карбонил сверху, горизонтальные связи направлены к наблюдателю. Восемь D-альдогексоз различаются расположением OH при C2–C4 (при C5 у всех справа): аллоза, альтроза, глюкоза, манноза, гулоза, идоза, галактоза, талоза — «All Altruists Gladly Make Gum In Gallon Tanks». Эпимеры — сахара, различающиеся конфигурацией одного стереоцентра: D-глюкоза и D-манноза (C2), D-глюкоза и D-аллоза (C3), D-глюкоза и D-галактоза (C4). Кетоза D-фруктоза имеет у C3–C5 ту же конфигурацию, что D-глюкоза и D-манноза. Конфигурацию центра по проекции Фишера находят по старшинству; если младший заместитель (H) горизонтален, направление 1 → 2 → 3 обращают. D-Глюкоза — (2R,3S,4R,5R).
Закрепите теорию: 8 заданий с проверкой и подсказками, урок зачитывается от 70 %.