У епимере су дијастереомери у којима само један од његових ахиралних центара разликује од просторног конфигурацији; за разлику од енантиомера, где сви ахирални центри имају различиту конфигурацију и представљају пар зрцалних слика које се не могу налагати једна на другу.
Остатак дијастереоизомера (на пример геометријски изомери) може имати више од два центра са различитим конфигурацијама. Стога је велики проценат стереоизомера дијастереоизомери; док су епимери много мање, али не из тог разлога, мање важни.
Извор: Габриел Боливар
Претпоставимо структуру са скелетом црних атома повезаних са словима А, Б, Ц и Д (горња слика). Точкаста линија представља огледало, показујући да пар горе наведених молекула није енантиомер, јер сви њихови кирални центри имају исту конфигурацију; осим првог центра, везаног за слова Б и Д.
Молекул на левој страни има слово Д окренуто према десној страни, док је молекулско слово Д са десне стране окренуто према левој страни. Да бисте сазнали која ће бити њихова конфигурација, користите систем Цахн-Инголд-Прелог (РС).
Карактеристике епимера
Главна карактеристика епимера лежи искључиво у ахиралном (или стереогеном) центру. Промјена просторне оријентације Д и Б може узроковати стабилније или нестабилније конформисте; то јест, ротације појединачних веза узрокују да се два атома или групе гломазних атома састану или одмакну.
Из ове перспективе, један епимер може бити много стабилнији од другог. Она која ротацијом својих веза ствара стабилније структуре биће епимер са највећом тенденцијом формирања у равнотежи.
Ако се вратимо на слова, Д и Б могу бити веома гломазни, док је Ц мали атом. Дакле, епимер са десне стране је стабилнији, јер Д и Ц која се налазе лево од прва два центра трпе мање стерицке препреке.
Микроскопски то постаје карактеристика за пар разматраних епимера; али макроскопски су разлике наглашене и, на пример, имају различите тачке топљења, индексе лома, НМР спектре (поред многих других својстава).
Али на пољу биологије и ензим-катализираних реакција, епимери се овде још више разликују; тело се може метаболизирати, а друго не може.
обука
Како се формирају епимери? Кроз хемијску реакцију која се назива епимеризација. Ако се оба епимера не разликују у стабилности, успоставља се равнотежа епимеризације која није ништа друго до интерковерзија:
ЕпА <=> ЕпБ
Где је ЕпА епимер А, а ЕпБ је епимер Б. Ако је један од њих много стабилнији од другог, он ће имати већу концентрацију и узроковат ће оно што је познато као мутаротација; то јест, моћи ће да мења смер поларизованог снопа светлости.
Епимеризација можда није равнотежна и самим тим неповратна. У тим случајевима се добија рацемична смеша дијастереоизомера ЕпА / ЕпБ.
Синтетички пут епимера варира овисно о укљученим реагенсима, реакцијском медијуму и процесним варијаблама (употреба катализатора, притиска, температуре итд.).
Из тог разлога формирање сваког пара епимера мора се проучавати појединачно од осталих; сваки са својим хемијским механизмима и системима.
Таутомеризација
Од свих процеса стварања епимера, таутомеризација два дијастереоизомера може се сматрати општим примером.
Ово се састоји од равнотеже у којој молекул прихвата кетонски (Ц = О) или енол (Ц-ОХ) облик. Једном када се кетонски облик обнови, конфигурација угљеника поред карбонилне групе (ако је хирална) се мења, стварајући пар епимера.
Пример горе наведеног је пар цис-декалон и транс-декалон.
Извор: Ју, са Викимедиа Цоммонс
Структура цис-декалона је приказана горе. Х атоми су на врху два прстена; док је у трансдекалону један изнад прстенова, а други испод. Угљеник лево од Ц = О групе је кирални центар, а самим тим и онај који разликује епимере.
Примери
Аномери глукозе
Извор: мигуелфериг, са Викимедиа Цоммонс
На горњој слици имамо фуранове прстенове два аномара Д-глукозе: α и β. Из прстенова се види да се ОХ групе на угљенику 1 налазе или у истом смеру као и суседни ОХ, у α аномеру или у супротним смеровима, као у П аномеру.
Фисхерове пројекције оба аномера (с десне стране слике) чине разлику између два епимера, који су и сами аномери, још јаснији. Међутим, два α аномера могу имати различиту просторну конфигурацију на једном другом угљенику и, према томе, могу бити епимери.
У Ц-1 Фисхерове пројекције за α аномер, ОХ група "гледа" десно, док у β аномеру "гледа" лево.
Изомери ментола
Извор: Роланд Маттерн, путем Викимедиа Цоммонс
На слици су приказани сви стереоизомери молекула ментола. Свака колона представља пар енантиомера (пажљиво посматрајте), док редови одговарају дијастереоизомерима.
Па шта су епимери? Морају бити они који се тешко разликују у просторном положају једног угљеника.
(+) - ментол и (-) - неоизоментол су епимери, и дијастереизомери (они нису у истој колони). Ако погледате изблиза, и -ОХ и -ЦХ3 групе излазе из равни (изнад прстена), али у (-) - неоизоментолу, изопропил група такође указује на равнину.
Не само (+) - ментол је епимерни од (-) - неоизоментола, већ и (+) - неоментол. Потоња разликују само да су -ЦХ 3 групе поена доле равни. Остали епимери су:
- (-) - изоментол и (-) - неоментол
- (+) - изоментол и (+) - неоментол
- (+) - неоизоментол и (-) - неоментол
- (+) - неоментол и (-) - неоизоментол
Ови стереоизомери представљају практични пример за разјашњење концепта епимера, а можете видети да, из различитих дијастереоизомера, многи могу само да се диференцирају у један асиметрични или кирални угљеник.
Референце
- Грахам Соломонс ТВ, Цраиг Б. Фрихле. (2011). Органска хемија. (10 Тх издање.). Вилеи Плус.
- Цареи Ф. (2008). Органска хемија. (Шесто издање). Мц Грав Хилл.
- Уругвај Едуца учионице. (сф) Епимери. Опоравак од: аулас.уругуаиедуца.еду.уи
- Википедиа. (2018). Епимер. Опоравак од: ен.википедиа.орг/вики/Епимер
- Фраи ЈМ (2014). Истраживање стварања епимера у реакцијама спајања амида: експеримент за напредне студенте. Хемијска школа, Универзитет у Нотингему, Универзитетски парк, Нотингем НГ7 2РД, Велика Британија. Ј. Цхем., 2014., 91, 1, 136-140
- Реист & цол. (деветнаест деведесет пет). Рацемизација, енантиомеризација, дијастереомеризација и епимеризација: њихово значење и фармаколошки значај. Цхиралити 7: 396-400.