Jak můžeme nakreslit Fischerovy projekce pro jednu až pět sloučenin uhlíku?
Řekněme například, že máme pentan-2,3, 4-triol ($ \ ce {CH3-CHOH-CHOH-CHOH-CH3} $; obrázek níže). S klínovou a pomlčkovou strukturou je alkoholová skupina pod rovinou pro 2. a 4. uhlík, ale výše, pokud pro 3. uhlík. Jak můžeme nakreslit Fischerovu projekci této sloučeniny?
Přečetl jsem si výňatek z kapitoly o sacharidech v Solomonově knize (10. vydání), ale jen částečně jsem pochopil, jak nakreslit Fischerovy projekce, protože jsou uvedeny velmi stručně. Také krátký úvod je uveden v kapitole 5, ale je určen pouze pro sloučeniny se dvěma uhlíky.
Zkoušel jsem toho hodně, ale nerozumím tomu, jak to postavit, nebo jaké jsou konvence, na kterých jsou vytvářeny. Zdá se, že web nepopisuje Fischerovy projekce velmi podrobně, pravděpodobně proto, že se obecně používají pouze v biochemii.
Komentáře
Odpověď
První věci, které je třeba si všimnout při kreslení Fischerových projekcí jsou obecná pravidla pro jejich čerpání. První obecné pravidlo se týká volby „nahoře“ a „dole“, zatímco druhé se týká toho, jak je každý kříž interpretován.
-
Ve Fischerově projekci je atom uhlíku s nejvyšší oxidací stav by měl být blíže k horní části než k dolní části.
V případech, kdy je nejvyšší oxidační stav ve středu nebo pokud více uhlíků má stejný nejvyšší oxidační stav, platí druhý nejvyšší analogicky atd.
-
Ve Fischerově projekci jsou vertikální vazby vždy považovány za body za papírovou (nebo obrazovkovou) rovinu (hash), zatímco horizontální vazby jsou považovány do bodu vpředu (klín).
Toto je ilustrováno na obrázku 1.
Obrázek 1: Jak jsou stereochemické informace zakódovány do Fischerových projekcí.
Vaše sloučenina představuje pro Podle těchto pravidel není problém s oxidovaným uhlíkem. Spíše jsou všechny tři uhlíky 2, 3 a 4 v oxidačním stavu $ \ pm 0 $ , zatímco oba koncové uhlíky jsou oba $ \ mathrm {-III} $ . Abychom toto omezení zmírnili, budu diskutovat o Fischerově projekci s příbuznou molekulou zobrazenou na obrázku 2, která má jeden koncový uhlík oxidovaný na karboxylovou kyselinu, která narušuje kravatu.
Obrázek 2: kyselina L-5-deoxyribonová; náhradní molekula se stejnou stereochemií na centrálních hydroxylových skupinách.
U této molekuly je jasné, že kyselina by měla být navrchu. Jdeme-li po každé vazbě, musíme je otáčet, dokud nebudeme mít nejdelší řetěz ve svislých polohách a směřovat dozadu (srov. Obr. 1). Nechám vás použít modelářskou soupravu, pero a papír nebo vaše 3D zobrazení k provedení skutečných transformací; konečný produkt, s nímž byste měli skončit, je následující na obrázku 3.
Obrázek 3: Fischerova projekce molekuly na obrázku 2.
O karboxylové kyselině by měla být malá debata; a nezáleží na tom, zda karbonylová skupina nebo její hydroxylová skupina směřují doleva; můžeme rotovat kolem vazby $ \ ce {C {1} -C {2}} $ . Chcete-li zobrazit správnou orientaci $ \ ce {C {2}} $ a $ \ ce {C {4}} $ , můžete si vzít kosterní vzorec z obrázku 2 a podívat se shora; pro $ \ ce {C {3}} $ byste se měli dívat zdola.Zjistili jsme, že všechny hydroxylové skupiny směřují stejným směrem; zde: vlevo. To znamená, že moji molekulu lze považovat za derivát ribózy; a protože nejnižší asymetrická hydroxyskupina uhlíku směřuje doleva, pochází z L-ribózy.
Zpět na vaši molekulu. Nejen, že je označení nejednoznačné (viz výše o nejvyšším oxidačním stavu), ale je také $ C_ \ mathrm {s} $ symetrické, tj. Achirální. Nakreslil jsem vaši molekulu spolu s její rovinou symetrie (čárkovaně) na obrázku 4.
Obrázek 4: Dotyčná původní molekula; 1,5-dideoxyribitol nebo (2R, 3S, 4S) pentan-2,3,4-triol. p>
Musíme si zde libovolně vybrat „špičkový“ uhlík. Z důvodu konzistence vybereme ten nalevo, který byl kyselinou v dřívější struktuře (obrázek 2). To znamená, že máme velmi snadnou práci s nakreslením Fischerovy projekce, jak jsme to již udělali. Je to znázorněno na obrázku 5.
Obrázek 5: Fischerova projekce triolu uvedená na obrázku 4.
Můžeme být v pokušení okamžitě přiřadit L-konfiguraci, ale pamatujte, že jsme si uvědomili, že molekula by měla mít rovinu symetrie. Funguje to také ve Fischerově projekci; rovina je horizontální a uzavírá $ \ ce {HO-C-H} $ vazby centrálního atomu uhlíku. Můžeme také otočit náš kousek papíru nebo obrazovku počítače a uvědomit si, že jej tím můžeme dokonale sladit s jeho zrcadlovým obrazem, znázorněným na obrázku 5 vpravo od přerušované roviny zrcadlení. Tím jsme dvakrát prokázali, že vaše molekula je achirální, že jak hydroxyskupina směřující doleva, tak doprava na nejspodnějším asymetrickém uhlíku je možná, a proto přiřazení D / L stereodescriptoru nemá smysl.
Komentáře
- Ale podle jiných zdrojů je atom uhlíku, který je podle nomenklatury IUPAC označen číslem jedna, umístěn nahoře, ne ten s nejvyšším oxidačním stavem. Také jste řekl, že karboxylová kyselina by měla být nahoře, je také očíslovaná jedna, ale má stejný oxidační stav III stejný jako stav terminálního methylu?
- Děkuji mnohokrát, Jan za odpověď. Můžete mi prosím vysvětlit, jak můžeme otáčet vazby, dokud není nejmenší řetěz ve svislé poloze? Jaký je význam všech vazeb směřujících dozadu?
- Proč také pro c3 se díváme zdola a pro ostatní shora?
- @RaghavSingal Nejste si jisti, zda je oxidační stav nebo číslo očíslované jako číslo jedna. Musím to zjistit. Upozorňujeme, že oxidační stavy jsou podepsány, takže $ \ mathrm {-III < + I < + III} $
- @RaghavSingal Kreslení rotací na papír je poměrně těžké a mělo by vám prospět více, pokud se o to pokusíte sami.
\ce{...}pro něco, co není chemická látka. Může mít nežádoucí vedlejší účinky, jak jste měli vidět v náhledu úprav. Také prosím použijte náhled úprav, abyste zkontrolovali, jak vaše úpravy dopadnou. Zde můžete vidět, jak příspěvek vypadal . A konečně, citace by měla být vyhrazena pro citace.