Hvordan kan vi tegne Fischer-fremskrivninger for en-fem carbonforbindelser?
Sig for eksempel, at vi har pentan-2,3, 4-triol ($ \ ce {CH3-CHOH-CHOH-CHOH-CH3} $; billedet nedenfor). Med kile- og bindestruktur er alkoholgruppen under planet for 2. og 4. kulstof, men over hvis det er det tredje kulstof. Hvordan kan vi tegne Fischer-projektionen af denne forbindelse?
Jeg læste et uddrag fra kapitlet om kulhydrater i Salomons bog (10. udgave), men forstod kun delvist, hvordan man tegner Fischer-fremskrivninger, da det gives meget kort. Også en kort introduktion er givet i kapitel 5, men det er kun for forbindelser med to carbonatomer.
Jeg har prøvet meget, men kan ikke forstå, hvordan jeg konstruerer det, eller hvad er de konventioner, de er lavet på. beskriver ikke Fischer-fremskrivninger på en meget detaljeret måde, sandsynligvis fordi de generelt kun bruges i biokemi.
Kommentarer
Svar
De første ting, der skal bemærkes, når man tegner Fischer-fremskrivninger er de generelle regler for tegning af dem. Den første generelle regel vedrører valgene mellem top og bund, mens den anden vedrører, hvordan hvert kryds fortolkes.
-
I en Fischer-projektion er kulstofatomet med den højeste oxidation tilstand skal være tættere på toppen end bunden.
I tilfælde, hvor den højeste oxidationstilstand er i midten, eller hvor flere carbonatomer har den samme højeste oxidationstilstand, gælder den næsthøjeste analogt og så videre.
-
I en Fischer-projektion anses de lodrette obligationer altid for at pege bag papiret (eller skærmen) plan (hash), mens vandrette obligationer betragtes at pege foran (kil).
Dette er eksemplificeret i figur 1.
Figur 1: Hvordan stereokemisk information kodes i Fischer-fremskrivninger.
Din forbindelse præsenterer en pro plet i henhold til disse regler, da der ikke er noget oxideret kulstof. Snarere er alle tre carbonatomer 2, 3 og 4 i oxidationstilstand $ \ pm 0 $ mens de to terminaler begge er $ \ mathrm {-III} $ . For at lette denne begrænsning vil jeg diskutere Fischer-projiceringen med det relaterede molekyle vist i figur 2, som har et terminal carbon oxideret til en carboxylsyre, der bryder båndet.
Figur 2: L-5-deoxyribonsyre; et erstatningsmolekyle med den samme stereokemi på de centrale hydroxygrupper.
For dette molekyle er det klart, at syren skal placeres på toppen. Når vi går ned ad hver binding, skal vi dreje dem, indtil vi har den længste kæde i lodrette positioner og peger bagud (jf. Figur 1). Jeg vil lade dig bruge et modelleringssæt, pen og papir eller din 3D-visning til at udføre de faktiske transformationer; det endelige produkt, du skal ende med, er følgende i figur 3.
Figur 3: Fischer-projektion af molekylet i figur 2.
Der bør være lidt debat om carboxylsyren; og om carbonylgruppen eller hydroxygruppen i den peger mod venstre betyder ikke noget; vi kan rotere omkring $ \ ce {C {1} -C {2}} $ obligationen. For at se den korrekte retning for $ \ ce {C {2}} $ og $ \ ce {C {4}} $ , du kan tage skeletformlen fra figur 2 og se ovenfra; for $ \ ce {C {3}} $ skal du kigge nedenfra.Vi finder ud af, at alle hydroxygrupper peger i samme retning; her: til venstre. Dette betyder, at mit molekyle kan ses som et derivat af ribose; og da det laveste asymmetriske kulstofs hydroxygruppe peger mod venstre, stammer det fra L-ribose.
Tilbage til dit molekyle. Ikke alene er betegnelsen tvetydig (se ovenfor om den højeste oxidationstilstand), men den er også $ C_ \ mathrm {s} $ symmetrisk, dvs. achiral. Jeg har tegnet dit molekyle sammen med dets symmetriplan (stiplet) i figur 4.
Figur 4: Det pågældende originale molekyle; 1,5-dideoxyribitol eller (2 R , 3 s , 4 S ) -pentan-2,3,4-triol.
Vi skal arbitrært vælge et top kulstof her. Af konsistenshensyn, lad os vælge den til venstre, der var en syre i den tidligere struktur (figur 2). Det betyder, at vi har et meget let job med at tegne Fischer-projektionen, som vi allerede gjorde det. Det er vist i figur 5.
Figur 5: Fischer-projektion af triolen vist i figur 4.
Vi kan være fristet til at tildele en L-konfiguration med det samme, men husk, vi indså, at molekylet skulle have et symmetriplan. Nå, det gør det også i Fischer-projiceringen; planet er vandret og omslutter $ \ ce {HO-C-H} $ bindingerne i det centrale kulstofatom. Vi kan også vende vores stykke papir eller pc-skærm og indse, at vi derved perfekt kan matche det med dets spejlbillede, vist i figur 5 til højre for det stiplede spejlplan. Dermed har vi to gange vist, at dit molekyle er achiralt, at både en hydroxygruppe, der peger mod venstre og til højre på det nederste asymmetriske kulstof, er mulig, og at det derfor er meningsløst at tildele en D / L-stereodescriptor.
Kommentarer
- Men ifølge andre kilder placeres kulstofatomet, der er nummer et i henhold til IUPAC-nomenklaturen, øverst og ikke det med den højeste oxidationstilstand. Også sagde du, at carboxylsyre skulle være øverst, at den også er nummereret, men den har den samme oxidationstilstand på III, som den ved terminal methyl?
- Tusind tak for dit svar. Kan du venligst forklare, hvordan kan vi rotere obligationer, indtil den første kæde er i lodret position? Hvad er betydningen af alle obligationer, der peger baglæns?
- Også hvorfor for c3 ser vi nedenfra og andre ovenfra?
- @RaghavSingal Ikke sikker på, om det er oxidationstilstanden eller den nummereret som nummer et. Jeg bliver nødt til at finde ud af det. Bemærk, at oxidationstilstande er underskrevet, så $ \ mathrm {-III < + I < + III} $
- @RaghavSingal At tegne rotationer på papir er ret svært at gøre, og det burde gavne dig mere, hvis du selv prøver det.
\ce{...}for noget, der ikke er et kemikalie. Det kan have uønskede bivirkninger, som du skulle have set i redigeringseksemplet. Du skal også bruge redigeringseksemplet for at kontrollere, hvordan dine redigeringer ender. Du kan se, hvordan indlægget lignede her . Til sidst bør citatopmærkning reserveres til tilbud.