Kuinka voimme piirtää Fischerin ennusteet viidelle hiiliyhdisteelle?
Oletetaan esimerkiksi, että meillä on pentaani-2,3, 4-trioli ($ \ ce {CH3-CHOH-CHOH-CHOH-CH3} $; kuva alla). Kiila- ja viivarakenteella alkoholiryhmä on tason 2 alapuolella toiselle ja neljännelle hiilelle, mutta korkeampi, jos kolmannelle hiilelle. Kuinka voimme piirtää tämän yhdisteen Fischer-projektion?
Luin otteen hiilihydraatteja käsittelevästä luvusta Salomon kirjassa (10. painos), mutta ymmärsin vain osittain, kuinka piirtää Fischerin ennusteet, koska se annetaan hyvin lyhyesti. Johdanto annetaan luvussa 5, mutta se koskee vain kaksihiiliyhdisteitä.
Olen kokeillut paljon, mutta en ymmärrä miten se rakennetaan tai mitkä ovat ne sopimukset, joihin ne on tehty. ei kuvaa Fischerin ennusteita erittäin yksityiskohtaisesti todennäköisesti siksi, että niitä käytetään yleensä vain biokemiassa.
Kommentit
Vastaus
Ensimmäiset huomattavat asiat piirrettäessä Fischer-projektioita ovat niiden piirtämisen yleiset säännöt. Ensimmäinen yleissääntö koskee vaihtoehtoja ”ylhäältä” ja ”alhaalta”, kun taas toinen koskee sitä, miten kukin risti tulkitaan.
-
Fischerin projektiossa hiiliatomi, jolla on korkein hapettuminen Tilan tulisi olla lähempänä yläosaa kuin pohja.
Tapauksissa, joissa korkein hapetustila on keskellä tai joissa useilla hiilillä on sama korkein hapettumistila, toiseksi korkein pätee analogisesti ja niin edelleen.
-
Fischer-projektiossa pystysidosten katsotaan aina osoittavan paperin (tai seulan) tason (tiiviste) taakse kun taas vaakasuorat sidokset osoittamaan edessä (kiila).
Tämä on esimerkki kuvasta 1.
Kuva 1: Kuinka stereokemialliset tiedot koodataan Fischerin projektioihin.
Yhdiste esittelee pro blem näiden sääntöjen mukaan, koska ei ole eniten hapettunutta hiiltä. Pikemminkin kaikki kolme hiiltä 2, 3 ja 4 ovat hapetustilassa $ \ pm 0 $ , kun taas kaksi terminaalista ovat molemmat $ \ mathrm {-III} $ . Tämän rajoituksen helpottamiseksi aion keskustella Fischer-projektiosta vastaavan molekyylin kanssa, joka on esitetty kuvassa 2, jossa yksi terminaali hiili on hapetettu karboksyylihapoksi, joka rikkoo siteen.
Kuva 2: L-5-deoksiribonihappo; korvaava molekyyli, jolla on sama stereokemia keskushydroksiryhmissä.
Tälle molekyylille on selvää, että happo tulisi laittaa päälle. Kutakin sidosta alaspäin meidän on käännettävä niitä, kunnes meillä on pisin ketju pystysuorassa asennossa ja osoittamalla taaksepäin (vrt. Kuva 1). Annan sinun käyttää mallinnussarjaa, kynää ja paperia tai 3D-katselua todellisten muunnosten suorittamiseen. lopputuote, jonka kanssa päädyt, on seuraava kuvassa 3.
Kuva 3: Kuvion 2 molekyylin Fischer-projektio.
Karboksyylihaposta ei pitäisi olla juurikaan keskustelua; ja onko karbonyyliryhmä vai sen hydroksiryhmä osoittanut vasemmalle, ei ole väliä; voimme kiertää $ \ ce {C {1} -C {2}} $ -lainan ympärillä. Näet $ \ ce {C {2}} $ ja $ \ ce {C {4}} oikean suunnan $ , voit ottaa luuston kaavan kuvasta 2 ja katsoa ylhäältä; $ \ ce {C {3}} $ , sinun pitäisi katsoa alhaalta.Havaitsemme, että kaikki hydroksiryhmät osoittavat samaan suuntaan; tässä: vasemmalle. Tämä tarkoittaa, että molekyylini voidaan nähdä riboosin johdannaisena; ja koska alimman epäsymmetrisen hiilen hydroksiryhmä osoittaa vasemmalle, se on peräisin L-riboosista.
Takaisin molekyyliisi. Nimitys ei ole pelkästään epäselvä (katso yllä korkeinta hapetustilaa), mutta se on myös $ C_ \ mathrm {s} $ symmetrinen, ts. Achiral. Olen piirtänyt molekyylisi yhdessä sen symmetriatason kanssa (katkoviiva) kuvassa 4.
Kuva 4: Kyseinen alkuperäinen molekyyli; 1,5-dideoksiribitoli tai (2 R , 3 s , 4 S ) -pentaani-2,3,4-trioli. p>
Meidän on valittava mielivaltaisesti huippu hiili. Johdonmukaisuuden vuoksi valitaan vasemmalla oleva happo entisessä rakenteessa (kuva 2). Tämä tarkoittaa, että meillä on erittäin helppo tehtävä piirtää Fischer-projektio, kuten jo teimme. Se on esitetty kuvassa 5.
Kuva 5: Kuvassa 4 esitetyn triolin Fischer-projektio.
Saatamme olla kiusaus osoittamaan L-konfiguraatio välittömästi, mutta muista, että huomasimme, että molekyylillä tulisi olla symmetriataso. No, se tapahtuu myös Fischerin projektiossa; taso on vaakasuora ja ympäröi keskeisen hiiliatomin $ \ ce {HO-C-H} $ sidoksia. Voimme myös kääntyä paperin tai PC-näytön ympärille ja ymmärtää, että voimme siten sovittaa sen täydellisesti peilikuvaansa, joka näkyy kuvassa 5 katkoviivapeilin oikealla puolella. Siksi olemme osoittaneet kahdesti, että molekyylisi on achiral, että sekä alimmassa epäsymmetrisessä hiilessä vasemmalle että oikealle osoittava hydroksiryhmä on mahdollinen ja että D / L-stereoskriptin osoittaminen on siten merkityksetöntä.
Kommentit
- Mutta muiden lähteiden mukaan hiiliatomi, jolle annetaan IUPAC-nimikkeistön mukaan numero yksi, ei ole korkeimman hapetustilan omaava. Sanoit myös, että karboksyylihapon pitäisi olla huipulla, se on myös numeroitu yksi, mutta sillä on sama III: n hapetustila kuin terminaalisen metyylin?
- Kiitos paljon tammikuusta vastauksestasi. Voitteko selittää, kuinka voimme kiertää sidoksia, kunnes l9ngest-ketju on pystysuorassa asennossa? Mikä on myös kaikkien taaksepäin osoittavien joukkovelkakirjojen merkitys?
- Miksi myös c3: lle katsomme alhaalta ja toisille ylhäältä?
- @RaghavSingal Etkö ole varma onko se hapetustila tai yksi numeroituna. Minun on selvitettävä se. Huomaa, että hapetustilat ovat allekirjoitettuja, joten $ \ mathrm {-III < + I < + III} $
- @RaghavSingal Kierrosten piirtäminen paperille on melko vaikeaa, ja siitä on hyötyä sinulle enemmän, jos yrität sitä itse.
\ce{...}jollekin, joka ei ole kemikaali. Sillä voi olla ei-toivottuja sivuvaikutuksia, kuten sinun olisi pitänyt nähdä muokkauksen esikatselussa. Käytä muokkauksen esikatselua myös tarkistaaksesi, miten muokkauksesi loppuvat. Näet miltä viesti näytti täältä . Lopuksi lainausmerkinnät tulisi varata lainauksille.